番茄的逆襲!加拉巴哥群島的野生番茄「退化」,重新產生祖傳毒素 科學家:因為環境太苦了

本文經授權轉載自友站科技新報文/ Emma stein 

地球一瞬,世界各地正發生這些大小事。

註:本文為單一事件快訊報導,非深度文章

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演化不可逆?

東太平洋年輕火山島上,一些野生番茄植物正表現出不尋常行為,它們拋棄過去數百萬年演化進程,「逆轉」回更原始遺傳基因重新產生有毒化合物,進一步活化古老化學防禦系統。科學家認為,這種基因退化結果可能有助它們在惡劣島嶼條件生存。

演化通常被認為是創造更複雜特徵的過程,傳統觀點認為生物演化方向受到嚴格適應性限制,比如多洛不可逆法則(Dollo’s law of irreversibility)主張一個有機體永遠不會完全恢復到以前狀態,即使它發現自己處於與過去相同的生活條件,生物體基因在演化過程也可能產生不可逆改變,某些複雜結構一旦退化或消失便很難重現,多數複雜系統也確實難以完全回復到初始狀態。

加拉巴哥群島上,開始走回頭路的番茄

儘管個別生物體有時會出現類似祖先的性狀,稱為返祖現象,但整體而言,統計上任何方向都幾乎不可能兩次遵循完全相同演化軌跡,演化應朝越來越適應的單方向前進。

然而東太平洋加拉巴哥群島某些年輕島嶼上,有些野生番茄植物正在走回頭路,產生與數百萬年前相同的生物鹼適應環境。

生物鹼嘗起來苦澀,大部份對人體有毒,研究人員從島上不同地理位置收集30多種番茄樣本,發現東部野生番茄產生與現代栽培番茄同樣的生物鹼,但西部野生番茄卻在合成舊時期的生物鹼,像內建農藥阻止昆蟲、真菌、草食性動物捕食。

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環境太苦,番茄也跟著變苦

加州大學河濱分校分子生物學家 Adam Jozwiak 表示,這種苦味分子類似茄子內發現的化合物而非現代番茄,高濃度下對人類具有毒性。

研究人員說,這些植物恢復多個古老基因,表明涉及強大選擇壓力,事實上加拉巴哥群島西部島嶼比起東部的確更加貧瘠,促使一些野生番茄將現代分子結構調回古代模式以適應環境。

這種行為看起來像逆向操作,實際強調演化靈活性,當番茄發現自己處於惡劣環境,它們的適應性竟與數百萬年前祖先番茄相同。

有機體重新發展出祖先特徵很少見,Adam Jozwiak 認為這種變化可能不限植物,理論上其他物種也會發生,當環境條件隨時間流逝發生劇烈變化,人類也可能出現此情況,挑戰演化只會走向更新穎、更復雜的傳統觀點。

像研究暗示那樣,生活有時可從過去經驗找到繼續前進的方法,舊時代並非毫無價值。新論文發表在《自然通訊》(Nature Communications)期刊。

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