我們往往會想到作為一個單向過程:簡單的生物逐漸發展成更複雜的生命形式,沒有後退的餘地。然而,正如新的研究表明,情況並非一定如此。
「進化沒有終點線。沒有最終目標,沒有最終狀態,」田納西大學植物進化生物學助理教授雅各布·蘇伊薩 (Jacob Suissa) 在對話。 “生物體通過在特定地質時刻發生的自然選擇而進化,或者只是通過在任何方向沒有強烈選擇的漂移而進化。”
Suissa 和新學院的 Makaleh Smith 試圖研究植物的這個進化假設,並在最近的一項研究中發表了他們的發現。兩人發現蕨類植物經常違背我們的線性進化模型——該模型被定義為– 有時會從更專業的形式「向後」演變為未分化的形式。
蕨類植物表現出不同的繁殖策略:有些是二態性的,這意味著它們產生單獨的葉子進行光合作用和繁殖,而大多數蕨類植物是單態的,使用一片葉子進行光合作用和孢子傳播。
如果演化只發生在一個方向,就像大多數生物一樣王國,你會期望一旦蕨類植物進化出高度專業化的二態性,它就無法恢復到簡單得多的單態性。然而,這並不是蘇伊薩和史密斯的發現。
他們專門研究了 118 個物種,包括屬於蕨類植物科的物種,使用自然歷史收藏和演算法來估計蕨類植物的演化。他們發現,在 Blechnaceae 中,二態性的進化「既不是逐步的,也不是不可逆轉的」。事實上,他們發現了植物進化出二態性,然後又回歸到單態性的幾個例子。
“為什麼蕨類植物有如此靈活的繁殖策略?”蘇莎沉思道。 “答案在於他們缺乏什麼:種子、花朵和水果。”
“因為活的蕨類植物沒有種子,所以它們可以改變葉子上產生孢子的結構的位置。”這使它們具有更大的靈活性,這意味著即使在專業化之後,它們仍然可以恢復到更通用、單態的形式。本質上,它是。
蕨類植物並不是唯一的物種。這讓我們慶祝一下例如,蜥蜴似乎有產下先前已適應幼體出生的卵。
「最終,我們的研究強調了演化生物學的一個基本教訓:演化沒有『正確』的方向,也沒有朝著最終目標前進的方向。進化路徑更像是錯綜複雜的網,有些分支分叉,有些分支聚合,有些甚至自行循環,」Suissa 總結道。
該研究發表於進化:國際有機進化雜誌。