哪些物种在演化过程中经历过同一性状的多次出现和消失？
在漫长的生命演化史中，一些令人着迷的现象便是同一性状在不同物种或同一物种的不同时期，如同潮水般，或出现，或消退，周而复始。这并不是简单的巧合，而是自然选择、环境变化以及遗传可塑性共同作用下的必然结果。我们称之为“趋同演化”的逆向操作，或者更准确地说，是“重复演化”或“回溯演化”。
这些“老朋友”性状的归来，往往能为我们揭示生命适应环境的强大力量，以及演化路径的多样性和复杂性。那么，究竟有哪些物种和性状经历了这样的“重逢”呢？
1. 视觉：黑暗中的光明重现
眼睛，这被誉为“心灵的窗户”的精妙器官，是生命演化中最令人惊叹的例子之一。在演化过程中，眼睛的出现和完善经历了多次独立的发展，而“退化”再“复原”的戏码也同样精彩。
深海生物的“复明”： 许多生活在漆黑深海的生物，例如某些深海鱼类（如鮟鱇鱼、蝰鱼），它们的祖先可能曾经拥有相对发达的视觉能力。然而，随着栖息地光线越来越弱，对视觉的需求降低，眼睛也随之退化，甚至完全消失。但令人惊讶的是，在某些深海环境中，随着新的能量来源（例如生物发光生物群落）的出现，或者某些深海物种主动寻找光线更充足的区域，那些拥有残余基因或潜能的个体，在自然选择的驱动下，眼睛又可能重新发展起来，虽然其结构可能与陆生或浅海生物的眼睛大相径庭，但功能上却实现了“重返光明”。例如，一些深海鱿鱼就演化出了巨大的、对微弱光线极其敏感的眼睛，以捕捉其他生物发出的微弱光芒。
洞穴生物的“再见光明”： 类似地，生活在幽暗洞穴中的许多无脊椎动物（如洞穴虾、洞穴鱼）的祖先，曾经是地表世界的居民，拥有正常的视力。但在洞穴的永恒黑暗中，视觉的意义变得微乎其微，反而可能成为一种负担（例如，眼睛容易受伤）。因此，许多洞穴生物的眼睛逐渐退化，甚至消失。然而，在一些洞穴生态系统中，如果出现新的食物来源（例如，通过地下河流带入的地表有机物），或者某些洞穴生物并非完全与外界隔绝，那么那些保留了一定视觉潜能的群体，也可能在新的选择压力下，重新发展出对微弱光线敏感的视觉器官，尽管这种“复明”往往不如其祖先那样发达。
2. 翼：飞翔的梦想几度沉浮
飞翔，是无数生物梦想实现的终极形态。然而，在演化史上，并非只有鸟类或蝙蝠掌握了飞翔的艺术，一些看似不可能的生物也曾多次“起舞”。
滑翔的“回潮”： 许多动物，例如已灭绝的翼龙，以及现存的鼯鼠、鼯猫、鼯猴，甚至某些蛇类和蜥蜴，都独立演化出了滑翔的能力。它们的祖先并非都能滑翔，但通过身体结构（如皮膜、特化的肋骨）的改变，实现了从高处向低处滑翔的飞跃。有趣的是，在演化过程中，某些已经拥有滑翔能力的物种，在栖息地的改变（例如，失去高大树木）或者竞争压力下，滑翔能力可能有所减弱甚至暂时消失。但如果环境再次提供合适的条件，例如重新出现高大的树木，或者出现新的生态位需要利用滑翔进行捕食或逃避天敌，那么 those with latent genetic predispositions might see their gliding ancestors' traits resurface through natural selection. 这种“滑翔复兴”可能体现在皮膜的重新形成或扩大，或者骨骼结构的微调。
不完全的“翅膀”： 即使是真正意义上的扑翼飞翔，也并非一次性解决的方案。古生物学发现了一些介于滑翔和飞翔之间的中间状态，例如某些恐龙就演化出了能够产生升力的羽毛，但可能还不足以完全独立飞行，更像是“辅助滑翔”或“动力滑翔”。在这些恐龙谱系中，可能存在一些尝试过扑翼飞翔的尝试，但由于某些原因（如骨骼密度过大、肌肉力量不足、缺乏有效控制气流等）未能成功，导致这种“飞翔”的尝试被中断。然而，如果环境压力持续存在，或者新的基因突变出现，使得某些个体能够克服这些障碍，那么“飞翔”的特质就可能在后代中再次得到强化，直至最终实现真正的飞翔，就像鸟类那样。
3. 飞行：从地面到天空的多次尝试
除了滑翔和扑翼，还有一些更奇异的“飞行”方式，也在演化中上演了多次“来回”。
“飞鱼”的秘密： 飞鱼，这些海洋中的“飞行家”，它们并非真正意义上的飞行，而是利用胸鳍特化的鳍条，在高速游动时跃出水面，并借助风力在空中滑翔一段距离。这种滑翔能力的演化，可以视为一种对“避免水下捕食者”和“跨越障碍”的需求的回应。在飞鱼的演化历史中，可能存在一些祖先，其鳍的结构已具备了某种程度的“鳍化”或“膜状化”倾向，但并未完全发展出飞鱼式的滑翔能力。随着海洋捕食者增加或海洋环境变化，那些拥有更发达鳍状结构的个体，更有可能逃生，从而导致这种“滑翔鳍”的特质在后代中得到强化。反之，如果生存压力减小，或者环境变化不再有利于滑翔，这种特质也可能被削弱。
