他們查閱了10000多個蟲卵樣本，得出了有悖直覺的結論
1. 蟲卵的多樣性
在1917年出版的經典著作《生長和形態》中，達西·湯普森（D"Arcy Thompson）探討了這樣一個問題：某些形狀是否只有當它們具有一定尺寸時才可以存在。例如說，按照比例大象的四肢必須比瞪羚的要粗得多，如果一隻四肢纖細的瞪羚的體重增加到大象的體重，它的腿就會折斷。
在進化的過程中，生物體的大小和形狀會發生顯著的變化，這是一個困擾了科學家幾個世紀的問題，許多著名的生物學家，如朱利安·赫胥黎（Julian Huxley），都曾被這個問題深深吸引，並希望能解開這一難題。一直以來，人們普遍認為生物大小的變化是由於發育、形態、生態壓力等因素造成的，比如發育的速度，或者最終的成年尺寸等等。
曾提出過「紅皇后定律」的著名生物學家Leigh Van Valen（1935 - 2010）說過：「進化是由生態學控制的發展。」最近，由哈佛大學的一組研究人員建立的一個新的資料庫，將van Valen的說法體現得淋漓盡致。
哈佛大學的生物學家Cassandra Extavour和她的組員，對10000多個大小和形狀各異的昆蟲蟲卵進行了測量，發現能解釋這種形態的多樣性的是昆蟲的產卵地。在此之前，關於蟲卵形狀的多樣性存在許多未經證實卻被普遍接受的觀點，比如其中一種便是更大的成年昆蟲會產下更大的卵，而更大的卵又與產生體型更大的成年昆蟲掛鉤。
Extavour等人發現，蟲卵的大小和形狀之間的關係是不斷演變的。因此，新的研究給出了一個令人頗感意外的結果，他們將此研究發表在了7月3日的《自然》雜誌上，並將資料庫發表在了《科學數據》上。
2. 海量數據呈現出的意外結果
Sam Church和Seth Donoughe是Extavour的研究生，他們二人對收集昆蟲蟲卵的大小和形狀的信息抱有極大的熱情。他們研究的是蟋蟀的發育初期的各種情況，因而想要了解蟋蟀的初期發育與大小各異的昆蟲相比是怎樣的情況。
一開始，Church和Donoughe想從科學文獻中尋找昆蟲蟲卵的數據，但這個方法存在一個問題，那就是這些描述了數以百萬計的物種的信息，分散在數以千計的論文之中，一一篩選出這些信息將是一個需要耗費數年時間的搜索過程。
為了解決這個問題，他們編寫了一個計算機程序來對論文進行搜索，這種演算法可以標記包含了昆蟲蟲卵的大小和形狀信息的頁面。例如一旦某個頁面含有「卵子」、「卵巢」、「長度」等關鍵詞，這個頁面就會被電腦標記，接著研究人員就會手動將相關信息錄入資料庫。但這也存在一個問題，那就是有許多文獻是沒有電子版的。於是，哈佛大學比較動物學博物館的圖書管理員Mary Sears幫助他們找到了舊論文，並將它們一一轉化成研究所需的電子格式。
最終，他們從1756篇科學文獻中挖掘出了這些數據，得到了一個含有來自6706個物種的10500個昆蟲蟲卵的測量數據的資料庫，其中蟲卵的大小橫跨8個數量級，最小的是寄生蜂Platygaster vernalis的蟲卵，體積只有7×10??mm3，寬度不足人類頭髮絲的一半粗；最大的是鑽土甲蟲Bolboleaus hiaticollis的蟲卵，體積約為500mm3，大約跟我們的小手指指甲蓋一般大。這二者之間相差8億倍，舉個直觀的例子就是，如果最小的卵有高爾夫球那麼大，那麼最大的卵就有奧運會用的標準游泳池那麼大。
有了這樣一個無與倫比的資料庫，研究人員可以測試各種各樣曾被提出的假設，例如有觀點認為，體積大的卵會發育成長長的形狀，因為要以最大限度地包裹裡面的幼蟲；再比如還有正好相反的觀點認為，體積大的卵應該是圓的，這樣就能將製作卵殼的成本降到最低；還有說法稱，蟲卵較大的昆蟲比蟲卵較小的昆蟲所需的發育時間更長。
但根據新的研究來看，這些說法都經不起推敲。因為研究人員發現，任何形狀、任何大小的蟲卵幾乎都存在，也就是說在昆蟲蟲卵的大小和形狀的進化過程中，似乎並沒有出現一致的趨勢。
3. 周全的考量
這一結果是有悖直覺的，因為異速生長（表示不成比例的生長關係）是一個幾乎遍及所有對形狀和大小進化研究中的思維。很多從事新陳代謝和生理學研究的科學家都有這樣一種基礎想法，那就是如果觀察的數據範圍足夠寬泛，那麼就會有一些非常簡單的規則會以非常大的模式顯現出來。一般認為，較大的昆蟲會有較大的卵；但實際情況是，對於某一特定大小的昆蟲來說，蟲卵的大小差異可以達到3~4個數量級，這意味著蟲卵的大小和成蟲大小之間的聯繫並不是很緊密。
然後，研究人員觀察了兩種不同的產卵環境：體內寄生蟲（昆蟲在其他昆蟲體內產卵）和水生產卵。結果發現，體內寄生蟲昆蟲會產下形似淚滴狀的蟲卵，而在水中產卵的昆蟲所產下的蟲卵較小，而且往往形狀更圓。由此來看，在影響蟲卵的大小和形狀方面，生態環境扮演了某種主導角色。
所以，一些早期的推測，例如認為蟲卵大小和形狀與發育時間、成蟲大小等性狀相關的理論，似乎並不正確。大塊頭的成蟲並不一定會有大的蟲卵；蟲卵的大小與發育時間也沒有關係。昆蟲的生命周期分為4個階段：卵、幼蟲、蛹、成蟲，每個階段都有各自的生態系統，而且每個階段都會受到不同的選擇壓力。新的數據表明，不同生命階段之間的關聯可能比之前想像的要少，蟲卵的進化階段與周圍的直接環境有關，與發生在生命周期中的其他部分無關。
4. 未來可期
在新的研究中，一個關鍵點在於研究人員通過使用複雜的統計方法，將昆蟲的系統發生關係（具有共同祖先的各個物種）考慮在內，不然有可能會導致錯誤的結論。例如，許多甲蟲都有圓形的卵，所以甲蟲物種之間的相似性就不能由生態學來解釋，而是由它們的進化親緣關係來解釋。
未來，研究人員或許還可以確定更多能起到關鍵作用的生態變異軸線。例如他們可能會發現在葉子表面、泥土或腐爛的水果內產下的卵的大小和形狀具有不同的模式，因為這幾種環境都會給蟲卵的生存帶來不同的挑戰，比如不同的氧氣供應和乾燥情況。
對於這項從如此繁瑣的工作中取得的成果，Extavour說：「可以確信的是，無論讓你覺得有趣的是什麼問題，在科學研究的歷史上總會有其他人也認為它很有趣。為了不去重複做別人已做過的工作，並從已有的工作中學習經驗，你應該始終確保你的工作是建立在之前的工作基礎之上。」相信在此之後，這個資料庫也將成為眾多想要揭開生物體的大小與形狀之謎的科學家的基礎，讓他們擁有一個前所未有的強大工具。
參考鏈接：
[1] https://www.the-scientist.com/news-opinion/ecology--not-physics--explains-diversity-of-insect-eggs-66067
[2] https://www.nature.com/articles/s41586-019-1302-4
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