惊人的研究表明,进化确实会重演

进化通常被认为是一个随机的过程,作用于通过遗传变异随机出现的各种特征。

如此之多,以至于如果我们要把进化的时钟倒流并“重播生命的录像带”,已故的古生物学家斯蒂芬·杰伊·古尔德(Stephen Jay Gould)说,他怀疑“像这样智人会再次进化。

但一项关于棒状昆虫的新研究表明,进化有时可能会以可预测的方式重复,这可能有助于我们理解生物体如何响应选择压力而变化。

法国国家科学研究中心的进化生物学家帕特里克·诺西尔(Patrik Nosil)及其同事主要研究了棒状昆虫的伪装模式Timema cristinae 克里斯蒂娜.通过来自10个不同地点的30年实地研究数据,他们发现重复是棒状昆虫进化的关键部分。

自 1990 年代以来,Nosil 及其同事一直在加利福尼亚州圣巴巴拉附近山区的路边网捕不会飞的昆虫。

三种不同的品种T. cristinae 克里斯蒂娜伪装自己,要么用白色条纹,要么用纯绿色来匹配它们喜欢的寄主植物,要么用更稀有的深色来伪装自己。棒状昆虫每年只产卵一次,因此研究中的每一年都代表新一代棒状昆虫,没有重叠。

通过对超过32,000只昆虫进行网捕和编目,该团队可以梳理出这些趋势 - 发现在所有10个地理上分离的种群中,绿色和条纹棒状昆虫的频率以可预测的方式逐年循环。如果条纹在某一年变得不那么常见,那么它们在第二年就会增加,反之亦然。

然而,随着时间的流逝,融入森林地面的稀有深色调昆虫的比例保持相当低且稳定。

“我们的研究结果表明,对于相同的性状,进化既是可重复的,又是复杂的,”Nosil及其同事在他们发表的论文中写.

这些发现让人想起过去的研究,试图理解为什么进化会持续下去制作(和拆)螃蟹,它们侧身劈叉的身体计划、坚韧的外壳和超大的爪子。研究还表明,其他生物,如棘背鱼,具有类似的倾向,一次又一次地进化出相同的特征。

然而,这些发现大多来自对一个或几个人群的研究,或者是简短的实验室实验,这些实验的时间不够长,无法捕捉到可能产生有用性状的基因突变的出现。

这项新研究回顾了生命史上几十年来的决定论和偶然性问题,但它也可能对未来产生影响。未参与这项工作的科学家这种对进化有时以可预测的方式起作用的理解可以帮助研究人员预测生物体如何变化,从而管理种群。

但是由于 Nosil 和同事们只看了T. cristinae 克里斯蒂娜和它的亲戚,他们只能推测结果在其他分类群中可能有什么不同,或者进化在动物王国和植物世界的其他地方是否也是类似的可预测的。

现在似乎有一堆例子,从飞蛾和蝴蝶去钓鱼,,鹿,物种遵循可预测的进化路径,回到有助于它们生存的经过测试的特征。

该研究已发表在科学进展.

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