Science封面故事：猪笼草的诱捕特征是如何演化的

猪笼草登上了这一期《Science》杂志的封面。图中，这种食肉植物正在诱捕一只蚂蚁。

在本期的两项新研究中，科学家们采用不同的方法来研究动植物复杂而创新的表型特征是如何演化的。

英国格拉斯哥大学的Kathryn Elmer在一篇相关文章中写道：“全球动植物惊人的多样性是通过曲折的路径演化而来的，而解析基因组和性状的复杂历史为理解演化开辟了新的深度。”

尽管生物性状在群体中不断变化，但具有独特功能的性状却很少出现。这些颠覆性的演化创新可能来源于多种独立的生物适应，它们结合在一起产生了复杂的表型特征。然而，复合性状的起源在很大程度上仍然是一个谜，因为它需要各个组分的协调演变。

在两项研究中，英国研究人员分别采用不同的方法来研究复杂的复合性状是如何以意想不到的方式出现的。一项研究的对象是植物猪笼草，另一项则是动物海螺。

杜伦大学的Guillaume Chomicki等人利用野外实验、显微镜观察、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）的跳板诱捕特征的演化。

这种独特的复合诱捕机制来源于结构、化学和力学上的三种不同创新。Chomicki 等人发现，新的性状在两种猪笼草中是分开演化的。他们认为，这种新性状是通过所需性状组合的“自发巧合”而趋同演进的，而不是在组分性状中进行定向选择。

在另一项研究中，谢菲尔德大学的Sean 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。

根据这些结果，尽管胎生性状是受到选择的，而且对该物种的生物学特性至关重要，但胎生的遗传学特征并没有反映在基因组中的大部分区域中。研究人员认为，这些结果表明，新的生物功能的演化可通过招募多个等位基因来完成，而不是通过单一的演变步骤。

Elmer在文章中写道：“长期以来，人们一直在争论，在多样性的演变过程中，小的渐进式变化积累和大的飞跃式突变，究竟哪个更为重要？”上述两项研究并未发现有某种单一的大型演化步骤或影响重大的突变将物种推向表型创新的新高度。

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