Khi nghe đến thuật ngữ chọn lọc tự nhiên, bạn có thể nghĩ đến sự thay đổi, nhưng nghiên cứu mới cho thấy cơ chế này cũng có thể duy trì sự tương đồng giữa các quần thể.
Các nhà sinh học có sự hiểu biết rất sâu sắc về quá trình tiến hóa cơ bản. Sự đa dạng di truyền trong quần thể là kết quả của đột biến, một số đột biến tạo ra những đặc điểm giúp các cá thể phát triển tốt hơn trong môi trường hiện tại. Những đặc điểm này có cơ hội tốt để truyền lại cho thế hệ tương lai, trong khi những đặc điểm không có ích có xu hướng không xuất hiện ở thế hệ tương lai. Đây là chọn lọc tự nhiên.
Các nhà sinh học tiến hóa thường nghiên cứu sự biến đổi bên trong và giữa các quần thể và loài, nhưng cuộc sống còn có nhiều điều hơn là những gì khiến chúng ta trở nên khác biệt.
“Chúng ta luôn nói về sự đa dạng tuyệt vời trong cuộc sống và chúng ta nên làm như vậy. Thật không thể tin được.” Anh ta nói Nhà sinh vật học tiến hóa Jeff Conner của Đại học bang Michigan, tác giả chính của nghiên cứu mới.
“Chọn lọc tự nhiên đã mang lại cho chúng ta phần lớn sự đa dạng này, có lẽ là hầu hết. Nhưng chọn lọc tự nhiên cũng có thể gây ra những điểm tương đồng.”
Conner và các đồng nghiệp từ Hoa Kỳ và Trung Quốc đã nghiên cứu về củ cải dại (Ravanus ravanstrum). Trong khi cơ quan sản xuất phấn hoa của chúng trước đây có chiều dài bằng nhau thì ngày nay chúng có hai nhị hoa ngắn và bốn nhị hoa dài.
bất ngờ, Tìm kiếm trước đó Có ý kiến cho rằng chọn lọc duy trì sự khác biệt về độ dài này, được gọi là “tách bao phấn”, mặc dù thực tế là chúng ta không biết tại sao.
Biến thể di truyền bổ sung—trong đó nhiều gen đóng góp vào một tính trạng—là cần thiết để tính trạng đó tiến hóa. Trong cái được gọi là hạn chế, việc thiếu biến thể này có xu hướng cản trở sự tiến hóa ngay cả khi nó thuận lợi về mặt tiến hóa.
Hạn chế này dựa trên ý tưởng rằng khi các loài thay đổi theo thời gian, chúng có thể mất đi tính linh hoạt di truyền ở một số khía cạnh, khiến một số đặc điểm trở nên ổn định qua các thế hệ.
Trong đó chọn lọc tự nhiên là động cơ của sự thay đổi thì ràng buộc là cái phanh.
“Công việc của chúng tôi lật ngược kịch bản một chút,” Conner nói Anh ta nói. “Chúng tôi cho rằng việc lựa chọn cũng có thể làm mọi thứ chậm lại và có thể gây ra những điểm tương đồng cũng như khác biệt.”
Nhóm nghiên cứu muốn biết liệu hạn chế này có thể ngăn cản sự bong ra của bao phấn trong nghiên cứu trước hay không. Họ đã sử dụng chọn lọc nhân tạo để nhân giống củ cải hoang dã nhằm khôi phục vẻ ngoài của chúng về trạng thái nguyên thủy hơn, bao gồm khoảng cách nhỏ hơn giữa các nhị hoa.
Các tác giả cho biết: “Nếu một đặc điểm phản ứng với chọn lọc nhân tạo, nó có thể tiến hóa rõ ràng”. giải thích trong bài báo của họ.
“Nhưng nếu đặc điểm đó không đáp ứng thì sẽ có một hạn chế do thiếu đa dạng di truyền.”
Nghiên cứu bao gồm sáu thế hệ, trong đó 3.437 cây củ cải dại được trồng và đo lường. Thông qua chọn lọc nhân tạo, các nhà nghiên cứu đã có thể giảm hơn 30% sự khác biệt về độ dài của nhị hoa.
Sự thay đổi này xuất hiện củ cải dại ngày nay, có lẽ Họ hàngchúng vẫn có sự đa dạng di truyền cần thiết để tiến hóa, khiến chúng khó có thể bị hạn chế.
Thay vào đó, chọn lọc tự nhiên dường như duy trì sự biến đổi về độ dài của nhị hoa.
“Họ thực vật này đã duy trì đặc điểm bốn cao và thấp trong khoảng thời gian 50 triệu năm, và chúng ta có thể loại bỏ một phần ba sự khác biệt trong năm thế hệ, tức là 5 năm.” Anh ta nói. “Tôi nghĩ nếu tiếp tục, chúng ta sẽ có lại sáu nhị hoa có chiều dài bằng nhau.”
Các nhà khoa học đã thiết kế các thí nghiệm để xem liệu độ dài nhị hoa khác nhau có mang lại lợi ích gì không R. Ravanistrum Khi nói đến cách các loài thụ phấn tương tác với cây trồng.
“Chọn lọc tự nhiên là rất quan trọng” Anh ta nói Connor. “Có rất nhiều điều mà mọi người nghĩ rằng bầu cử không thể làm được, nhưng chúng tôi đang học được rằng bầu cử có thể làm được.”
Nghiên cứu được công bố trên Nhà thực vật học mới.