1. 虫卵的多样性
在1917年出书的经典著作《成长和形状》中，达西·汤普森（D'Arcy Thompson）探讨了这样一个问题：某些形状是否只要当它们具有必定尺度时才能够存在。例如说，依照份额大象的四肢有必要比瞪羚的要粗得多，假如一只四肢纤细的瞪羚的体重增加到大象的体重，它的腿就会折断。
大象与羚羊 | pixabay
在进化的进程中，生物体的巨细和形状会发作明显的改变，这是一个困扰了科学家几个世纪的问题，许多闻名的生物学家，如朱利安·赫胥黎（Julian Huxley），都曾被这个问题深深招引，并希望能解开这一难题。一直以来，人们广泛以为生物巨细的改变是由于发育、形状、生态压力等要素形成的，比方发育的速度，或许终究的成年尺度等等。
曾提出过“红皇后规律”的闻名生物学家Leigh Van Valen（1935 - 2010）说过：“进化是由生态学操控的开展。”最近，由哈佛大学的一组研讨人员树立的一个新的数据库，将van Valen的说法表现得酣畅淋漓。
进化是由生态学操控的开展| unsplash
哈佛大学的生物学家Cassandra Extavour和她的组员，对10000多个巨细和形状各异的昆虫虫卵进行了丈量，发现能解说这种形状的多样性的是昆虫的产卵地。在此之前，关于虫卵形状的多样性存在许多未经证明却被广泛承受的观念，比方其间一种便是更大的成年昆虫会产下更大的卵，而更大的卵又与发作体型更大的成年昆虫挂钩。
正在产卵的墨西哥果实蝇| wikimedia commons
Extavour等人发现，虫卵的巨细和形状之间的联络是不断演化的。因此，新的研讨给出了一个令人颇感意外的效果，他们将此研讨宣布在了7月3日的《天然》杂志上，并将数据库宣布在了《科学数据》上。
2. 海量数据呈现出的意外效果
Sam Church和Seth Donoughe是Extavour的研讨生，他们二人对搜集昆虫虫卵的巨细和形状的信息抱有极大的热心。他们研讨的是蟋蟀的发育初期的各种状况，因此想要了解蟋蟀的初期发育与巨细各异的昆虫比较是怎样的状况。
一开始，Church和Donoughe想从科学文献中寻觅昆虫虫卵的数据，但这个办法存在一个问题，那便是这些描绘了数以百万计的物种的信息，涣散在数以千计的论文之中，逐个筛选出这些信息将是一个需求消耗数年时刻的查找进程。
为了处理这个问题，他们编写了一个计算机程序来对论文进行查找，这种算法能够符号包含了昆虫虫卵的巨细和形状信息的页面。例如一旦某个页面含有“卵子”、“卵巢”、“长度”等要害词，这个页面就会被电脑符号，接着研讨人员就会手动将相关信息录入数据库。但这也存在一个问题，那便是有许多文献是没有电子版的。所以，哈佛大学比较动物学博物馆的图书管理员Mary Sears协助他们找到了旧论文，并将它们逐个转化成研讨所需的电子格局。
终究，他们从1756篇科学文献中发掘出了这些数据，得到了一个含有来自6706个物种的10500个昆虫虫卵的丈量数据的数据库，其间虫卵的巨细横跨8个数量级，最小的是寄生蜂Platygaster vernalis的虫卵，体积只要7×10 mm ，宽度缺乏人类头发丝的一半粗；最大的是钻土甲虫Bolboleaus hiaticollis的虫卵，体积约为500mm ，大约跟咱们的小手指指甲盖一般大。这二者之间相差8亿倍，举个直观的比方便是，假如最小的卵有高尔夫球那么大，那么最大的卵就有奥运会用的规范游泳池那么大。
有了这样一个无与伦比的数据库，研讨人员能够测验各式各样曾被提出的假定，例如有观念以为，体积大的卵会发育成长长的形状，由于要以最大极限地包裹里边的幼虫；再比方还有正好相反的观念以为，体积大的卵应该是圆的，这样就能将制造卵壳的本钱降到最低；还有说法称，虫卵较大的昆虫比虫卵较小的昆虫所需的发育时刻更长。
但依据新的研讨来看，这些说法都经不起琢磨。由于研讨人员发现，任何形状、任何巨细的虫卵简直都存在，也便是说在昆虫虫卵的巨细和形状的进化进程中，好像并没有呈现一起的趋势。
3. 周全的考量
这一效果是有悖直觉的，由于异速成长（标明不成份额的成长联络）是一个简直广泛一切对形状和巨细进化研讨中的思想。许多从事推陈出新和生理学研讨的科学家都有这样一种根底主意，那便是假如调查的数据规模满足广泛，那么就会有一些十分简略的规则会以十分大的形式显现出来。一般以为，较大的昆虫会有较大的卵；但实际状况是，关于某一特定巨细的昆虫来说，虫卵的巨细差异能够到达3~4个数量级，这意味着虫卵的巨细和成虫巨细之间的联络并不是很严密。
然后，研讨人员调查了两种不同的产卵环境：体内寄生虫（昆虫在其他昆虫体内产卵）和水生产卵。效果发现，体内寄生虫昆虫会产下形似泪滴状的虫卵，而在水中产卵的昆虫所产下的虫卵较小，并且往往形状更圆。由此来看，在影响虫卵的巨细和形状方面，生态环境扮演了某种主导人物。
所以，一些前期的估测，例如以为虫卵巨细和形状与发育时刻、成虫巨细等性状相关的理论，好像并不正确。大块头的成虫并不必定会有大的虫卵；虫卵的巨细与发育时刻也没有联络。昆虫的生命周期分为4个阶段：卵、幼虫、蛹、成虫，每个阶段都有各自的生态体系，并且每个阶段都会遭到不同的挑选压力。新的数据标明，不同生命阶段之间的相关或许比之前幻想的要少，虫卵的进化阶段与周围的直接环境有关，与发作在生命周期中的其他部分无关。
虫卵有各式各样的形状和巨细，左图是一只夏威夷苍蝇的卵；上方是一种蟋蟀的卵；右图是一种乳草虫的卵；下图是一种蝴蝶的卵 | 参阅文献[1]
4. 未来可期
在新的研讨中，一个要害点在于研讨人员经过运用杂乱的计算办法，将昆虫的体系发生联络（具有一起先人的各个物种）考虑在内，否则有或许会导致过错的定论。例如，许多甲虫都有圆形的卵，所以甲虫物种之间的相似性就不能由生态学来解说，而是由它们的进化亲缘联络来解说。
未来，研讨人员或许还能够确认更多能起到要害作用的生态变异轴线。例如他们或许会发现在叶子外表、泥土或腐朽的生果内产下的卵的巨细和形状具有不同的形式，由于这几种环境都会给虫卵的生计带来不同的应战，比方不同的氧气供应和枯燥状况。
关于这项从如此繁琐的作业中获得的效果，Extavour说：“能够坚信的是，不管让你觉得风趣的是什么问题，在科学研讨的历史上总会有其他人也以为它很风趣。为了不去重复做他人已做过的作业，并从已有的作业中学习经历，你应该一直保证你的作业是树立在之前的作业根底之上。”信任在此之后，这个数据库也将成为很多想要揭开生物体的巨细与形状之谜的科学家的根底，让他们具有一个史无前例的强壮东西。
题图来历：参阅文献[1]
参阅链接：
[1] https:///news-opinion/ecology--not-physics--explains-diversity-of-insect-eggs-66067
欢迎个人转发到朋友圈
喜爱就点个“在看”吧！
