科學家驚呆了！加拉巴哥群島番茄出現「返祖現象」

最新研究揭露島嶼植物的演化逆轉現象。在加拉巴哥群島的年輕火山島上，野生番茄展現出異常行為，似乎正拋棄數百萬年來的進化成果，回歸到更原始的基因型態，重新啟動沉睡已久的化學防禦機制。

這些源自南美洲品種的番茄（推測由鳥類散播至此），開始產生數百萬年來未見的毒性分子混合物。這種化學組合與現代栽培番茄相比，反而更接近茄子的化合物。

加州大學河濱分校研究團隊在《自然通訊》期刊發表這項驚人發現，將其描述為可能的「逆向演化」案例——這個術語常在演化學界引發激烈辯論。

此現象挑戰了「演化只會朝適應性更強方向前進」的傳統觀點。雖然遠祖特徵偶爾會重現，但透過完全相同遺傳機制實現的情況極為罕見。

研究主要作者、分子生物化學家Adam Jozwiak表示：「這完全超出我們預期。但它確實正在火山島上真實上演。」生物鹼是這項化學變化的核心化合物，這類苦味分子存在於番茄、馬鈴薯、茄子等茄科植物中，能作為天然殺蟲劑抵禦昆蟲、真菌和草食動物。

研究團隊展開此項調查，是因為生物鹼雖然對植物有益，卻可能危害人體健康。這些化合物在高劑量下具有毒性，促使科學家探究其生成機制，以降低食用作物中的含量。

加拉巴哥番茄的特殊之處，不僅在於產生生物鹼，更在於製造出現代番茄未見的古老變體。團隊分析來自群島各處的30多個番茄樣本後發現：東部島嶼番茄產生的生物鹼與現代栽培品種相似；西部島嶼的番茄卻合成出與茄子遠祖匹配的分子形式。

這種差異源自「立體化學」——分子中原子的空間排列方式。研究團隊發現，只要改變單一酵素中的四個胺基酸，就足以將分子結構從現代型切換為祖先型。他們在實驗室合成這些酵素的編碼基因，植入菸草植株後，菸草果然開始製造古老化合物。

這種模式並非隨機出現，而是與地理分佈高度相關：位於生態穩定、生物多樣性高的東部老島，番茄產生現代生物鹼；而在環境嚴苛、土壤貧瘠的西部新島，番茄則恢復了古老化學機制。

研究團隊推測，新島嶼的惡劣環境可能是驅動「返祖」現象的關鍵。為驗證變化方向，團隊運用現代DNA進行演化建模，結果顯示年輕島嶼番茄的產物確實與遠祖特徵吻合。

雖然蛇類、魚類甚至細菌中都曾記錄到古老特徵重現的案例，但如此清晰精確的化學證據實屬罕見。Jozwiak強調：「遺傳與化學證據都指向返祖現象，這個機制確實存在。」

這種變化可能不僅限於植物。Jozwiak大膽推測：「理論上其他物種也可能發生類似情況，包括人類。當然不會在一兩年內發生，但若環境劇變，經過足夠時間或許會實現。」

這項研究暗示：生命有時會透過「向過去取經」來尋找前進之道。Jozwiak指出：「只要改變幾個胺基酸，就能獲得完全不同的分子。這項認知可幫助我們設計新藥、增強抗蟲性，甚至培育毒性更低的農產品。但首先，我們必須理解自然界如何做到這點——這項研究正是邁向理解的第一步。」