是什么原因造就了生物多樣性？眾所周知的是達爾文提出的 “物競天擇、適者生存”基本觀點。“那么，變異是怎么來的？自然選擇為什么這么高效？”南京大學生命科學學院田大成教授帶領他的團隊，十幾年來圍繞遺傳突變普遍機制進行研究，大膽提出“Indel誘變假說”。其研究成果兩次刊登在世界權威學術期刊《自然》雜志上，破解了生物學上的諸多懸疑。

田大成教授

田大成關于遺傳變異的新理論，可能還引出一門新的學科：非對稱遺傳學。因為一只蘋果，牛頓發現了萬有引力定律，而田大成的科學靈感也緣于一個“奇思妙想”。

2000年元旦，當時在芝加哥大學工作的田大成像往常一樣沉浸在一些最新文獻的閱讀中，當讀到一篇關于抗病基因Rpp8在基因組間的結構時，一個帶他到新的研究領域、一個可能開創新的學科的靈感出現了，非對稱的Indel結構促進遺傳變異。田大成說：“生物進化的漫長過程中，造成生物多樣性的遺傳差異是如何產生、積累乃至保留下來的？顯然，這是遺傳進化科學中需要解決的核心問題，也是整個生命科學面臨的基本問題之一?！?/p>

上世紀90年代以來，由于DNA測序技術的突破性進展，使自發突變在基因組中的數量和分布有了精確的估計?！按_認了自發突變在基因組中不是隨機分布的，突變熱點普遍存在于基因組中，突變率在突變熱點中是很高的?！碧锎蟪烧f，這對傳統的突變隨機性和稀有性的認識形成巨大挑戰，“遺憾的是，盡管眾多研究者做了大量的努力，但是并沒有找到一種普遍的機制來解釋突變熱點的產生?！?/p>

產生了“假說”靈感后，田大成有了回國發展的想法，以開創新的領域。2003年，和他的課題一起，田大成來到了南京大學?；貒髱啄陙淼难芯?，其進展遠遠超過田大成自己的預期。“非對稱遺傳學”的幾個關鍵理論預期已被證實，并首次在DNA水平發現了遺傳變異的新機制。

田大成教授在實驗室

2008年，《自然》雜志刊登了田大成等自主完成的研究成果——“Indel誘變假說”。通過對人類等不同類別生物的基因組序列比對分析，發現DNA的插入/缺失（Indel）會引起其周圍序列的更多突變；突變熱點很大程度上是由Indel的數量和密度所決定；突變的數量在Indel附近并不稀有。但Indel本身也是一種類型的突變，其發生有一定的隨機性，因而其誘發的突變也有一定的隨機性。田大成介紹說，“他們的研究揭示了基因組間普遍存在非對稱的序列；揭示了非對稱序列在產生和保存遺傳差異、非等位基因間的遺傳重組、基因的重復、非對稱基因組的起源和進化等都有特殊的規律。實際上，非對稱序列反映了基因組間的異質性?！?/p>

2015年，《自然》雜志再度發表田大成教授團隊的研究成果，揭示了異質性促進遺傳突變的重要分子機制。田大成說，生物通過調節自身變異能力而適應環境的能力，比人們原先想象的要大得多，即突變在進化中的作用相當巨大，生物保存變異的能力也遠遠超出原先教科書上所寫的?！斑_爾文進化論的觀點中，生命的多樣性是被動選擇產生的。而我覺得，生命是‘主動’調節不同基因的變異去適應這個環境的。以前我們低估了生物本身適應潛能，一旦生物所處的環境發生改變，生物本身的突變數量，完全能夠應付環境的選擇要求。從這個意義上說，‘主動’是存在的。