生物體能否進化出進化的能力? 生物體能否進化出進化的能力?

生物體能否進化出進化的能力?

生物體能否進化出進化的能力?

事物會進化而進化嗎?好吧,這聽起來像是勵志書籍裡一句老套的格言,但我這裡說的是真正的生物進化。根據具體情況,演化顯然能夠驅動諸如快速降溫、偽裝色或繁殖力等性狀的出現。但美國一群生物學家開始思考,快速演化本身是否也是演化選擇的結果。

研究團隊發現,至少在微生物中,靈活性和「可進化性」確實會受到自然選擇。團隊表示,這項研究首次提供了這一現象的直接證據。

由賓州大學和肯塔基大學的生物學家組成的研究團隊在發表於《PLOS病原體》期刊的論文中指出,進化驅動可進化性的觀點「極具爭議」。儘管許多快速進化的生物都取得了成功,但演化賦予生物這種能力似乎有些奇怪。畢竟,進化應該像你當地的通靈師一樣對未來視而不見(抱歉,我並不覺得抱歉)。自然選擇會選擇那些當下有用的性狀。有時,這些性狀恰好以意想不到的方式對後代有用,但演化中並沒有主動為未來做準備的機制,而可進化性恰恰彌補了這一點。

不過,為了尋找選擇作用於演化能力的現實世界證據,賓州和肯塔基州的生物學家研究了伯氏疏螺旋體,這種細菌會導致人們罹患萊姆病。

進化過程中沒有主動為未來做準備的機制,而進化能力正是做到這一點的。

像所有傳染性微生物一樣,伯氏疏螺旋體(B. burgdorferi)會產生一些蛋白質,這些蛋白質會出現在其表面。為了抵​​抗感染,免疫系統會辨識這些蛋白質,並與之結合,最終殺死伯氏疏螺旋體細胞。作為一種反製手段,伯氏疏螺旋體有時會改變其表面蛋白質,而這需要它改變自身的DNA。幸運的是,伯氏疏螺旋體通常攜帶大量未使用的DNA片段,稱為“盒式DNA”,這些片段能夠迅速轉化為功能性DNA,提供製造不同表面蛋白質的指令,而這些蛋白質對感染者的免疫系統來說是無法識別的。真是狡猾!

透過分析12種不同的伯氏疏螺旋體菌株,研究團隊發現,細菌面臨強大的選擇壓力,促使其發展出多種多樣的未使用基因盒,從而賦予其更豐富的表面蛋白。研究團隊指出,演化並不需要預知未來才能做到這一點。這種性狀的選擇可能發生在感染活躍期,此時宿主的免疫系統會清除進化能力較弱的伯氏疏螺旋體;也可能發生在繁殖過程中,因為進化能力較強的伯氏疏螺旋體更有可能產生攜帶多種基因盒的後代。

然而,研究團隊指出,這種情況不太可能發生在動物、植物和真菌等生物體中。這些細胞的運作方式決定了其潛在的演化能力與對其生存至關重要的性狀之間並沒有直接關聯。因此,至少對人類而言,「進化是為了進化」的想法只能留在勵志書籍裡了。