撰文：米切尔.达尔                       2023年1月15日

在泥盆纪，鱼类进化成两栖动物，经过数百万年，两栖动物进化成四足陆生动物。但进化能逆转吗？（图片：马克·加里克/盖蒂图片社 科学照片库）

进化产生了惊人的复杂特征，从布满神经元的章鱼手臂，到哺乳动物的耳朵。然而，进化是否会“倒退”，将复杂的生物恢复到以前的更简单的形式？

在所谓的退行演化中，生物可能会失去复杂的特征，从而看起来已经“回到”更简单的形式。但专家们表示，在追溯进化步骤的意义上，进化并没有真正倒退。

马里兰大学生物学家威廉·R·杰弗瑞告诉《生活科学》，“（进化变化的）同一盘磁带……以同样的方式逆转的可能性，是极不可能的。

失去复杂性

伦敦自然历史博物馆的生命科学研究员贝丝·冈村告诉《生活科学》，退行演化意味着失去了以前进化的复杂形式。一个极端的例子来自粘液虫，这种寄生虫的解剖结构非常简单，没有嘴巴、神经系统或内脏，基因组非常小。冈村说，最简单的类型“基本上是单细胞”。

冈村说，粘液虫长期被归类为单细胞原生动物，最终发现自己是高度退化的动物。它们是由包括水母在内的刺细胞动物进化而来，失去了寄生生活方式中不再需要的许多特征。  

冈村说，因此，至少从形态学上看，黏液动物似乎已经回到了以前的进化阶段。她说：“它们在某种程度上集中于单细胞生物。”

杰弗瑞说，尽管如此，进化过程并没有折回到退行演化的步骤。穴居生物也经常经历退行演化，失去了在黑暗环境中不需要的复杂特征，如眼睛。但杰弗瑞说，例如，洞穴鱼类的视力下降，并不意味着没有这些器官的原始祖先的回归。取而代之的是，之前的过程在中途产生了眼睛停止进化，留下了一只长满皮肤的眼窝。

杰弗里说：“事情看起来可能会逆转。但眼睛并没有逆转，只是停止了进化。”

此外，冈村说，复杂性的降低，可能伴随着复杂性的不太明显的增加，比如寄生虫进入宿主体内所用的生化试剂。她说：“人们很容易……根据你所看到的……形态特征来思考进化。但在生理和生化层面，还有很多我们看不到的其他特征。”

在洞穴鱼类中，失去的眼睛可能同样掩盖了另一种复杂性。这些鱼对振动有反应的器官大量出现，为在黑暗环境中感知提供了一种方式。杰弗里说，在已经填充过的头部，这些器官在鱼的空眼窝中找到了可用的住处。

通过复杂性回溯

安大略省麦克马斯特大学的生物学家布莱恩·戈尔丁告诉《生活科学》，进化没有追溯其步骤的部分原因，是适应会导致其他变化。这使得简单地拨回一个特定的更改变得极其复杂。

戈尔丁说：“如果你做出了改变……你将对这种适应进行微调，这种适应将与其他基因相互作用。现在，如果你逆转了这一变化，所有其他基因仍将不得不改变”，以逆转进化。

例如，在洞穴鱼类中，眼睛的最初发育可能不仅伴随着眼睛所需的蛋白质的变化，还伴随着眼窝的头骨结构的变化。影响眼睛蛋白质的突变，不会导致生物体恢复到没有眼窝的状态。

最后，专家警告说，“逆向进化”一词可能会误导性地暗示，进化的目标是创造更复杂的形式。然而，冈村说，进化只会有利于使生物体更适合特定环境的特征。

在这种情况下，逆向进化只是照常进化。杰弗里说，失去复杂性可能会使寄生虫或穴居者更好地适应新环境，例如，通过消除制造复杂器官的能源成本。

冈村说：“进化总是渐进的，因为它选择了能够提高个体适应度（变化正在被表达）的特征。”