4. 舌头：味蕾的“记忆”与“苏醒”
味觉，是生物感知食物、判断毒性的重要方式。然而，对于某些适应了特定食物的物种来说，味蕾的“记忆”甚至比我们想象的还要深刻。
某些昆虫的“甜味偏好”： 许多昆虫，特别是那些以植物为食的昆虫，对糖分的感知至关重要。它们的祖先可能广泛地感知多种化合物，但随着进化，某些种类可能专注于感知特定类型的糖，而对其他化学物质的感知能力下降。然而，如果在环境变化中，原本的食物来源枯竭，而新的食物（例如，含有不同类型糖分的植物）出现，那些偶然保留了对这些新糖源敏感的基因突变的个体，将获得生存优势。这样，一种“曾经被遗忘”的甜味感知能力，就可能在这些昆虫的后代中“复苏”。
5. 声音：沟通的“信号”与“静默”
声音，是许多动物之间沟通、求偶、警告的重要媒介。然而，在特定的生态环境中，保持“静默”也可能是生存的关键。
某些蛙类的“退化鸣声”： 某些种类的青蛙，生活在水流湍急或者有频繁天敌活动的区域，可能演化出了相对较弱的鸣声，甚至在某些情况下，其鸣声的复杂性或音量会降低，以避免被捕食者发现。然而，如果环境改变，例如，天敌压力减小，或者新的繁殖季节到来，需要更强的信号来吸引配偶，那么那些拥有更强壮发声器官潜能的个体，就可能通过自然选择，重新演化出更响亮、更复杂的鸣声。
为什么会发生“同一性状的多次出现和消失”？
这背后有着深刻的演化逻辑：
环境驱动： 最主要的原因是环境的持续变化。当环境改变，先前有利于某个性状的条件消失，甚至该性状成为负担时，该性状就会在自然选择下逐渐减弱或消失。而当环境再次发生变化，使得该性状重新变得有利时，那些偶然保留了该性状遗传潜能的个体，就会被选择出来，使得该性状得以“复兴”。
基因的可塑性与保守性： 许多性状的基因组并非完全“遗忘”了其祖先的特征。即使在退化过程中，相关的基因可能仍然存在，只是表达受到抑制，或者发生了一些微小的改变。当新的选择压力出现时，这些“休眠”的基因可能被重新激活，或者通过新的突变重新获得功能。
演化路径的“重复”： 演化并非总是遵循一条直线。在面对相似的生态挑战时，不同的物种可能会独立演化出相似的解决方案（趋同演化）。同样，在经历环境变化后，某些性状也可能在不同的谱系中，以相似的方式“卷土重来”，尽管具体的实现机制可能有所不同。
总而言之，生命演化的过程充满了惊喜和智慧。同一性状的多次出现和消失，就像是生命在不断探索适应环境的“最优解”，而这些“回头路”的出现，更是证明了生命的韧性以及演化过程中基因信息惊人的“记忆力”。每一次“旧特质”的回归，都为我们讲述着一个关于生存、适应和无尽变化的故事。
这些“老朋友”性状的归来，往往能为我们揭示生命适应环境的强大力量，以及演化路径的多样性和复杂性。那么，究竟有哪些物种和性状经历了这样的“重逢”呢？
1. 视觉：黑暗中的光明重现
眼睛，这被誉为“心灵的窗户”的精妙器官，是生命演化中最令人惊叹的例子之一。在演化过程中，眼睛的出现和完善经历了多次独立的发展，而“退化”再“复原”的戏码也同样精彩。
深海生物的“复明”： 许多生活在漆黑深海的生物，例如某些深海鱼类（如鮟鱇鱼、蝰鱼），它们的祖先可能曾经拥有相对发达的视觉能力。然而，随着栖息地光线越来越弱，对视觉的需求降低，眼睛也随之退化，甚至完全消失。但令人惊讶的是，在某些深海环境中，随着新的能量来源（例如生物发光生物群落）的出现，或者某些深海物种主动寻找光线更充足的区域，那些拥有残余基因或潜能的个体，在自然选择的驱动下，眼睛又可能重新发展起来，虽然其结构可能与陆生或浅海生物的眼睛大相径庭，但功能上却实现了“重返光明”。例如，一些深海鱿鱼就演化出了巨大的、对微弱光线极其敏感的眼睛，以捕捉其他生物发出的微弱光芒。
洞穴生物的“再见光明”： 类似地，生活在幽暗洞穴中的许多无脊椎动物（如洞穴虾、洞穴鱼）的祖先，曾经是地表世界的居民，拥有正常的视力。但在洞穴的永恒黑暗中，视觉的意义变得微乎其微，反而可能成为一种负担（例如，眼睛容易受伤）。因此，许多洞穴生物的眼睛逐渐退化，甚至消失。然而，在一些洞穴生态系统中，如果出现新的食物来源（例如，通过地下河流带入的地表有机物），或者某些洞穴生物并非完全与外界隔绝，那么那些保留了一定视觉潜能的群体，也可能在新的选择压力下，重新发展出对微弱光线敏感的视觉器官，尽管这种“复明”往往不如其祖先那样发达。
