进化是否曾经倒退?

进化是否曾经倒退?

进化产生了惊人的复杂特征,从神经元遍布的章鱼手臂到哺乳动物的耳朵。然而,进化是否会 "倒退",将复杂的生物恢复到以前更简单的形式?

在所谓的倒退式进化中,生物体可能会失去复杂的特征,因此看起来已经 "倒退 "到更简单的形式。但专家说,进化并不是真正意义上的倒退,即追溯进化步骤。

"马里兰大学的生物学家William R. Jeffery(在新标签中打开)告诉《生活科学》:"同样的胶带[进化变化]以同样的方式被逆转的可能性非常小。

失去复杂性

伦敦自然历史博物馆的生命科学研究员Beth Okamura(在新标签中打开)告诉《生活科学》,退步进化涉及到以前进化的复杂形式的丧失。一个极端的例子来自myxozoans,这些寄生虫的解剖结构非常简单,没有嘴巴、神经系统或内脏,而且基因组非常小。最简单的类型 "基本上是单细胞",Okamura说。

冈村说,长期以来被归类为单细胞的原生动物的myxozoans,最终发现自己是高度退行的动物。它们从刺胞动物(包括水母)进化而来,失去了许多在寄生生活方式中不再需要的特征。

因此,冈村说,至少在形态上,myxozoans可能看起来已经回到了一个以前的进化阶段。"她说:"它们有点像在向单细胞生物靠拢。

杰弗里说,尽管如此,进化过程并没有在倒退的进化中回溯其步骤。穴居生物也经常进行倒退性进化,失去复杂的特征,如眼睛,在黑暗环境中不需要。杰弗里说,但是,例如洞穴鱼的眼睛丧失并不意味着完全回到了没有这些器官的原始祖先,。相反,以前产生眼睛的过程在中途停止了,留下一个与皮肤过度生长的残余眼睛。

"事情可能看起来像在倒退,"杰弗里说。"但眼睛并没有倒转。它只是停止了前进。"

此外,复杂性的损失可能伴随着不太明显的复杂性的增加,例如寄生虫用来进入宿主体内的生物化学成分,冈村说。"她说:"人们很容易从你看到的…形态学特征的角度来考虑进化问题。"但是还有很多其他的特征,我们在生理和生化层面上没有看到。"

在洞穴鱼中,失去眼睛也可能同样掩盖了其他的复杂性。对振动有反应的器官在这些鱼中大量出现,提供了一种在黑暗环境中感知的方式。杰弗里说,在已经过度膨胀的头部,这些器官在鱼的空眼窝里找到了可用的空间。

在复杂中回溯

安大略省麦克马斯特大学的生物学家布莱恩-戈尔丁(在新标签中打开)告诉《生活科学》,进化不追溯其步骤的部分原因是适应性导致了其他变化。这使得简单地回调一个特定的变化变得极为复杂。

"如果你做了一个改变…你将对这种适应进行微调,这种适应将与其他基因相互作用,"戈尔丁说。"现在,如果你逆转这一个变化,所有其他的基因仍然要被改变 "以逆转进化。

例如,在洞穴鱼中,眼睛的原始发展可能不仅伴随着眼睛所需的蛋白质的变化,而且也伴随着眼窝的头骨结构的变化。影响眼睛蛋白质的突变不会导致生物体恢复到没有眼窝的状态。

最后,专家们提醒说,"逆向进化 "一词可能误导性地暗示,进化的目标是创造更复杂的形式。然而,冈村说,进化只是偏向于使一个生物体更适合特定环境的特征。

这样一来,倒退式进化只是照常进化。失去复杂性可能会使寄生虫或洞穴居民更好地适应其新环境— 例如,通过消除制造复杂器官的能量成本,Jeffery说 。

"冈村说:"进化总是循序渐进的,因为它正在选择那些能够改善变异所表达的个体的健康状况的特征。

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