新的研究认为,进化本身可以进化

新的研究认为,进化本身可以进化

一项新的计算机模拟表明,进化过程本身可以进化。(图片来源:uux.cn/Stocktrek Images, Inc. via Alamy)

(神秘的地球uux.cn)据美国生活科学网站(Stephanie Pappas):生物在环境变化面前进化的事实并不是新闻,但现在的一项研究表明,进化过程本身也在进化。

进化的“可进化性”是一个有争议的概念,部分原因是它很难衡量。生物通常会适应环境;例如,一些细菌会迅速对抗生素产生耐药性。但是,这个过程本身也会随着时间的推移而变化吗?如果是这样,是什么推动了进化的演变?

在2024年12月31日发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇新论文中,生物学家提出,随着时间的推移,进化会变得更好。研究作者提出,这是通过“微调”人口对环境变化的反应来实现的——只要环境波动不太快。

密歇根大学进化生物学家、该研究的主要作者路易斯·扎曼在一份声明中说:“生命真的非常善于解决问题。”。“如果你环顾四周,生命中有如此多的多样性,所有这些东西都来自一个共同的祖先,这对我来说真的很惊讶。为什么进化看起来如此有创造力?”?似乎这种能力是自我进化的。"

为了验证他们的假设,Zaman和他的同事使用了一个计算机程序,在这个程序中,虚拟生物居住在一个环境中,它们可以通过两种互斥策略中的一种生存。在一种环境中,生物体可以吃蓝色浆果来生存,但如果吃红色浆果就会死亡。另一种是红色浆果营养丰富,蓝色浆果有毒。生物种群可能进化到只吃一种浆果,而不是两种。

当研究人员反复交换这些虚拟世界中的条件时,随着时间的推移,它们的生命形式更快地适应了新的环境。当环境变化太快时,这并没有发生——人口不可能在一代人的时间里进化。但在几十代或几百代人的时间里,适应能力增强并保持在较高水平。

扎曼说:“一旦一个种群达到了这种进化能力,它似乎就不会被未来的进化所抹去。”。

作者在研究中写道,这种可进化性是由于两种模式:高突变率和随着时间的推移不断增加的有益突变。高突变率使生物体有机会适应新的条件,因为有更多种类的个体可以生存和繁衍。与此同时,总体而言,更多的有益突变使生物体能够适应其祖先已经遇到的条件。

生物学家使用简单的虚拟生物——相当于快速繁殖的微生物。但扎曼和他的团队在研究中写道,同样的规则可能适用于更复杂的生命。

他们说:“尽管我们使用了一个非自然的研究系统,但我们的结果提供了对自然界中种群如何以及为什么如此无情地进化的见解。”




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