2. 翼：飞翔的梦想几度沉浮
飞翔，是无数生物梦想实现的终极形态。然而，在演化史上，并非只有鸟类或蝙蝠掌握了飞翔的艺术，一些看似不可能的生物也曾多次“起舞”。
滑翔的“回潮”： 许多动物，例如已灭绝的翼龙，以及现存的鼯鼠、鼯猫、鼯猴，甚至某些蛇类和蜥蜴，都独立演化出了滑翔的能力。它们的祖先并非都能滑翔，但通过身体结构（如皮膜、特化的肋骨）的改变，实现了从高处向低处滑翔的飞跃。有趣的是，在演化过程中，某些已经拥有滑翔能力的物种，在栖息地的改变（例如，失去高大树木）或者竞争压力下，滑翔能力可能有所减弱甚至暂时消失。但如果环境再次提供合适的条件，例如重新出现高大的树木，或者出现新的生态位需要利用滑翔进行捕食或逃避天敌，那么 those with latent genetic predispositions might see their gliding ancestors' traits resurface through natural selection. 这种“滑翔复兴”可能体现在皮膜的重新形成或扩大，或者骨骼结构的微调。
不完全的“翅膀”： 即使是真正意义上的扑翼飞翔，也并非一次性解决的方案。古生物学发现了一些介于滑翔和飞翔之间的中间状态，例如某些恐龙就演化出了能够产生升力的羽毛，但可能还不足以完全独立飞行，更像是“辅助滑翔”或“动力滑翔”。在这些恐龙谱系中，可能存在一些尝试过扑翼飞翔的尝试，但由于某些原因（如骨骼密度过大、肌肉力量不足、缺乏有效控制气流等）未能成功，导致这种“飞翔”的尝试被中断。然而，如果环境压力持续存在，或者新的基因突变出现，使得某些个体能够克服这些障碍，那么“飞翔”的特质就可能在后代中再次得到强化，直至最终实现真正的飞翔，就像鸟类那样。
3. 飞行：从地面到天空的多次尝试
除了滑翔和扑翼，还有一些更奇异的“飞行”方式，也在演化中上演了多次“来回”。
“飞鱼”的秘密： 飞鱼，这些海洋中的“飞行家”，它们并非真正意义上的飞行，而是利用胸鳍特化的鳍条，在高速游动时跃出水面，并借助风力在空中滑翔一段距离。这种滑翔能力的演化，可以视为一种对“避免水下捕食者”和“跨越障碍”的需求的回应。在飞鱼的演化历史中，可能存在一些祖先，其鳍的结构已具备了某种程度的“鳍化”或“膜状化”倾向，但并未完全发展出飞鱼式的滑翔能力。随着海洋捕食者增加或海洋环境变化，那些拥有更发达鳍状结构的个体，更有可能逃生，从而导致这种“滑翔鳍”的特质在后代中得到强化。反之，如果生存压力减小，或者环境变化不再有利于滑翔，这种特质也可能被削弱。
4. 舌头：味蕾的“记忆”与“苏醒”
味觉，是生物感知食物、判断毒性的重要方式。然而，对于某些适应了特定食物的物种来说，味蕾的“记忆”甚至比我们想象的还要深刻。
某些昆虫的“甜味偏好”： 许多昆虫，特别是那些以植物为食的昆虫，对糖分的感知至关重要。它们的祖先可能广泛地感知多种化合物，但随着进化，某些种类可能专注于感知特定类型的糖，而对其他化学物质的感知能力下降。然而，如果在环境变化中，原本的食物来源枯竭，而新的食物（例如，含有不同类型糖分的植物）出现，那些偶然保留了对这些新糖源敏感的基因突变的个体，将获得生存优势。这样，一种“曾经被遗忘”的甜味感知能力，就可能在这些昆虫的后代中“复苏”。
5. 声音：沟通的“信号”与“静默”
声音，是许多动物之间沟通、求偶、警告的重要媒介。然而，在特定的生态环境中，保持“静默”也可能是生存的关键。
某些蛙类的“退化鸣声”： 某些种类的青蛙，生活在水流湍急或者有频繁天敌活动的区域，可能演化出了相对较弱的鸣声，甚至在某些情况下，其鸣声的复杂性或音量会降低，以避免被捕食者发现。然而，如果环境改变，例如，天敌压力减小，或者新的繁殖季节到来，需要更强的信号来吸引配偶，那么那些拥有更强壮发声器官潜能的个体，就可能通过自然选择，重新演化出更响亮、更复杂的鸣声。
为什么会发生“同一性状的多次出现和消失”？
这背后有着深刻的演化逻辑：
环境驱动： 最主要的原因是环境的持续变化。当环境改变，先前有利于某个性状的条件消失，甚至该性状成为负担时，该性状就会在自然选择下逐渐减弱或消失。而当环境再次发生变化，使得该性状重新变得有利时，那些偶然保留了该性状遗传潜能的个体，就会被选择出来，使得该性状得以“复兴”。
