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举个栗子:进化能力能进化吗?

日报 举个栗子 2年前 (2017-11-17) 279次浏览 0个评论 扫描二维码

举个栗子:进化能力能进化吗?

进化能力能进化吗?好吧,这听起来像自我激励书籍中俗气的说法,但我所说的是真实生物体的进化。在不同的环境下,进化显然可以推动某些性状的发展,比如快速降低体温,保护色,或是繁殖能力。但是一个美国生物学家团队提出了追问,进化能力自身是否受到进化选择呢?

团队发现,至少在微生物中,可变性或者说“进化能力”确实可以被选择,他们的研究为这个结论提供了最直接的证据。

进化能力受进化驱动的理念非常“有争议”,宾夕法尼亚大学和肯塔基大学的生物学家组成的团队写道,他们的论文发表在《公共科学图书馆?病原体》(PLOS Pathogens)上。尽管许多快速进化的生物非常成功,但这并不能说明它们高度进化的能力是由于进化造成的。毕竟,进化对“生物的”未来就像那些通灵者一样茫然不知。(抱歉这么说,才怪~)。自然选择会基于目前状况选出有利的性状。有时,这些性状恰好对后代出乎意料的有用,但是进化不会积极的为未来做准备,这就是为什么进化不会驱动进化能力的提高。

然而,为了在现实中找到进化能力受到自然选择的例子,宾夕法尼亚和肯塔基大学的生物学家选择了可以导致人类莱姆病的疏氏螺旋菌(Borreliaburgdorferi)作为实验材料。

像所有的致病微生物一样,疏氏螺旋菌制造自身表面的蛋白质。而受感染者为了防止感染,免疫系统学会了如何辨认这些蛋白质,黏附并杀死螺旋菌。为了与免疫系统抗衡,螺旋菌有时会改变表面的蛋白质,完成这项壮举就需要它改变自身的 DNA。幸运的是,疏氏螺旋菌通常携带了一大堆无用的 DNA,称为基因盒区域,可以快速转变为有用的 DNA,让细菌表面蛋白质发生改变成为可能,使被感染者的免疫系统无法识别。多么鬼鬼祟祟的行为啊!

通过分析 12 个不同的疏氏螺旋菌菌株,团队发现细菌在强大的选择压力下可以发展出形形色色的无用基因盒集合,这能让它们拥有更多变的表面蛋白。团队写道,这种进化事件不需要预见未来。选择这样的性状可能发生在活跃的感染过程中,比如宿主的免疫系统杀光了不易进化的螺旋菌;也可能是通过繁殖,比如进化能力高的螺旋菌更可能产生拥有多变基因盒的后代。

然而,团队指出,对进化能力的选择不大可能在动物、植物,或真菌中出现。因为对于这些生物,潜在的进化能力没有与维系生存的性状直接关联。所以至少对于人类来说,进化我们进化能力的想法还是只能出现在自我激励书籍中。

(翻译:顾卓雅;审稿:张文韬)


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