科学新发现：竹节虫经历百万年无性繁殖后仍未退化，挑战“用进废退”假说

IT之家 8 月 8 日消息，最新一项发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上的研究显示，已孤雌生殖长达百万年之久的竹节虫，其原本用于调节性染色体基因表达的生物系统仍然保持完整功能，并未如预期般退化。 该研究由英国班戈大学（Bangor University）进化生物学讲师达伦 · 帕克（Dr. Darren Parker）博士领导。 研究对象为原产于美国远西部的无翅竹节虫属 Timema。该属部分物种是已知昆虫中最长的无性繁殖持

在进化生物学中，一个长期存在的观点认为，如果某个生物性状不再被使用，相关的基因和调控系统会因缺乏选择压力而逐渐积累突变，最终走向退化。然而，一项由英国班戈大学达伦·帕克博士领导的最新研究，为这一“用进废退”的经典假说提供了一个强有力的反例。该研究发表于《美国国家科学院院刊》（PNAS），聚焦于原产于美国远西部的无翅竹节虫属 Timema。该属中的一些物种是已知昆虫中无性繁殖历史最长的，它们完全依靠孤雌生殖繁衍，时间跨度长达百万年之久[IT之家]。

研究团队关注的核心是这些竹节虫的“剂量补偿”系统。在有性繁殖的生物中，性染色体（如XY或ZW系统）会导致两性之间基因剂量不平衡，而剂量补偿机制正是用来调节性染色体上基因的表达水平，使其达到平衡。对于完全放弃雄性、仅靠雌性孤雌生殖的物种而言，这一系统理论上已无用武之地。原文未提供具体的实验方法细节，但研究的关键发现是，这些古老的无性繁殖竹节虫不仅保留了剂量补偿系统，而且其功能依然完好无损。这一结果意味着，即使没有雄性参与繁殖，维持这一复杂分子机制的选择压力依然存在，或者该系统与其他不可或缺的细胞功能紧密相连，从而避免了退化的命运。

这一发现的意义超越了竹节虫本身。它促使科学家重新审视无性繁殖谱系的长期进化命运。传统观点认为，无性繁殖是进化的“死胡同”，因为缺乏基因重组会导致有害突变积累和适应能力下降。而此次研究表明，至少在某些关键调控通路上，古老的单性生殖物种可以展现出惊人的进化韧性。这为理解性别起源、基因调控网络的稳健性以及物种如何应对长期环境压力提供了新的视角。原文未提供关于该研究对未来演化理论具体影响的预测，但其挑战“用进废退”假说的证据本身，已足以引发学界对遗传系统退化速率和条件的重新评估。