不约而同的网——相似的蛛网结构显示生物复杂行为也会“趋同进化”

2004

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不约而同的网
相似的蛛网结构显示生物复杂行为也会“趋同进化”

November 04, 2004 　　

OurSci News Staff 　　

毛伊岛（夏威夷群岛中的一个岛）上的Tetragnatha stelarobusta蜘蛛和夏威夷岛上的T. hawaiensis蜘蛛所织的网非常相似©PNAS

　　〖北京〗古尔德大叔有一个著名的假设，说如果我们能把进化的磁带“倒回”并重放，在偶然性的作用下，有可能会得到一个与现在完全不同的世界。但对于生物的复杂行为，偶然性主宰一切的说法可能并不那么正确。

　　科学家研究发现，夏威夷群岛上两种不同的蜘蛛，所织的网几乎完全相同。这显示，生物行为的进化在一定程度上是可预测的，相隔很远但条件相似的环境，可能在不同生物身上孕育出相同的行为。

　　此前人们已经知道，生活在不同地区、亲缘关系很远的生物，可能拥有某些结构和功能非常相似的器官——比如腿和翅膀。这样的器官是沿着不同的路线进化出来的，称为“趋同进化”。生物的一些简单行为也存在趋同进化现象，例如选择栖息地。但复杂行为是否也有这种现象，科学家对此所知还甚少。

　　蛛网千差万别，但都可归为三种基本类型。其一是圆网，有辐射状的经线和螺旋展开的纬线；还有像纺织品的“片网”，和全无规则的网。每一个物种的蜘蛛，所织的网都有自己的特征。

　　加州大学河边分校的Todd Blackledge和伯克利分校的Rosemary Gillespie，研究了生活在夏威夷群岛不同岛屿上的两种蜘蛛，发现它们织出非常相似的圆网。经线的数量和长度、纬线的密度都几乎相同。

　　产生这一现象的原因，是由于两种蜘蛛的生活环境相似，还是因为它们血缘相近、有着共同的祖先？为了弄清楚这一点，科学家对蜘蛛的进化历程进行了研究。他们假定每种形式的网只进化出一次，如果两种蜘蛛织的网相似，就表示它们亲缘关系很近。在这个假定的基础上，科学家建立了一棵进化树，将它与根据蜘蛛DNA绘出的真正进化树进行比较。

　　结果发现，如果每种网只进化出一次，所得的进化树会异常复杂，与DNA证据显示的实际关缘关系不符。因此研究者得出结论说，上述两种蜘蛛所织的网虽然非常相似，但它们是各自独立进化出的，适应蜘蛛所生活的环境。有关研究成果发表在最近的美国《国家科学院学报》上。

　　Blackledge说，下一步任务是确定到底哪些环境因素影响了蛛网的构造。他说，猎物的种类可能是一个主要因素，环境相似的森林里有相似的猎物，蜘蛛为了捕捉这些猎物而织出了相似的网。

　　研究者认为，复杂行为的趋同进化可能不仅仅发生在蜘蛛身上，而要比我们所知的更普遍。这还需要进一步证实。

　　References:

　　1. Spider webs untangle evolution,Nature |Story|

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收录时间：2004.11.04
作者：OurSci News Staff
编辑：春上莱茵早
来源：三思编译

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