直到現在,依然有很多人不認可進化論,或者說不認可生命是在與自然的適應中不斷進化的,原因很簡單,進化的發生似乎需要很長的時間。的確,對于很多生命周期很長的生物來說,進化的發生似乎需要很久才能被感知,然而,對于象病毒或者細胞生物這種生命周期很短的物種呢?
新冠病毒的變異進化圖譜
實時進化
單細胞生命如何過渡到多細胞生命?康斯坦茨大學湖沼研究所 Lutz Becks 教授的研究團隊在解釋這個非常復雜的過程方面向前邁出了一大步。他們與阿爾弗雷德·韋格納研究所 (AWI) 的一位同事合作,證明了單細胞綠藻萊茵衣藻僅 500 多代就產生了突變,而時間不過僅僅過去了16個小時而已,在這么短的時間內單細胞生物為邁向多細胞生命邁出了第一步。這在實驗上證實了一個關于多細胞生命起源的理論,該理論認為細胞群的進化和隨后的多細胞化步驟只有在細胞群比單細胞更容易繁殖且更容易存活時才會發生。這些發現已發表在當前版本的自然通訊。
該實驗基于多細胞生物最初從單細胞進化而來的理論,并且在第一步中,形成了分裂后不會分離的相同子細胞的集落。這個一般理論的一個重要但迄今為止未經實驗測試的條件是,首先出現具有更高生存概率的群體。第二步,這些菌落進一步發育以增加繁殖。只有這樣,才能進行體細胞和生殖細胞專業化的下一步。水生生態學和進化教授貝克斯和他的團隊已經通過實驗測試了導致從單細胞到群體形成過渡的條件。
對于捕食者來說太大了
作為具有高存活率和高繁殖率的菌落發展的條件,該團隊通過向帶有藻類細胞的樣本中添加捕食者(在這種情況下是多細胞輪蟲)來產生選擇壓力。最初,單個藻類細胞不受捕食者的保護。導致細胞在細胞分裂后粘在一起的菌落中生長的突變增加了生存的可能性,因為捕食者不能再或者至少不能那么容易地吃掉菌落。
藻類萊茵衣藻屬于一組藻類,在這些藻類中可以發現進化的多細胞性的不同階段,并且它們都來自單細胞祖先。因此,滿足了在實驗中實時觀察菌落進化的先決條件。十種不同的藻類細胞系被分離出來并在培養物中生長。捕食者被添加到一些,而不是其他,所有其他實驗條件都相同。
在基因組水平上可見的細胞進化
仔細觀察 500 代后進化的細胞特性,發現菌落在有捕食者的培養基中生長的頻率明顯更高,并且繁殖率明顯高于沒有捕食者的菌落。貝克斯說,“存活下來的菌落類型和快速繁殖的菌落類型的分布與我們測試的理論完全吻合。我們不僅證明了它們的存在,而且它們在某些條件下重復進化。”
這不僅證實了基本理論,而且證明了進化步驟發生得非常快。所需的500代,大約需要半年的時間才能發展。令科學家們驚訝的是,細胞的進化適應性在基因組水平上也是可重復的。“實際上,我們曾預期藻類細胞中菌落的形成可以通過不同的機制實現,因此我們會發現不同的突變。事實上,我們已經看到了非常高的可重復性。這表明選擇壓力已經產生了非常有針對性的效果。”
梵觀點:進化是真實發生的事情,每時每刻。
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.