科学家发现,进化论依赖同一张基因‘小抄’已有超过1.2亿年,这表明地球上的生命可能比你高中生物老师让你相信的要更可预测一些。
由约克大学和威康桑格研究所领导的国际团队,将目光投向了南美雨林中的蝴蝶和蛾子。这些物种虽然亲缘关系较远,却共享着惊人相似的翅膀颜色图案,向捕食者高喊‘别吃我’——这种现象被称为拟态。研究人员确定了七个远亲物种中控制这些共享颜色图案的基因。令他们惊讶的是,蝴蝶和蛾子反复依赖相同的两个基因——ivory和optix——来产生几乎相同的警告色。
进化并没有在基因本身上做文章,而是摆弄了调控元件——控制这些基因何时何地开启的遗传‘开关’。在蝴蝶中,这些开关在不同物种中以相似的方式被修改。而蛾子则来了个反转:它使用了一种倒位机制(一大段DNA翻转过来),这与其中一个蝴蝶物种采用的策略非常相似。
约克大学的Kanchon Dasmahapatra教授说:‘趋同进化——许多不相关的物种独立进化出相同特征——在生命之树中很常见。但我们很少有机会研究这种现象的遗传基础。’他补充说,蝴蝶和蛾子从恐龙时代就开始使用相同的遗传技巧——这要么令人安心,要么令人失望,取决于你对创造力的看法。
这项发表在《PLoS生物学》期刊上的发现表明,进化并不总是随机的。相反,它可以遵循重复出现的遗传路径。威康桑格研究所的Joana Meier教授指出:‘这些远亲的蝴蝶和蛾子都有毒,对试图吃掉它们的鸟类来说味道很差。它们看起来非常相似,因为如果鸟类已经学会某种颜色图案意味着“别吃,我们有毒”,那么其他物种展示相同的警告色是有益的。’
理解进化经常遵循既定的遗传路径,可以帮助科学家预测物种如何应对环境变化或气候变迁。如果大自然倾向于重复使用相同的生物解决方案,预测未来的适应可能会变得更容易实现——这对那些喜欢预知进化走向的人来说是个好消息。