据 meiguo.com 于 2025 年 12 月 18 日收到的消息 ‣ 1988 年 2 月 24 日，密歇根州立大学的理查德·伦斯基将同一株大肠杆菌接种到 12 个烧瓶中，开启了迄今为止最长的进化实验。经过 37 年，这些细菌已经繁衍超过 8 万代，等同于人类进化约 160 万年的时间跨度。该实验被称为“长期进化实验”，不仅为达尔文自然选择提供了活生生的证据，还揭示了许多理论未预料的进化现象。

细菌的世代更迭极快，约每二十分钟分裂一次，充足营养时一天可产生约七代。更重要的是，大肠杆菌可以冷冻保存，研究者得以将今日的菌株与数千代前的祖先直接比较，实现了“时间旅行”。实验每天取前一天培养瓶中 1% 的细菌，转移到含新鲜葡萄糖的烧瓶中，细菌迅速繁殖约百倍后进入静止期，直至次日再次转移。此过程仅在新冠疫情期间中断。每隔约 500 代，部分菌株被冷冻保存，形成跨时空的“进化博物馆”。

实验的核心问题包括：在恒定环境中生物的适应能力是否有限？进化是匀速还是出现加速与减速？不同种群是否会走相同的进化路径。结果显示，即使在不变的实验环境中，细菌的适应度仍可持续提升，只是提升速度逐渐放缓。前两千代的适应度提升约 30%，呈三个约 10% 的阶段；即便达到 8 万代，适应度仍在缓慢上升。这一发现挑战了某些模型认为在稳定环境中适应度会达到上限的预测。

伦斯基在《ISME》期刊的论文中解释，庞大的无性繁殖群体中有益突变不断产生，但相互竞争导致“克隆干扰”。有益突变需要约 250 代才能从稀有变为多数，期间其他有益突变也会出现并被更有利的突变取代，推动适应度曲线持续上升。

实验还观察到突变率的意外提升。12 条独立演化的种群中，有 6 条在约 5 万代后出现“超突变体”，其突变率比祖先高约百倍，源于 DNA 修复基因的突变。虽然高突变率会带来更多有害突变，但在某些情况下能加速有益突变的出现，短期适应度成本仅约 1%。

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最著名的发现是约 3.3 万代时出现的“柠檬酸盐突变”。实验培养基中含有柠檬酸盐，但野生型大肠杆菌在有氧条件下无法利用。某一族群突变后能够在有氧环境下代谢柠檬酸盐，数量激增。研究表明，这一能力的出现需要一系列特定突变的积累，展示了进化的历史偶然性。其余 11 条种群虽面临相同选择压力，却未能演化出此能力，说明特定突变背景对创新至关重要。

比较 12 条独立种群的表型，均出现细胞体积增大、生长速度提升、葡萄糖摄取效率提高等共同趋势，反映对实验环境的普遍适应。然而基因组测序显示，各群体达到相似适应度的遗传路径差异显著，虽有些基因在多条线中频繁突变，但具体突变位点、类型和顺序各不相同，体现了平行进化的特征。

这些发现强化了自然选择的方向性，同时也突显了偶然因素在进化路径中的决定性作用。伦斯基指出，长期进化实验提供了直接且令人信服的实证，证明在没有任何智能设计或外部干预的情况下，随机突变加自然选择足以显著提升生物适应能力。

截至 2024 年，实验已突破 8 万代，团队暂无停止计划。未来若继续至十万代、二十万代，细菌可能会展现出我们今天难以想象的特征，继续书写活生生的进化史诗。

综合自头条号 @人工智能学家的报道。