新的研究表明：自然选择可以减缓进化，保持世代间的相似性
野生萝卜帮助密歇根州立大学的研究人员推测，自然选择除了推动变化之外，还可以保持相似性。致谢:杰夫·康纳
（蜘蛛网eeook.com）据密歇根州立大学（马特·达文波特）：自然选择通常在变化的背景下理解。当生物体偏离常规时，它们可能会获得优势，让它们的血统比那些适应性较差的亲戚更持久。
但是密歇根州立大学的新研究表明，自然选择也有能力保持事物不变。
“我们总是谈论生命的巨大多样性，我们应该这样做。太不可思议了。自然选择给了我们很多这种多样性，可能是大部分，”自然科学学院和KBS凯洛格生物站教授杰夫·康纳说。"但是自然选择也会导致相似性."
康纳也是植物生物学和MSU的生态，进化和行为，或EEB，项目部的教员。此外，他还是美国自然学家协会的当选主席。
Conner和他的团队在《新植物学家》杂志上发表了一份新报告，该报告扩展了科学对自然选择在面对另一种称为遗传约束的进化机制时的理解。
约束背后的想法是，随着物种的进化，它们可能会在某些领域失去遗传灵活性。这驱使特定的特征稳定下来并持续几代。
粗略地说，自然选择很容易被认为是进化的加速器，驱动不同或不同的特征和约束作为制动器，保持或保存相似性。
“我们的工作稍微改变了一下剧本，”康纳说。“我们认为选择也能减慢速度，它既能导致相似性，也能导致差异。”
在同行评审过程中，这项工作被描述为一个挑战长期假设的迷人项目。
探测选择和约束
这篇新论文基于今年早些时候由研究生Robin Waterman领导的Conner小组的另一份报告。这项工作发表在《进化》杂志上，并首次暗示选择可能是保持特征的原因。
但是研究人员仍然需要排除限制因素的影响，他们已经在新的植物学家报告中这样做了。
在这两项研究中，研究人员都依赖野生萝卜作为模式生物，但这种植物也是农业中极具破坏性的杂草，尤其是在澳大利亚和美国东南部的麦田中。
在这两篇出版物中，研究人员研究了野生萝卜的一个定义特征，即其雄蕊或花粉产生部分的长度。它的六枚雄蕊中有两枚短，四枚长。
为了揭示自然选择的保守潜力，密歇根州立大学领导的一个研究小组重点研究了野生萝卜的雄蕊长度。在自然界中，野生萝卜有长雄蕊和短雄蕊，如左图所示。但是通过人工选择，研究人员使长度更接近相等，如右图所示。鸣谢:新植物学家(2023)。DOI: 10.1111/nph
这种特性或特征也广泛存在于野生萝卜的近4000个十字花科亲戚中。这包括拟南芥，另一种重要的模式生物；大蒜芥菜，美国的入侵物种；以及许多作物，如羽衣甘蓝、花椰菜和抱子甘蓝。
因此，尽管研究人员在这两份报告中关注的是基础生物学，但他们的工作也可能激发未来的研究，使全球的科学家和农民受益。
为了评估选择和限制对这个家族独特雄蕊特征的影响，研究小组转向了所谓的人工选择。也就是说，他们有选择地培育雄蕊更接近相同长度的野生萝卜，试图改变这一特性。
“也许测试短期约束的最佳方法是人工选择，因为如果一种性状对人工选择有反应，它显然可以进化，”该小组写道。“但如果这种性状没有反应，那就有一个由缺乏遗传变异造成的限制。”
这种特质不仅有反应，而且反应非常迅速。该团队在实验中减少了超过30%的雄蕊长度差异。
康纳说:“这个植物家族保持这种四长两短的特征已经超过5000万年了，我们可以在五代中消除三分之一的差异，也就是五年的时间。”“我猜如果我们继续下去，我们会回到六个等长的雄蕊。”
这个家族的祖先拥有等长的雄蕊，家族中的一些物种随着时间的推移已经回复到等长。但是野生萝卜和它的大多数亲戚已经进化并保持了四长两短的基序，这可能要归功于自然选择。
研究人员认为，当谈到传粉者如何与植物互动时，不同长度的雄蕊使该物种具有优势，但他们不确定这种优势到底是什么。沃特曼和康纳通过他们在KBS的实验室与本科生和K-12教师合作，设计了一些实验来研究这个问题。
所以《野萝卜》仍有一些未解之谜，但它有力地提醒了人们自然选择的力量。
“自然选择非常重要，”康纳说。“许多人们认为选择不能做的事情，我们正在学习选择能做的。”
