耶鲁大学新研究表明进化可以被预测
2022-11-30 17:16:19来源：cnBeta
进化可能没有我们想象的那么随机。长期以来，进化被认为是一个相对随机的过程，物种的特征是由随机突变和环境因素形成的，因此基本上是不可预测的。但由耶鲁大学和哥伦比亚大学的研究人员领导的一个国际科学家小组发现，一个特定的植物品系在散布于新热带地区的多山地方独立地重复发展出三种类似的叶子类型。
该研究揭示了植物中第一个“复制辐射”的例子，即在不同地区重复发展类似的形式。这一发现提出了一种可能性，即进化不一定是这样一个随机的过程而是可以被预期的
相关研究报告已于最近发表在《Nature Ecology & Evolution》上。
耶鲁大学生态学与进化生物学Sterling荣誉教授、共同通讯作者Michael Donoghue指出：“这些发现表明进化实际上是可以预测的，生物体的发展和自然选择相结合，在某些情况下一次又一次产生相同的形式。也许进化生物学可以成为一门比我们过去想象的更多的预测性科学。”
研究小组研究了Viburnum植物系的遗传学和形态学，这是一个有花植物属，约在1000万年前开始从墨西哥传播到中美洲和南美洲。Donoghue于40年前在哈佛大学为他的博士论文对这个植物群进行了研究。当时，他主张另一种理论，根据该理论，大的、被毛发覆盖的叶子和小的、光滑的叶子都在该群体的历史早期进化，后来被鸟类分散，通过不同的山脉分别迁移。
然而研究中提出的新的遗传分析表明，这2种不同的叶子类型在许多山区的每个地方都是单独和同时进化的。
“我得出了错误的结论，因为我在1970年代缺乏相关的基因组数据，”Donoghue说道。
研究小组发现，在所研究的11个地区中，有9个地区进化出一套非常相似的叶子类型。然而在Viburnum最近才迁移的地方，全部的叶子类型可能还没有进化出来。如玻利维亚的山区缺乏在墨西哥、中美洲和南美洲北部的云雾森林中其他日照较少的潮湿地区发现的大毛叶类型。
“这些植物在不到一百万年前到达玻利维亚，所以我们预测，大的、有毛的叶子形式最终也会在玻利维亚进化，”Donoghue说道。
在动物中已经发现了几个复制辐射的例子，如加勒比海的Anolis蜥蜴。在这种情况下，同一套身体形态在几个不同的岛屿上独立进化。现在又有了一个植物的例子，进化生物学家将试图发现在什么一般情况下可以对进化的轨迹做出可靠的预测。
耶鲁大学生态学和进化生物学教授、该论文的共同通讯作者Ericka Edwards说道：“这项跨越数十年的合作工作揭示了一个研究进化适应的美妙新系统。现在我们已经建立了这种模式，我们的下一个挑战是更好地理解这些叶子类型的功能意义及使它们反复出现的基本遗传结构。”
