研究揭示了猪笼草和海螺独特性状的演化起源

科研人员在两项研究中用不同的方法来探究动植物中复杂新颖的表型特征是如何演化的。Kathryn Elmer 在相关的《视角》中写道：“全球动植物惊人的多样性的演变过程是迂回曲折的，而解析基因组和生物性状复杂的历史可令对演变过程的理解上升至新的高度。”尽管生物种群中的性状在不断变化，但具独特功能性状的出现则实属罕见。这些“改变游戏规则”的演化创新可能是多种独立的生物适应性改变的结果，这些结果的组合会产生复杂的表型特征。然而，复合性状的起源在很大程度上仍然成谜，因为它需要各个组分的协调演变，而这些组分本身或全异性组合可能并无裨益，甚至还可能不具功能。

Guillaume Chomicki 和 Sean Stankowski 以及他们的同事在两项研究中分别使用不同方法来研究复杂的复合性状如何以意想不到的方式出现：其中一种出现于食肉的猪笼草，另一种则出现于海洋中的玉黍螺。Chomicki 等人利用野外实验、显微镜检查、化学分析、激光多普勒振动测量术以及比较系统发育分析等方法研究了两种食肉性猪笼草（Nepenthes gracilis 和 Nepenthes pervillei）中的所谓跳板诱捕特征的演化。这种独特的复合诱捕机制源自三种不同的结构性、化学性和力学创新。Chomicki 等人发现，该新性状在两种猪笼草中是分开演化的；它们提示，这种新性状是通过所需性状组合的“自发巧合”而不是组分性状的定向选择而趋同演进的。在另一项研究中，Stankowski 等人研究了某一海螺分枝（Littorina spp.）从卵生到胎生的最近演化起源。作者利用在其它方面无法区分的胎生和卵生海螺的全基因组序列确定了与每种生殖模式相关的基因组区域。他们发现，与卵生或胎生相关的基因组区域与整个基因组有着不同的演化史。根据这些发现，尽管胎生性状是受到选择的而且是该物种的生物学基础，但胎生的基因特征并未在基因组中的大部分区域得到反映。据 Stankowski 等人披露，这些结果提示，新的生物功能的演化可通过募集众多等位基因而非通过单一演变步骤得以完成。Elmer 在一篇《视角》中写道：“长期以来，有关多样性的演变一直存在争论：小规模级进式变迁的积累还是大型飞跃式的突变，究竟哪个更为重要？Chomicki 等人和 Stankowski 等人并未发现有某种单一的大型演化步骤或影响重大的突变导致物种被推向新的表型创新高度。”