
面對環境變化的生物發展的事實不是新聞,但現在的一項研究表明,進化過程本身也在發展。
的“可發展性”進化是一個有爭議的概念,部分原因是它很難衡量。生物通常適應他們的環境;例如,某些細菌迅速發展對抗生素的抗性。但是,該過程本身也會隨著時間的推移而改變,如果是的話,什麼將推動進化的演變?
在2024年12月31日發表的新論文中,PNAS,生物學家認為進化可以隨著時間的流逝而變得更好。研究作者建議,只要環境波動並不太快,就會“微調”人群對環境變化的反應。
“生活真的非常擅長解決問題。”路易斯·扎曼(Luis Zaman)密歇根大學的進化生物學家,該研究的主要作者在一份聲明中說。 “如果您環顧四周,那么生活中的多樣性如此之多,所有這些東西都來自一個共同的祖先,這對我來說真的很令人驚訝。為什麼進化如此富有創造力?似乎這種能力是發展出來的。”
為了檢驗他們的假設,扎曼和他的同事使用了一項計算機程序,其中虛擬生物居住在一個可以通過兩種互斥策略之一生存的環境。在一個環境中,生物可以吃藍漿果以生存,但如果它們吃紅色的漿果會死亡。另一方面,紅漿果是營養的,藍色的漿果是有毒的。生物種群可以進化為只吃一種漿果,但不能兩者兼而有之。
有關的:進化發生了多快?
當研究人員反復交換了這些虛擬世界中的條件時,漿果可食用的幻燈片時,他們的生命形式隨著時間的推移而適應新情況。當環境變化太快時,這並沒有發生 - 種群無法在一代人中發展。但是超過數十或數百代,適應能力提高並保持較高的能力。
扎曼說:“一旦人口實現了這種發展性,似乎並沒有被未來的進化所消除。”
作者在研究中寫道,這種發展性是由於兩種模式:高突變率和隨著時間的流逝數量越來越多的突變。高突變率使有機體有機會適應新的條件,因為有更多的人可以生存和壯成長。同時,大量的有益突變總體可以使生物適應其祖先已經遇到的狀況。
生物學家使用了簡單的虛擬生物 - 相當於快速再現微生物。但是,扎曼和他的團隊在研究中寫道,相同的規則可能會持續更複雜的生活。
他們說:“儘管我們使用了一個不自然的研究系統,我們的結果提供了有關自然界人群如何以及為什麼如此不懈地發展的洞察力。”