食肉植物陷阱帮助科学家解释了复杂“复合”特征的进化
2024-09-14 17:09

食肉植物陷阱帮助科学家解释了复杂“复合”特征的进化

  

  Carnivorous plant traps help scientists explain the evolution of complex 'composite' traits

  由布里斯托尔大学Ulrike Bauer博士领导的一个国际研究小组调查了两种热带猪笼草物种,它们相隔4000公里的开阔海洋:婆罗洲发现的细长猪笼草(Nepenthes gracilis)和非洲东海岸塞舌尔群岛上的Nepenthes pervillei。

  鲍尔博士和她的团队发现,这两种植物都独立地进化出了同样不寻常的“跳板”机制来捕捉昆虫。当雨滴落在猪笼草的屋顶状陷阱盖上时,站在陷阱盖下面的昆虫被弹射到下面的陷阱里。这项研究发表在《科学》杂志上。

  这种跳板陷阱机制只有在三个独立的特征结合在一起时才有效。首先,盖子必须是水平的,这样弹射出来的猎物才能落在陷阱里。其次,盖子需要起到弹簧的作用,这样雨滴的冲击能量就能传递给昆虫。最后,盖子的底部覆盖了一层精细的蜡晶体,使其具有恰到好处的滑溜性——足以让昆虫在静止的盖子下倒过来走,但又足够滑,当水滴击中盖子时,它们会失去抓地力。

  这三个组件都是陷阱工作所必需的。“跳板陷阱”被鲍尔博士称为“复合特质”。

  进化生物学家很难解释这种复合性状的出现。鲍尔博士解释说:“我们在学校里学到,进化是通过自然选择作用于自然变化的特征来实现的。”具有优势性状的个体有更多的后代,因此随着时间的推移,具有优势性状的基因在种群中出现的频率会增加。”

  Carnivorous plant traps help scientists explain the evolution of complex 'composite' traits

  “这个简单的概念解释了长颈鹿的脖子如何随着时间的推移而变长,猎豹的速度如何变快,但它很难解释全新特征的出现,尤其是这些特征来自多个以前不相关的成分的组合,比如猪笼草的跳板机制。”

  鲍尔博士和她的团队为复合性状进化提出了另一种假设:自发巧合,换句话说,是一种新的有益组合的偶然相遇。

  鲍尔博士说:“我们的研究表明,在大多数猪笼草物种中,跳板诱捕机制的三个组成特征异常多变。”

  “这增加了可能的性状组合,因此有可能出现有益的新组合。在这种情况下,实际上是强选择的缺失促进了进化,因为它允许特征更加多变,反过来增加了进化彩票中的‘彩票’数量。”

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