科学家说,自然选择实际上可以减缓进化

当你听到自然选择这个词时,你可能会想到变化,但新的研究表明,这种机制也可以保持种群之间的相似性。

生物学家对进化的基本过程有相当扎实的把握。种群的遗传多样性是以下因素的结果突变,其中一些会产生帮助个人更好地茁壮成长在当前环境中。这些特征很有可能被传递,而特征没那么有用往往不会在后代中得到体现。这是自然选择。

进化生物学家最常研究内部变化种群和物种之间,但生活不仅仅是让我们与众不同的东西。

“我们总是谈论生活的巨大多样性,我们应该这样做。这太不可思议了,”密歇根州立大学的进化生物学家杰夫·康纳(Jeff Conner)是这项新研究的主要作者。

“自然选择给了我们很多多样性,可能是大部分。但自然选择也会导致相似性。

来自美国和中国的Conner及其同事研究了野生萝卜(Raphanus raphanistrum 拉法努斯).曾经它的花粉器官都是相同的长度,今天它们有两个短雄蕊和四个长雄蕊。

竟然以前的研究建议选择保持这种长度差异,称为“花药分离”,尽管我们不知道为什么。

一朵野萝卜花。(杰夫·康纳))

加性遗传变异 - 其中几个基因对一个性状有贡献 - 是性状进化所必需的。在所谓的约束中,缺乏这种差异往往会阻碍进化,即使它有利于进化。

约束是基于这样一种观点,即随着物种随着时间的推移而变化,它们可能会在某些方面失去遗传灵活性,导致某些性状在世代之间稳定下来。

自然选择被认为是变革的引擎,而约束就是刹车。

“我们的工作稍微翻转了剧本,”康纳.“我们认为,选择也会减慢速度,它可能导致相似性和差异性。

该团队想看看约束是否可以阻止花药分离在之前的研究中进化。他们使用人工选择来培育野生萝卜,以将其外观恢复到更原始的状态,即雄蕊之间的间隙较小。

“如果一种性状对人工选择有反应,它显然可以进化,”作者说在他们的论文中解释.

“但是,如果性状没有反应,则缺乏遗传变异会造成限制。

该研究涉及六代人,种植和测量了 3,437 株野生萝卜植物。通过人工选择,研究人员能够将雄蕊长度的差异减少30%以上。

在自然界中,野生萝卜有长雄蕊和短雄蕊,如左图所示。通过人工选择,研究人员培育出更接近相等的长度,如右图所示。(Conner 等人,新植物学家, 2023)

这种变化显示了今天的野生萝卜,可能还有它的亲戚,仍然具有进化所需的遗传变异,因此它们不太可能受到限制。

相反,自然选择似乎保持了雄蕊长度的差异。

“这个植物家族在5000万年的时间里一直保持着这种四长两短的性状,我们可以在五代中消除三分之一的差异,这将是五年,”康纳.“我的猜测是,如果我们继续前进,我们将回到六个长度相等的雄蕊。

科学家们设计了实验来研究雄蕊的不同长度是否对雄蕊有任何好处R. raphanistrum 拉法尼斯特鲁姆当谈到传粉媒介与植物互动的方式时。

“自然选择非常重要,”康纳。“人们认为选择做不到的很多事情,我们正在学习选择可以做到。

该研究已发表在新植物学家.

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