在瞭解反方向進化之前，我們先來認識一下一種奇特的螞蟻，龜蟻。這種螞蟻都有著厚重的盔甲，它們的頭部特別大，特別堅硬。當它們的巢穴遭遇威脅的時候，龜蟻就會用頭部充當盾牌，堵在入口處，形成“一夫當關萬夫莫開”的陣勢，有時還會釋放有毒的化學物質驅走入侵者。
其中一些龜蟻還有一項特別的技能——滑翔。它們跳下來後，一般會先自由下降3到4米，然後它們會用自己那扁平而巨大的腦袋作為滑翔傘，不斷調整角度，最終到達目標處。它們到達目標處的時候，會先讓自己的頭部先碰到目標，這樣來實現“硬著陸”。
在同一個種群中，很多龜蟻的頭部形狀都不是一個樣的。比如有些兵蟻的頭部類似井蓋，能夠完美地封閉巢穴入口，也有一些龜蟻的頭部是接近於方形的，便於它們能夠像斯巴達軍隊一樣組成盾牌陣。而科學家們發現，龜蟻的這種頭部形狀的多樣性，揭示物種是如何進化來填補生態位的。
最近發表在《美國國家科學院院刊》上的一項最新研究表明，進化並不總是朝著專業化方向發展的單行道。有時，它可以把一個物種帶回一個更“通才”的階段。
研究人員丹尼爾·克羅諾爾（Daniel Kronauer）說：“通常，很多人會認為，一旦一個物種被專門化，它就會陷入非常狹窄的生態位。但龜蟻是一個有著非常動態的進化軌跡的有趣例子，有很多來回。”簡單來說就是，它們會在有必要的時候，朝著反方向進化。
與其他群居昆蟲一樣，龜蟻擅長於不同的功能，一個群體中會有不同的分工，它們經常會進化出適合其工作的誇張特徵。對於其中的兵蟻來說，這個過程已經造就了它們各種形狀的大腦袋。
這項新研究的主要作者，生物學家斯科特·鮑威爾（Scott Powell）說：“最小種類的和最大種類的龜蟻頭顱之間有著驚人的四倍差異。為了幫助人們瞭解這一點，我經常說，最小的物種能夠舒適地坐在最大的物種的頭上……差異就是這麼大。”
龜蟻兵蟻頭部的形狀和大小取決於他們所處的隧道類型。螞蟻自己很少會挖地道，它們經常會搬進那些被蛀木甲蟲挖出來的地道里。克羅諾爾說，由於這些隧道的大小總是不一樣，而龜蟻又需要用自己的腦袋來“堵門”，因此它們必須實現多樣化來適應這一切。龜蟻的頭部和隧道之間的關係可以為自然選擇提供一個獨特而清晰的視角。研究人員可以很容易地將特徵頭圍與其進化適應的生態特徵進行比較。
為了研究不同頭部形狀的進化歷程，研究人員根據不同龜蟻的兵蟻的頭部的形狀，比如方形的、圓盤形的、碟形的，將89種海龜螞蟻進行了分組。其中還包括一種沒有兵蟻的龜蟻。然後，他們利用之前收集到的物種遺傳信息，研究了這些群體之間的進化關係。
如果說進化是一條單向的道路，那麼出現在4500萬年前的第一隻龜蟻應該完全沒有士兵，然後逐漸向專業化方向發展，從方形頭部的兵蟻開始，一直進化到有著高度“專業化”的碟形頭兵蟻的種類。
但新的分析表明情況並非如此。相反，研究人員能夠追蹤到的最古老的共同祖先可能是有一個方形的頭。這個祖先後來形成了一系列的物種，從根本沒有士兵的物種到其他具有不同專業水平的物種。在某些情況下，更多的專業物種會隨著時間的推移而改變方向，進化回更為“通才”的頭部形狀。鮑威爾說，這一發現很好地說明了自然界在使有機體的形狀與其所處環境相適應方面有多麼驚人的靈活性。
試想一下，如果在未來某個時候，因為生存環境的變化，人類也朝著反方向進化，變成了猿類，那該是一件多麼荒謬的事……當然了，像哺乳動物這樣經過高度進化的物種，是不可能這樣的，它們只能走單行道，像一個樹杈一樣朝著不同專業化的方向進化，永遠不可能回頭。
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