进化的齿轮不容易逆转
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物理学家对细菌进化的研究表明，适应可以被撤销，但这种情况很少见。 自从 1859 年查尔斯·达尔文提出进化论以来，科学家们一直想知道进化适应是否可以逆转。 事实证明，回答这个问题很困难，部分原因是证据相互矛盾。 2003年，科学家表明，一些昆虫物种在数百万年的时间里经历了获得、失去和重新获得翅膀的过程。 但几年后，另一个团队发现，一种有助于控制细胞应激反应的蛋白质无法进化回其原始形式。
主要结果如下：
他们发现耐药基因中极小比例的进化适应可以被逆转， 但前提是适应涉及的离散基因突变少于四个。 研究结果将发表在 13 月 XNUMX 日出版的《物理评论快报》杂志上。 该论文的主要作者是两位麻省理工学院的大三学生，Longzhi Tan 和 Stephen Serene。
本文是 尚未上线。 当它出来时我一定会检查一下，至少如果数学不是的话 也有 难的。 原因是这类模型总是依赖于简化的假设，并且它们可能没有对现实的混乱本质具有鲁棒性的见解。 新闻稿的最后一部分暗示了这一点：
在后续研究中，研究人员正在研究环境变化的速度如何影响进化的可逆性。 在《物理评论快报》的研究中，他们假设两种环境之间会立即切换，但他们认为更渐进的变化可能会改变逆转的速度。
（从重新发布 探索/ GNXP 经作者或代表的许可）
关注@razibkhan 
嗯，蚊子对滴滴涕有抗药性……在停止使用杀虫剂后，这种抗药性就会逆转。虽然我不确定有多少变异体参与任何特定的抵抗案例……有几种可能的情况，但不确定有多少变异体往往会同时发生在特定的人群/个人中。
我认为盲洞脊椎动物已被证明能够在很长一段时间内打开和关闭视力。 IIRC 视觉基因仍然存在，但已被另一个可以逆转的基因覆盖。
我的第一个危险信号是“物理学家”。研究生物学的物理学家很快就学会了避免从少量观察中概括规则（这通常适用于物理学，但不适用于生物学）。也许这些人还没有顿悟。
#3，发表于 物理信件 我好疑惑。我会检查一下报纸。
说到进化的齿轮倒转，但在更宏观的层面上，我一直想知道为什么陆地动物在化石记录中如此频繁地进化为海洋栖息地，但海洋动物只在陆地上殖民过几次。阅读此博客的生物学家可以对此提出一个很好的解释吗？
我的直觉告诉我，这可能与生态位的竞争或缺乏有关，但我不清楚为什么海洋有如此多的生态位可供不完全适应的呼吸空气的动物填补。
约翰·爱默生
干得好： http://news.nationalgeographic.com/news/2008/01/080108-cave-fish.html
还没有读过这篇文章，但我对其中的措辞的第一印象是，很大程度上可能在于“逆转”适应特征的确切含义。
如果这仅仅意味着在“逆转”之后不太可能像以前一样使用完全相同的 DNA 序列（和/或蛋白质），那么我可以看出这可能是一个罕见的事件。但给猫剥皮的方法不止一种，我认为，即使所涉及的潜在 DNA 和/或蛋白质不相同，一种再次有用的特征也可以很容易地进化出来。毕竟，为什么进化要关心 DNA 和/或蛋白质是否与以前相同呢？它只关心功能。
如果你从“复杂的适应更难逆转，但在某种意义上你可以量化”*（当然是有效的定量概括）转向“足够复杂的适应永远不会发生”，那么这只是定性的概括。
* 基于“零突变细菌可以通过 120 种可能的途径积累所有 18 种途径，但哈佛大学研究小组发现实际上只有 XNUMX 种可能发生。”不是零，也不是永远。
@罗布：
物理学家的观点是，最初对陆地的适应更加困难，而早期功能的剩余部分促进了重新适应。
至于利基市场，我相信这些也是一个因素。大多数生态位不是集中在地表水域吗？但我会把这个留给生物学家。
对于蚊子和滴滴涕，总有一些蚊子从未产生抗药性。当压力消失后，它们可能会更好地适应无滴滴涕的环境，并从边缘重新殖民。我预计细菌和抗生素也会发生同样的情况，如果我们停止使用那些能够攻击相同弱点的细菌和抗生素，那么最终这种抵抗力可能会消失，如果保留它是有代价的。
最大的简化假设是 没有 原始等位基因存在于群体中。即使只有一个副本仍然存在——它可能在统计上无关紧要——但它绝对不是在进化上无关！
罗布：我认为从水呼吸到空气呼吸的转变在任何一个方向上都不会经常发生，但是呼吸空气的动物比相反的动物更容易转移到水栖动物。
补充一下汤姆·布里的评论，蚊子会再次对滴滴涕敏感，因为它们会产生抗药性，而不是通过逆转突变。正如带到美洲的非洲人失去了镰状细胞等位基因一样。细菌并不是每个基因都有两个拷贝，因此它们必须经历逆转，尽管大卫·博克森霍恩（David Boxenhorn）说得有道理。
从生活在空气中生活到生活在水中的情况更常见，因为呼吸空气的人可以屏住呼吸。水呼吸者会因为水的重量而承受太大的负担，无法随身携带，特别是因为水中的氧气密度较低。更不用说水呼吸器已经被建造成不携带它们 己 重量。而陆地居民进入水中就减轻了这种负担。
我实际上并不知道有任何从专性水呼吸到专性空气呼吸（在此过程中失去水呼吸），然后在重新进化水呼吸时失去空气呼吸的谱系。我知道一些例子，其中出现了一些二次水呼吸适应，但空气呼吸仍然是获取氧气的主要方法。
但应该指出的是，对于复杂的宏观特征，比如陆地性或翅膀，可以这么说，有不止一种遗传方法可以给猫剥皮。进化不必完全倒过来。第二次，有些不同的遗传机制可能会被增选。人们可以将其视为实际的例子 收敛 进化发生在同一谱系中，但时间上是分开的。 （例如，在从Urbilateria到逆戟鲸的谱系中，用于游泳的鱼雷形身体和用于稳定和控制方向的鳍进化了不止一次，但每次都以不同的方式组合在一起）。
这与基因再进化不同，在基因再进化中，同一组特定突变被逆转。