动物有可能“退化”吗?

演化没有倒挡,但动物可以丢失性状、简化身体,有时还会回到祖先的形态。所谓“退化”到底是什么意思。

直接答案

如果“退化”是指让演化倒车、变回某个早期祖先,那不可能。但动物确实会丢失复杂性状、简化身体,有时还会重新出现祖先有过的特征。生物学家把这类现象叫作“逆转”或“丢失”,而不是“退化”。证据表明这些现象真实存在,但很有限:一个谱系可以丢掉某个适应性状,却无法抹掉产生它的整段历史。[3][4][5]

5篇文献引用

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“退化”到底需要什么条件?

大众想象中的退化,是动物沿着自己的家谱往回走,变回某个祖先。遗传并不是这样运作的。一个生物体的发育和基因里携带着它全部的演化历史,所以丢掉一个性状,并不等于抹掉造就这个性状的谱系。所给论文把这个问题当作演化逆转来处理,而不是时间旅行:一个朝某个方向演化出来的性状,后来能不能往回走?[2][5]

1949年一篇讨论人类祖先的文献恰好提出了这种可能,允许“大范围的演化逆转”存在,同时用解剖学证据加以权衡。措辞很关键:逆转被视为一种有待检验的可能性,而不是已经确立的过程。[2]

丢掉有用的能力,是最清楚的真实案例

证据中最有力的例子来自再生,也就是重新长出失去的身体部位的能力。有些多细胞动物能重建肢体或器官,另一些则失去了大部分这种能力。2021年的一篇综述追问:像自我修复这样看似有利的性状,为什么会在演化过程中被持续削弱?它列出的是几种假说,而不是给出单一结论。[3]

提出的解释是一种权衡。随着动物演化出更复杂的信号通路,细胞能变成什么类型变得越来越受限,同时适应性免疫也变得更强大,再生所需的灵活性似乎随之收窄。换句话说,获得一种能力可能要以另一种能力为代价。综述也提到再生能力被增强的案例,所以这一趋势并非单向。[3]

化石记录里有些动物像是走了回头路

东非中新世地层中的化石啮齿类被描述为“一个有趣的演化逆转例子”。这是对一个谱系明显回到较早状态的直接观察,而不是假设。[4]

发育方面的证据指向同一方向。1955年一篇关于生活史和早期发育阶段的论文指出,许多动物类群之所以难以精确分类,正是因为存在“真实或表面上的演化逆转”——也就是说,有些逆转是真的,另一些可能只是看起来像。这一区分正是证据的诚实状态:逆转会发生,但要把真正的逆转和有误导性的相似区分开,需要格外小心。[5]

即使逆转发生,“退化”也是个错误的标签

1996年一篇关于性与演化的论文提到,野外种群中存在减少“劣生或退化”的因素——这里的用法比较宽松,指的是生物品质下降,而不是字面意义上的倒退。这种用法说明,这个词很容易偏离它的科学含义。[1]

综合来看,证据支持的结论比问题本身暗示的要窄。动物可以丢失复杂性状、简化身体,偶尔还会朝祖先特征回退,这些变化可能由权衡驱动,比如再生的代价。但它们做不到的是把整段演化历史倒回去。所以,如果“退化”指的是“变得简单,或在某方面更像祖先”,答案是肯定的;如果指的是“让演化本身倒转”,答案是否定的。[3][4][5]

本文引用的文献

1

性与演化之谜

该论文讨论了野外动物种群中减少劣生或退化的因素,这里的“退化”指生物品质下降,而非字面意义上的演化逆转。

2

人类祖先之谜

一篇讨论人类祖先的文献结合解剖学证据,考虑了大范围演化逆转的可能性。

3

动物再生的演化:一段纠缠的历史

一篇综述探讨了再生这一有利性状为何会在演化中减弱,将其趋势与信号通路的演化、分化可塑性的受限以及适应性免疫的增强联系起来,同时也提到了再生能力增强的案例。

4

东非中新世的啮齿类

东非中新世的啮齿类被描述为演化逆转的一个例子。

5

个体发育在系统分类学和演化中的作用

该论文指出,许多动物类群的发育阶段带来了真实或表面上的演化逆转问题。