猶他州立大學進化遺傳學家Zachariah Gompert說，遺傳變異是進化的最終燃料。但是，幾個世紀以來，這個燃料庫在自然選擇和隨機遺傳漂移的過程中被耗盡了。遺傳變異是否或如何能夠長期存在，仍然是科學家的一個大問題。

Gompert和來自法國蒙彼利埃大學、英國John Innes中心、墨西哥克雷塔羅國立自治大學、內華達大學里諾分校和聖母大學的同事在2023年6月13日的《美國國家科學院院刊》網絡版上發表了他們對這個問題的調查。這項研究得到了Gompert在2019年獲得的美國國家科學基金會CAREER獎，以及歐洲研究理事會的資金支持。

南加州大學生物系和南加州大學生態中心的副教授Gompert說：”我們研究了你如何維持一個物種的遺傳變異，以及這種變異如何影響適應。”

在這項研究中，該小組調查了以各種植物為食的昆蟲- Timema屬，一種原產於美國西部的相對矮，粗壯且無翅的竹節蟲。

Gompert說：”在北美西部有十幾種Timema，可以吃很多種類的植物。但是有一個物種，Timema knulli只以紅木樹為食並茁壯成長，這是其他Timema物種不能享用的唯一植物。”

T. knulli具有這種能力是因為染色體倒置–也就是其基因組結構的改變。Gompert說，與基因突變不同，基因突變是DNA序列的變化，而染色體倒置是在染色體的兩個斷點之後發生的，該斷點180度轉彎並在原斷點處重新插入。

在倒置的情況下，大塊的染色體–在這種情況下，有3000萬個DNA鹼基–會向後翻轉，該團隊確定，T. knulli的這種倒置是相當古老的。

“我們認為它發生在大約750萬年前，”Gompert說。”而且最酷的是，T. Knulli種群仍然攜帶兩種版本的等位基因–一種是在紅豆杉上作為宿主植物進食和茁壯成長的等位基因，另一種是在祖先宿主植物–一種開花植物上增加生存能力的原始等位基因，而且在雜合子形式下可能特別有利。”

他說，環境的異質性和粘蟲遷移種群之間的基因交換有助於新的和祖先的染色體變體或多態性的持續存在，這可能使生物體在不斷變化的世界中獲得優勢，允許持續的進化和適應。

Gompert說：”影響這種倒置的進化過程的複雜性非但不是一種損害，反而提供了對遺傳變異損失的複原力，並可能促進長期生存。”