
面对环境变化的生物发展的事实不是新闻,但现在的一项研究表明,进化过程本身也在发展。
的“可发展性”进化是一个有争议的概念,部分原因是它很难衡量。生物通常适应他们的环境;例如,某些细菌迅速发展对抗生素的抗性。但是,该过程本身也会随着时间的推移而改变,如果是的话,什么将推动进化的演变?
在2024年12月31日发表的新论文中,PNAS,生物学家认为进化可以随着时间的流逝而变得更好。研究作者建议,只要环境波动并不太快,就会“微调”人群对环境变化的反应。
“生活真的非常擅长解决问题。”路易斯·扎曼(Luis Zaman)密歇根大学的进化生物学家,该研究的主要作者在一份声明中说。 “如果您环顾四周,那么生活中的多样性如此之多,所有这些东西都来自一个共同的祖先,这对我来说真的很令人惊讶。为什么进化如此富有创造力?似乎这种能力是发展出来的。”
为了检验他们的假设,扎曼和他的同事使用了一项计算机程序,其中虚拟生物居住在一个可以通过两种互斥策略之一生存的环境。在一个环境中,生物可以吃蓝浆果以生存,但如果它们吃红色的浆果会死亡。另一方面,红浆果是营养的,蓝色的浆果是有毒的。生物种群可以进化为只吃一种浆果,但不能两者兼而有之。
有关的:进化发生了多快?
当研究人员反复交换了这些虚拟世界中的条件时,浆果可食用的幻灯片时,他们的生命形式随着时间的推移而适应新情况。当环境变化太快时,这并没有发生 - 种群无法在一代人中发展。但是超过数十或数百代,适应能力提高并保持较高的能力。
扎曼说:“一旦人口实现了这种发展性,似乎并没有被未来的进化所消除。”
作者在研究中写道,这种发展性是由于两种模式:高突变率和随着时间的流逝数量越来越多的突变。高突变率使有机体有机会适应新的条件,因为有更多的人可以生存和壮成长。同时,大量的有益突变总体可以使生物适应其祖先已经遇到的状况。
生物学家使用了简单的虚拟生物 - 相当于快速再现微生物。但是,扎曼和他的团队在研究中写道,相同的规则可能会持续更复杂的生活。
他们说:“尽管我们使用了一个不自然的研究系统,我们的结果提供了有关自然界人群如何以及为什么如此不懈地发展的洞察力。”