基因的可塑性与保守性： 许多性状的基因组并非完全“遗忘”了其祖先的特征。即使在退化过程中，相关的基因可能仍然存在，只是表达受到抑制，或者发生了一些微小的改变。当新的选择压力出现时，这些“休眠”的基因可能被重新激活，或者通过新的突变重新获得功能。
演化路径的“重复”： 演化并非总是遵循一条直线。在面对相似的生态挑战时，不同的物种可能会独立演化出相似的解决方案（趋同演化）。同样，在经历环境变化后，某些性状也可能在不同的谱系中，以相似的方式“卷土重来”，尽管具体的实现机制可能有所不同。
总而言之，生命演化的过程充满了惊喜和智慧。同一性状的多次出现和消失，就像是生命在不断探索适应环境的“最优解”，而这些“回头路”的出现，更是证明了生命的韧性以及演化过程中基因信息惊人的“记忆力”。每一次“旧特质”的回归，都为我们讲述着一个关于生存、适应和无尽变化的故事。
网友意见
生物学上有一种假说叫Dollo's law （多洛氏不可逆法则）：认为进化是不可逆的，即生物在进化过程中退化了的机体构造或功能不再重现。即使重现也会保留中间状态下的痕迹。这个理论是描述一个物种不可能沿着相同的进化路径进化两次。
an organism never returns exactly to a former state, even if it finds itself placed in conditions of existence identical to those in which it has previously lived ... it always keeps some trace of the intermediate stages through which it has passed
但是生物界也出现了一些出现又消失又再出现的性状。
1、蜥蜴从卵生-胎生-卵生
南美洲安第斯山脉的鬣蜥亚目下的一个科Liolaemidae的祖先最是卵生。安第斯山脉曾在几千万年里抬升缓慢，然后在距今1000万年至600万年间突然加快了升高速度，其高度曾在200万到400万年里增长了一倍。随着安第斯山脉的隆起，导致其生存环境温度的降低，胎生比卵生在寒冷环境下更能为繁殖提供优势，随后他们演化成胎生。而随后它们中的一些种群逐渐迁徙到低海拔地区生存时，又重新演化出的产卵的繁殖方式。
参考：
Esquerré, Damien; Brennan, Ian G.; Catullo, Renee A.; Torres‐Pérez, Fernando; Keogh, J. Scott (2018).How mountains shape biodiversity: the role of the Andes in biogeography, diversification and reproductive biology in South America's most species rich lizard radiation (Squamata: Liolaemidae). Evolution（2018）
2、竹节虫从有翅-无翅-有翅
昆虫演化出翅膀是为了逃避捕食者，并且获得更多的生态位。大约有5%的昆虫从有翅状态进化到无翅状态，比如虱子、蚁蟋、跳蚤。
竹节虫目下大约有40%的物种是完全有翅膀的，而剩下的是有部分翅膀或者无翅。通过DNA比对及遗传树重建发现，有些有翅竹节虫的祖先是没有翅膀的，在进化的中早期，无翅可以帮助繁殖及隐藏自己。然后它们又重新进化出了翅膀。
参考：
Whiting, Michael F.; Bradler, Sven; Maxwell, Taylor (2003).Loss and recovery of wings in stick insects. , 421(6920), 264–267.
3、腹足动物从螺旋外壳-帽状外壳-螺旋外壳
还有腹足动物在进化中其盘绕的螺旋状外壳的特征，进化出了帽装外壳。
通过基因分析，一些物种又重新进化出了螺旋状纹路，如Trochita
参考：
Collin, R.; Cipriani, R. (2003).Dollo's law and the re-evolution of shell coiling. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 270(1533), 2551–2555.
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