对进化动力学的见解：研究揭示了可进化性的进化

马克斯·普朗克进化生物学研究所（MPI-EB）的研究人员的一项新研究为生物学中最具争议的概念之一：进化性提供了新的见解。这项工作提供了第一个实验证据，表明自然选择如何塑造遗传系统，以增强未来的进化能力，挑战了关于进化过程的传统观点

这项研究发表在《科学》杂志上。《科学》杂志上也有一篇相关的《透视》文章

生物体产生适应性遗传变异的能力对进化成功至关重要，尤其是在不断变化的环境中。MPI-EB研究调查了自然选择是否不仅是一个由随机突变驱动的“盲”过程，而且可能积极支持将突变导向适应性结果的机制

研究人员对实验微生物种群进行了为期三年的实验。这些群体受到强烈的选择制度，需要在波动的环境条件下在两种表型状态之间反复转换。无法发展所需表型的谱系被淘汰，并被成功的谱系所取代，为选择创造了条件，以磨练在谱系水平上具有适应性的性状

通过对500多个突变的分析，该研究揭示了某些微生物谱系中局部超可变遗传机制的出现。这种高度可变的基因座是通过多步骤进化过程产生的，其突变率比原始谱系高出10000倍。它通过一种类似于致病菌偶然位点的遗传机制，实现了表型状态之间的快速可逆转变。研究员Paul Rainey说：“实验往往为新的理解铺平了道路，通过阐明机制细节来解开谜团。”。“我们的研究结果表明，谱系层面的选择可以推动特征的进化，从而增强进化潜力，为进化如何获得看似‘远见’的东西提供了一个迷人的视角。”研究员Michael Barnett补充道，“通过证明超可变基因座的进化，我们表明适应不仅是为了在现在生存，也是为了提高未来的适应能力。”这些结果挑战了长期以来认为进化没有远见的观点。相反，它们揭示了自然选择如何将进化历史嵌入遗传结构，使生物体能够“预测”环境变化并加速其适应。这项研究不仅为微生物病原体的进化提供了关键的见解，而且对理解复杂系统中的适应机制也有启示 More information: Michael Barnett et al, Experimental evolution of evolvability, Science (2025). DOI: 10.1126/science.adr2756

Perspective: Edo Kussell, Enabling evolvability to evolve, Science (2025). DOI: 10.1126/science.adv4087

Journal information: Science