Все видели иллюстрацию Рудольфа Заллингера «Марш прогресса», демонстрирующую эволюцию людей: от раннего предка-примата, дриопитека , и до современного человека, Homo sapiens . Эволюция — это захватывающее явление, но она не всегда следует прямолинейному пути, как это изображает Заллингер.
Идея о том, что эволюция идет от простых к сложным формам, необратимо основываясь на каждой предыдущей форме, существует уже давно. Закон палеонтолога Луи Долло гласит, что как только организм прогрессирует со специализированной структурой, он не возвращается к предыдущему состоянию.
Но теперь новое исследование, опубликованное в журнале Evolution , бросает вызов преобладающему мнению о том, что жизнь развивается однонаправленно. Результаты показывают, что некоторые растения могут эволюционировать в обратном направлении, т. е. специализированные виды могут возвращаться к своим более примитивным формам.
Растение в фокусе — цепной папоротник ( Blechnaceae ). Папоротники — одни из древнейших растений на Земле, они появились еще раньше динозавров. Исследователи из Университета Теннесси изучили репродуктивные стратегии папоротников и обнаружили, что папоротники сохраняют два различных способа размножения.
Они обнаружили, что некоторые виды цепочечных папоротников являются мономорфными, то есть один лист выполняет как развитие спор, так и фотосинтез. Между тем, другие виды цепочечных папоротников использовали специализированную стратегию, называемую диморфизмом, производя два разных типа листьев для фотосинтеза и размножения.
Это разделение в режиме воспроизводства добавляет сложности и возможности для изучения закона Долло. Если эволюция абсолютна, то те папоротники, которые развивают диморфизм, не будут возвращаться к мономорфизму.
Используя коллекции естественной истории и алгоритмы для оценки эволюции, исследователи проанализировали более 118 видов и выявили, что эволюция папоротников не является «ни пошаговой, ни необратимой». Интересно, что они обнаружили несколько примеров видов цепочечных папоротников, которые развили диморфизм, а затем вернулись к мономорфизму.
Что касается того, почему цепочечные папоротники проворачивают этот эволюционный разворот, исследователи предполагают, что отсутствие семени как репродуктивной стратегии является жизненно важным фактором. Как только определенное растение обязуется давать семена, оно может застрять с этой сложностью, и понижение статуса не является жизнеспособным вариантом. Но поскольку у папоротников нет семян, они могут модифицировать свои листья в любую структуру, производящую споры, которая лучше всего подходит для окружающей среды.
«У эволюции нет финишной черты. Нет конечной цели, нет конечного состояния», — говорит Джейкоб С. Суисса, доцент Университета Теннесси. «Наши результаты показывают, что не вся репродуктивная специализация у растений необратима. Вместо этого это может зависеть от того, сколько слоев специализации растения приобрели с течением времени».
Исследование опубликовано в журнале Evolution .
