生物能否进化出进化的能力?

生物能否进化出进化的能力?

事物能进化而来吗?好吧,这听起来像是一本自助书中的俗套话,但我在这里谈论的是真正的生物进化。根据情况,进化显然能够推动快速冷却、伪装颜色或繁殖力等特征的发展。但一支美国生物学家团队开始怀疑快速进化本身是否是进化选择的特征。

研究团队在一项研究中发现,至少在微生物中,灵活性和“可进化性”确实是被选择的。研究团队称,这项研究提供了这种情况发生的第一个直接证据。

研究团队包括来自宾夕法尼亚大学和肯塔基大学的生物学家,他们在发表于《PLOS Pathogens》杂志的论文中写道,进化推动可进化性的观点“极具争议”。尽管许多快速进化的生物都取得了成功,但进化竟然将这种能力融入生物体似乎有些奇怪。毕竟,进化应该像你当地的通灵者一样对未来视而不见(Sorrynotsorry)。自然选择会选择当前有用的特征。有时这些特征恰好以意想不到的方式对后代有用,但进化中没有主动为未来做准备的机制,而可进化性就是这样做的。

尽管如此,为了寻找选择作用于进化能力的现实证据,宾夕法尼亚州和肯塔基州的生物学家研究了伯氏疏螺旋体,一种导致人类莱姆病的细菌。

进化过程中不存在主动为未来做准备的机制,而进化能力则发挥这种作用。

像所有传染性微生物一样,伯氏疏螺旋体会制造出现在其表面的蛋白质。为了抵抗感染,免疫系统学会识别这些蛋白质,抓住它们,并杀死伯氏疏螺旋体细胞。为了进行反击,伯氏疏螺旋体有时会改变其表面蛋白质,这一壮举需要改变其 DNA。幸运的是,伯氏疏螺旋体细菌通常携带一堆未使用的 DNA,称为盒式 DNA,它们能够快速变成工作 DNA,提供制造不同表面蛋白质的指令,而这些蛋白质不会被感染者的免疫系统识别。真是鬼鬼祟祟!

通过分析 12 种不同的伯氏疏螺旋体菌株,研究小组发现,细菌面临强大的选择压力,需要开发出多种未使用的盒式磁带,从而产生更多不同的表面蛋白。研究小组写道,进化不需要能够预见未来才能做到这一点。这种特性的选择可能发生在主动感染期间,此时宿主免疫系统会杀死进化能力较弱的伯氏疏螺旋体,或者在繁殖过程中发生,因为进化能力较强的伯氏疏螺旋体更有可能产生具有多种盒式磁带的后代。

然而,研究小组写道,这种情况可能不会发生在动物、植物和真菌等生物体中。这些细胞的工作方式决定了潜在的进化能力与生存所需的特征并没有那么直接的联系。因此,至少对于人类来说,为了进化而进化的想法将不得不留在自助书籍中。

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