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在漫长的进化历程中，无数种群通过探索并占据新的地域来不断拓展其生存范围。这种扩张行为既可以在宏观尺度上跨越数千公里、历经数千年，如人类从非洲大陆向全球的迁徙壮举；也可以在微观层面，于数毫米的空间内、几个月的时间里上演，诸如肿瘤内部细胞群体的迅速增殖。在此拓殖之旅中，突变可能随机出现，这些变异有的能增强种群在新环境中的适应性，有的则可能削弱。尤其当有利突变在种群边缘地带出现时，那么它就有足够的空间进行拓殖，并极有可能在种群基因库中被固定，这一过程被形象地称为“基因冲浪gene surfing”。
这一现象在生存环境相对“均一”的种群中得到了广泛认知，比如西伯利亚辽阔无垠的草原，新开拓的空间与原有领地环境相似。然而，自然界的多数地域并非如此单一。若新领地布满异质性，如山脉与山谷交错的地形，情况又将如何？
Gralka与Hallatschek两位研究者深入探讨了地形变化对基因冲浪等进化现象的具体影响。他们采用大肠杆菌作为实验对象，结合实验室研究与计算机模拟技术，揭示了复杂环境——细菌尺度上的“山脉谷地”——对种群中突变命运具有深远影响。在此情境下，突变发生地的环境是否适宜拓殖，成为了比突变本身对适应性影响更为关键的因素。因此，即便是有益的突变，若发生在如悬崖峭壁般的不利位置，其传播范围也将大打折扣；相反，若突变幸运地出现在类似细菌世界的平缓边缘地带，则更有可能在种群中稳定遗传。
这些发现表明，种群在拓殖过程中的适应能力是有限的，如果突变发生在正确的位置，甚至可能导致有害突变在种群中的传播。深入理解这些复杂的进化动态，对于准确重构物种的进化历程至关重要，特别是当我们试图从当代基因组的突变模式中追溯其历史轨迹时。这类知识也有助于开发新的癌症治疗方法，利用这些进化过程来减缓或停止肿瘤的拓殖。
