進化可能沒有我們想象的那麼隨機。長期以來，進化被認為是一個相對隨機的過程，物種的特徵是由隨機突變和環境因素形成的，因此基本上是不可預測的。但由耶魯大學和哥倫比亞大學的研究人員領導的一個國際科學家小組發現，一個特定的植物品系在散佈於新熱帶地區的多山地方獨立地重複發展出三種類似的葉子類型。
該研究揭示了植物中第一個“複製輻射”的例子，即在不同地區重複發展類似的形式。這一發現提出了一種可能性，即進化不一定是這樣一個隨機的過程而是可以被預期的
相關研究報告已於最近發表在《Nature Ecology & Evolution》上。
耶魯大學生態學與進化生物學Sterling榮譽教授、共同通訊作者Michael Donoghue指出：“這些發現表明進化實際上是可以預測的，生物體的發展和自然選擇相結合，在某些情況下一次又一次產生相同的形式。也許進化生物學可以成為一門比我們過去想象的更多的預測性科學。”
研究小組研究了Viburnum植物系的遺傳學和形態學，這是一個有花植物屬，約在1000萬年前開始從墨西哥傳播到中美洲和南美洲。Donoghue於40年前在哈佛大學為他的博士論文對這個植物群進行了研究。當時，他主張另一種理論，根據該理論，大的、被毛髮覆蓋的葉子和小的、光滑的葉子都在該群體的歷史早期進化，後來被鳥類分散，通過不同的山脈分別遷移。
然而研究中提出的新的遺傳分析表明，這2種不同的葉子類型在許多山區的每個地方都是單獨和同時進化的。
“我得出了錯誤的結論，因為我在1970年代缺乏相關的基因組數據，”Donoghue說道。
研究小組發現，在所研究的11個地區中，有9個地區進化出一套非常相似的葉子類型。然而在Viburnum最近才遷移的地方，全部的葉子類型可能還沒有進化出來。如玻利維亞的山區缺乏在墨西哥、中美洲和南美洲北部的雲霧森林中其他日照較少的潮濕地區發現的大毛葉類型。
“這些植物在不到一百萬年前到達玻利維亞，所以我們預測，大的、有毛的葉子形式最終也會在玻利維亞進化，”Donoghue說道。
在動物中已經發現了幾個複製輻射的例子，如加勒比海的Anolis蜥蜴。在這種情況下，同一套身體形態在幾個不同的島嶼上獨立進化。現在又有了一個植物的例子，進化生物學家將試圖發現在什麼一般情況下可以對進化的軌跡做出可靠的預測。
耶魯大學生態學和進化生物學教授、該論文的共同通訊作者Ericka Edwards說道：“這項跨越數十年的合作工作揭示了一個研究進化適應的美妙新系統。現在我們已經建立了這種模式，我們的下一個挑戰是更好地理解這些葉子類型的功能意義及使它們反覆出現的基本遺傳結構。”