【文/亨利‧吉(Henry Gee);譯者/蔡承志】

 

蝙蝠竟然分成兩路,各別演化出回聲定位。

 

閃電可不可能兩次打到相同地點?起碼就演化來講,答案是可能的,而且說不定比你想的更頻繁。演化有個熱門課題叫做「趨同」:沒有親緣關係的物種,分別演化出相仿構造。舉例來說,多種蝙蝠都演化出回聲定位法,得以發出連串高頻尖鳴並監測回聲,建構出周遭環境的圖像。

要演化出回聲定位能力,必須從最源頭的遺傳層級開始調整,使解剖、生理和神經方面都出現複雜的變化。既然這麼複雜,回聲定位法應該不可能循同樣方式分兩路演化出現,更別提分三路了。然而英國倫敦大學的喬‧帕克(Joe Parker)和他的同事正是發現了這種情況。他們掃描了二十二種哺乳動物共2,326個基因,結果顯示,將近兩百個和回聲定位有關的基因有趨同現象。這表示無論各種生物演化出回聲定位的路徑有多分歧,這項特殊功能都會在遺傳層級留下相同的「記號」。

不過真正驚人的是,蝙蝠竟然分成兩路,各別演化出回聲定位。這點你恐怕料想不到,畢竟這麼複雜的感測系統,同類生物應該只會演化出現一次才對。情況還不止於此。鯨豚類同樣演化出回聲定位法,瓶鼻海豚就是一例。回聲定位是在暗處移動的好法子,不過你應該會猜,兩個蝙蝠譜系和鯨豚譜系,理當分別依循迥異方式,各自演化出這項技能,檢視相關的身體結構,乍看之下也是如此。比方說,不同蝙蝠的耳、鼻形狀大相逕庭,而且模樣一點都不像瓶鼻海豚用來從事相同功能的結構。

然而遺傳層級的情況就不同了。採用回聲定位的蝙蝠和海豚往往有相仿的聽覺、視覺基因突變,至於不會回聲定位的蝙蝠以及其他動物就沒有這樣的突變。舉例來說,會回聲定位的蝙蝠和鯨豚至少有十七個基因帶有特定「記號」,這些基因形成一條互動路徑,圍繞著兩個與內耳發展有關的基因。這些動物用以感知世界的主要途徑從視覺轉換成聽覺,這些基因當中也有些和這點有關。

這項成果是首度用有系統的方法,了解生物外在形式的趨同演化和遺傳層級有什麼關係。我們知道自然界常出現各種性狀的趨同現象,不過竟然從上游的基因就開始「趨同」,倒是令人出乎意料。

 

【完整內容請見BBC知識國際中文版第29期(2014年1月號)。版權所有,轉載請註明出處。】

 

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