蝌蚪失去了尾巴,长出四肢,蜕变成青蛙,奔向陆地;毛毛虫“作茧自缚”,最终变成了蝴蝶,能够在空中自由自在地飞翔。这一切看起来很美好,就像一个人经历了千辛万苦,最终得到自己想要的自由。
但是,实际上动物在蜕变过程中,除了会经历难以想象的痛苦外,还会面临更多的生存危机,比如它们的天敌会更容易捕捉到它们。这些动物在漫长的演化过程中,为何会进化出蜕变这种生存模式?这在生物学上有什么意义?
最近,来自美国的科学家汉娜·滕·布林克(Hanna Ten Brink)得出了一个新的结论:蜕变使动物更容易适应其他食物。
很多的动物在成长过程中都经历过变形——从青蛙到比目鱼,从蝴蝶到水母。科学家们一直以来对蜕变在动物界中变得如此普遍深感困惑。究竟是什么样的进化道路,会使得毛毛虫把它的身体骨骼撕碎,并重建成蝴蝶?
美国博物学家、苏黎世大学博士后研究员布林克博士和她的同事们在《美国博物学家》杂志上绘制了变形进化的路线图,并发表了他们的观点——动物蜕变是为了吃到更多的食物。
布林克博士带领的团队首先研究了那些在成长过程中不会发生蜕变的动物。这些动物一直以来都生存在食物充足的环境中,它们能够很好地适应同一种食物。而那些会蜕变的动物,它们在幼年时会逐渐变得不擅长吃最初的食物,比如蝌蚪会慢慢不适应吃水中的浮游生物,毛毛虫会逐渐变得不爱吃树叶。
“解决这个问题的唯一方法就是蜕变,”布林克博士说。当幼小的动物无法很好地适应原来的食物时,它们会通过蜕变去适应另一种食物。比如,蝌蚪蜕变成青蛙后会吃虫子,毛毛虫蜕变成蝴蝶后会吸食花蜜。
蜕变需要很长的时间,还会消耗动物体内大部分的能量去重构自己的身体,还会使得动物容易受到捕食者和寄生虫的攻击。但经过蜕变的动物,会获得更充足的食物供应,这足以弥补成本,值得它们去承受那些痛苦,更重要的是,充足的食物有利于这个物种的繁衍。
“食物是唯一有助于推动变形进化的奖励,”布林克博士说。
皮埃尔和玛丽·居里大学的生物学家文森特·劳德认为,他主要研究的是脊椎动物,他支持了滕·布林克博士的观点。他甚至认为,胎儿在子宫中发育时,他们的组织也会发生重要的变化,这些变化主要受一些激素的控制。而这些激素,在以后还会在青蛙等动物身上引起蜕变。
从生物学的角度来说,胎儿在母亲腹中的变化也是一种蜕变。他们还在母亲的腹中时,他们的“食物”是从母亲那里得到的营养,他们“蜕变”成婴儿后,就能吃到外面世界中的食物了。这确实算是一种蜕变。
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