返祖?蕨类植物可能有能力“向后进化”到更原始的形态

2025年05月13日08:33:13 科学 1555

相信一定有人看过鲁道夫·扎林格(Rudolph Zallinger)的《进步之路》(The March of Progress)插图,它展示了人类的进化:从早期的灵长类猿祖先 —— 森林古猿,到现代人 —— 智人。进化是一种迷人的现象,但它并不一定总是沿着扎林格所描绘的直线前进。

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进化从简单的形式向复杂的形式前进,在每一个先前的形式的基础上不可逆转地建立,这种观点已经存在了很长时间。古生物学家路易斯·多洛(Louis Dollo)的定律指出,一旦一个有机体进化出一种特殊的结构,它就不会恢复到以前的状态。

但是现在,发表在《进化》杂志上的一项新研究挑战了生命是单向发展的普遍观点。研究结果表明,一些植物可以向后进化,也就是说,特殊物种可以恢复到更原始的形态。

其焦点植物就是乌毛蕨乌毛蕨科)。蕨类植物是地球上最古老的植物之一,甚至比恐龙还早。田纳西大学的研究人员放大了蕨类植物的繁殖策略,发现蕨类植物保留了两种不同的繁殖模式。

他们发现一些乌毛蕨类植物是单态的,这意味着一片叶子既能进行孢子发育,也能进行光合作用。与此同时,其他种类的链蕨采用了一种称为二态性的特殊策略,产生两种不同类型的叶子用于光合作用和繁殖。

这种复制模式的分裂增加了复杂性,也为检验多洛定律提供了机会。如果进化是绝对的,那么那些发展成二态的蕨类植物就不会回到单态。

研究人员利用自然历史资料和算法来估计进化,分析了118多个物种,发现蕨类植物的进化“既不是逐步的,也不是不可逆的”。有趣的是,他们发现了多个乌毛蕨类物种的实例,它们先是发育成二态,然后又变回单态。

至于乌毛蕨类植物为何能实现这种进化U型转变,研究人员假设,缺乏种子作为繁殖策略是至关重要的因素。一旦一种特定的植物承诺播种,它可能会陷入这种复杂性,降级不是一个可行的选择。但由于蕨类植物没有种子,它们可以将叶子改造成最适合环境的产孢子结构。

“进化没有终点线。没有最终目标,没有最终状态,”田纳西大学助理教授雅各布·s·苏伊萨说。“我们的研究结果表明,并非所有植物的生殖专门化都是不可逆转的。相反,这可能取决于植物随着时间的推移获得了多少层专业化。”

这项研究发表在《进化》杂志上。


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