新的证据支持长期争论的进化模式

　　

　　

　　史密森尼热带研究所(STRI)的一个研究小组发现了支持一种长期争论的进化模式的证据，揭示了进化是如何捕捉环境变化来教授旧基因新技巧的:汗蜂从独居转向社会行为，重新利用了最初进化来调节其他特征发展的古老基因集。

　　蜜蜂、蚂蚁和其他群居昆虫以工蜂和蜂王之间的惊人差异而闻名，这些差异包括行为、繁殖和身材:从大脑到肌肉。当有环境影响时，如饮食或社会交往的变化，这些差异就会出现。

　　但是对环境的反应是如何促进进化的呢?心理学家和生物学家在一个多世纪前就提出了这个问题，但后来由于很难测试而被普遍忽视。

　　最近，史密森尼热带研究所(STRI)的退休科学家玛丽·简·韦斯特·埃伯哈德(Mary Jane West-Eberhard)在她的开创性著作《发育可塑性和进化》(2003)中，对这一问题给予了严肃的关注。韦斯特-埃伯哈德在这个问题上的工作导致了对环境在进化中的作用的重新审视。

　　尽管2万种蜜蜂中的大多数一生都是独自生活的，但高度复杂的社会系统已经进化了多次。

　　长期以来，人们一直怀疑，对环境线索的反应可能是引发复杂社会生活方式进化的最初火花，但直到现在还缺乏证据。

　　这个小组的工作地点是巴拿马的巴罗科罗拉多岛。一种夜间活动的汗蜂(Megalopta genalis)就生活在那里，人们对它的社会生物学进行了深入研究，因为雌性似乎在社会性的边缘摇摇摇摇。

　　一只蜜蜂可以独自生活在一根空心的树枝上，也可以成为一个蜂后，统治一只或几只受压迫的女儿，让她们为她工作。

　　STRI的科学家Bill Wcislo解释了为什么这个物种可以提供独特的见解。“大多数物种要么是群居的，要么是独居的，”Wcislo说。

　　“对于确实有所不同的物种，如果你想比较物种内的群居和独居，不同的社会形式通常生活在不同海拔或纬度的不同环境中，因此它们有不同的饮食或其他环境因素。”

　　“但由于巴罗科罗拉多岛上有一种物种既可以做社交活动，也可以做独居活动，我们可以在一个其他条件相同的地方对它们进行比较:相同的季节，相同的气候，相同的食物植物，简而言之，相同的外部环境。”

　　研究小组比较了M. genalis参与不同过程的几组基因，包括那些区分群居个体和独居个体的基因。

　　他们发现，参与调节社会行为的基因很大程度上来自于对古代发育过程的修补，而这些过程对年轻人的正常发育和性别决定至关重要。

　　蜜蜂对不同环境条件的反应方式改变了它们基因的表达方式，这给了进化一个机会，让基因相同但行为不同的个体也能发挥作用。

　　新的特征——甚至是高度复杂的生活方式，如社会行为——都可以通过旧基因的循环而进化。这有助于解决进化生物学家之间一个长期存在的争论:进化的第一步总是由突变产生的新的遗传变异吗?

　　或者是环境的变化导致了基因的变化?后一个问题的答案似乎是肯定的。