加拿大西北部的育空地区（Yukon）分布着大面积的永久冻土层，其中埋藏的冰河时代动物的骨骼是研究古代生物DNA的重要材料。距今3万年前，地球正处末次冰期，育空地区气候变动频繁，年平均气温的波动幅度常常超过5摄氏度。在如此剧烈的气候变动中，冰河时代的动物们想要存活，就必须具备与环境变化一样快的适应能力。可是，那时的动物如何能有这么快的适应能力呢？因为按传统进化理论，DNA变异和自然选择显然跟不上这么快节奏的环境变化。最近科学家用表观遗传学破解了这一难题。
　　澳大利亚阿德莱德大学的科学家，从育空冻土层中的野牛骨骼标本中提取出了3万年前美洲野牛的DNA样本。研究结果显示，那时野牛的表观遗传学特征在两代内即可发生变化，说明产生可遗传变异所需的时间比传统进化过程所需时间要短得多。这样，北美野牛在短期内快速适应气候变化的难题就迎刃而解了。
　　什么叫表观遗传学特征呢？长期以来人们相信，DNA携带着基因并世代相传，保持了物种的稳定；而基因突变（即DNA分子链上碱基对的组成或排列顺序的改变），则是新性状乃至新物种产生的物质基础。按照这一观点，生物后天获得的性状是不能遗传给下一代的，也就是说，法国博物学家拉马克在100多年前提出的生物性状“用进废退”的假说是不成立的。
　　近年来分子生物学的新发现，在一定程度上颠覆了这种成见。人们发现，生物所显现的新性状、新能力并不一定是基因突变造成的，而在很多情况下是由于基因被“修饰”了，即表观遗传学特征发生了变化。例如，科学家们发现了一种甲基（-CH3），它们可以跟DNA上的碱基结合，就像给DNA挂上了首饰。这种神奇的“首饰”就像一个开关，挂上它，基因就关闭了，摘掉它，基因又能重新表达。至于基因是关闭还是表达，则取决于生物个体是否努力适应新的环境压力。也就是说，对于生物的某种能力来说，用则进化，不用则退化——拉马克的假说在某种意义上已经复活了。
　　表观遗传学研究虽然历史不长，其中尚有诸多关键问题亟待解决，但它所揭示的现象却足以令人深思。它说明，生命的精妙与复杂远超人类的想象，认识生命的道路任重而道远。
　　在对育空地区野牛化石进行研究时，由于野牛的基因序列不会发生变化，标准的基因分析无法测得表观遗传学变化，所以科学家是将研究结果与现代牛以及30年前发掘于新西兰的一具干尸化母牛的基因序列进行对比，从而了解育空野牛的表观遗传学特征变化的。科学家们认为，这项研究证明了表观遗传学特征的改变能驱动生物进化。
　　在末次冰期，地球气候变化剧烈，动物们承受着很强的生存压力，需要迅速地适应环境变化，多亏表观遗传学特征的改变帮助它们做到了这一点。实际上，育空野牛对于环境的适应主要就是靠表观遗传的改变，很少涉及DNA序列的改变。DNA变异产生的性状改变，是无法让生物在短时间内快速适应环境的变化的。即便是某些个体产生了基因突变，具备了适应新环境的能力，但新的性状要扩展到更大范围，仍需要相当长的时间。
　　（作者系科普专家）