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生物进化永无止境 "完美"如海市蜃楼可见不可及

http://www.kexue.com 2013-11-19 09:39:21 中国日报  发表评论


生物进化无止境,完美只是海市蜃楼

  当涉及进化问题时,几乎没有什么完美可言。即使是简单的实验烧瓶环境,细菌仍会不停的做微小的调整以提高自身的适应性。这便是在实验室内进行的长期进化实验的总结。

  1988年,美国东兰辛密西根州立大学的微生物和分子遗传学系教授理查德-伦斯基(Richard Lenski)开始培养12个相同菌株的大肠杆菌培养菌。自那时起,这些细菌就在简单的营养培养基上单独生长,目前已经产生了50000多代大肠杆菌细菌。每隔500代,伦斯基便将每个组织培养菌的样本冻结,创造人工的“化石记录”。这使得他能够复活过去,通过对比细菌在进化过程中不同节点彼此之间的竞争,伦斯基能够测量进化的进步。

  没有上限

  大约经过了1万代的培养后,伦斯基认为细菌可能接近了适应性的上限,没有任何进一步改进的可能。然而,现在多达5万代的培养数据表明事实远非如此。同一种族之间的相互竞争,新一代总是比老一代生长的更快,换句话来说,适应性从未停止增长。

  这项结果与名为幂次法则的数学样式相一致,后者认为某样事物可以永远增长,但会以稳定的速率减少。“即使我们推断它可以长到25亿代,但也没有明显的证据表明会存在一个上限。” 伦斯基说道。

  伦斯基的结果表明进化永远不会达到完美的顶峰,进步从未停止,即使是在最简单最恒定的环境里。“总有需要修补的地方,你总能找到可以改善的地方。”德国科隆大学研究进化理论的物理学家约阿希姆-克鲁格(Joachim Krug)这样说道。

  日益减慢

  这破坏了进化生物学里最受欢迎的隐喻之一,后者认为物种朝着各种可能性的适应性顶峰进化,在真实的世界里,物种生活在一个日益变化的环境里。“这项研究的结果暗示着存在比我们想象的更多的适应环境的方法。”美国加州大学圣克鲁斯分校的进化生物学家约翰-汤普森(John Thompson)这样说道。

  没有人知道伦斯基的研究结果是否适用于其他物种,因为目前尚未有人获得了5万代后代的数据。然而,克鲁格怀疑其它物种也存在相似的模式。的确如此,伦斯基和同事还展示了适应性应该遵循幂次法则的模式,考虑到整体适应性都在增加的假设,平均来说每一次更进一步的变异应该会产生更小的效应。

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