进化并不随机:1.2亿年同款基因解密!
长期以来,生物进化被视为一个充满偶然性的过程,但4月30日发表在《PLOS Biology》上的一项新研究正在颠覆这一认知。科学家们发现,进化可能远比我们想象的更具可预测性——因为某些基因“秘诀”竟被生物连续使用了超过1.2亿年。
由约克大学和威康桑格研究所领导的国际团队,聚焦南美雨林中的蝴蝶与飞蛾。这些物种虽亲缘关系很远,却拥有惊人相似的翅膀颜色图案——这是向捕食者发出的警告信号,这种现象被称为“模仿”。研究人员锁定了七种远亲物种,希望找出控制相同颜色模式的共同基因。
结果令人震惊——尽管进化距离遥远,蝴蝶和飞蛾却反复依赖同样的两个基因——“象牙色”和“光学色”来产生近乎一致的警告色。
进化并非改变基因本身,而是作用于调控这些基因的“开关”,决定其在何时何地被激活。不同蝴蝶物种以相似方式修改这些开关,而飞蛾则采用了一种倒置机制——一大块DNA向后翻转,这与某种蝴蝶的策略高度相似。
约克大学的Kanchon Dasmahapatra教授解释:“趋同进化在生命之树中很常见,但我们很少有机会探究其遗传基础。我们发现恐龙时代以来,蝴蝶和飞蛾就一直在重复使用完全相同的基因技巧。”
对鸟类物种而言,这些远亲物种都有毒或难吃。当鸟类已经学会某种颜色图案意味着“别吃我,我有毒”,其他物种展示相同警告色自然大有益处。威康桑格研究所的Joanna Melon教授指出,这些颜色模式之所以被反复采用,正是因为它们背后有高度保守的遗传基础,使得进化出相同模式变得异常容易。
这一发现意味着,理解进化通常遵循的既定遗传路线,可能帮助科学家预测物种如何应对环境变化或气候变化。如果大自然倾向于重复使用相同的生物解决方案,预测未来适应或许比我们想象的更容易实现。
进化,并非随机,而是有其内在规律可循。
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