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這是一個長期困擾進化生物學家的問題。為什麼生物種群會變得特化?以洞穴魚為例。這些生活在永久黑暗中的生物通常是盲目的,要麼眼睛大大退化,要麼完全沒有眼睛。然而,據推測,它們是從有功能的眼睛的魚類進化而來的。誠然,視力在洞穴環境中沒有幫助,但為什麼“失去”在其他生態位中生存的能力呢?研究人員提出了兩種理論。一種理論認為,不使用的功能會積累破壞性突變,而不會影響生物。另一種理論認為,為了重新分配維持這些功能所涉及的能量,從而增強有用的功能,不使用的功能會被丟棄。《自然》雜誌發表的新研究支援後一種觀點。

為了解決這個問題,密歇根州立大學的研究人員決定在實驗室中模擬進化。他們僅用葡萄糖培養了 12 株大腸桿菌,以觀察它們是否會失去處理其他糖類的能力。兩萬代之後,該團隊發現它們確實失去了這種能力。此外,細菌似乎失去了在其他糖類上生長的能力,因為這樣做使它們更有效地攝取葡萄糖——這種機制被稱為拮抗性多效性。因此,至少根據這項研究,自然選擇似乎傾向於拋棄無關的功能,以便專注於有用的功能。

Kate Wong is an award-winning science writer and senior editor at 大眾科學 focused on evolution, ecology, anthropology, archaeology, paleontology and animal behavior. She is fascinated by human origins, which she has covered for more than 25 years. Recently she has become obsessed with birds. Her reporting has taken her to caves in France and Croatia that Neandertals once called home, to the shores of Kenya's Lake Turkana in search of the oldest stone tools in the world, to Madagascar on an expedition to unearth ancient mammals and dinosaurs, to the icy waters of Antarctica, where humpback whales feast on krill, and on a "Big Day" race around the state of Connecticut to find as many bird species as possible in 24 hours. Kate is co-author, with Donald Johanson, of Lucy's Legacy: The Quest for Human Origins. She holds a bachelor of science degree in biological anthropology and zoology from the University of Michigan. Follow Wong on X (formerly Twitter) @katewong

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