2024-09-19 09:53

哪种动物进化得最快?

进化持续了几千年,但也可能在几代人内发生。例如,加拉帕戈斯群岛上的达尔文雀,随着食物选择的改变,迅速进化出了专门的喙;绿蜥进化出了更大的趾垫,使它们能够爬得更高,以躲避捕食者;随着工业革命用黑烟污染城市,斑蛾的颜色变深了。

那么哪种脊椎动物进化得最快呢?好险啊。

“我不知道是否有任何特定的生物进化得很快,”英国布里斯托尔大学的脊椎动物古生物学家迈克尔·本顿告诉《生活科学》杂志。

他说,主要有两种观点。他说:“一种说法是,某些生物体实际上存在某种先天的、基本的东西,这意味着它们进化得快,而其他生物体进化得慢。”另一种观点认为,每一种生物都能够快速进化,但这取决于环境的变化——进化的催化剂。

因此,“最快进化者”的奖牌备受争议。一些科学家把这个称号授予了tuatara(),一种只在现代新西兰发现的蜥蜴状动物。本顿解释说,这些爬行动物是颈头目仅存的幸存者,颈头目在中生代(2.519亿至6600万年前)比现代蜥蜴和蛇的目Squamata更为多样化。

2008年发表在《遗传学趋势》杂志上的一项研究分析了古代和现代鳄蜥的DNA,发现这些所谓的活化石实际上是脊椎动物中分子进化速度最快的。这意味着,尽管物种的表型,或物理外观,在数百万年里几乎没有变化,但它的DNA一直在迅速进化。同样,科学家们发现,尽管它们的外表几乎没有变化,但它们的基因进化速度比之前估计的要快2到7倍。

但并不是所有的科学家都同意这种基因组水平的进化使鳄蜥成为进化最快的物种。

弗林德斯大学和南澳大利亚博物馆的进化生物学家迈克尔·李在接受《生活科学》杂志采访时表示:“事实上,从解剖学角度来看,它似乎并没有进化那么多,因为它对自己正在做的事情非常满意,而且自从它在新西兰生活以来,它就非常适合这里。”

相反,“我认为维多利亚湖的慈鲷是当今进化最快的脊椎动物,”李说。

维多利亚湖是非洲最大也是最年轻的湖泊,横跨乌干达、坦桑尼亚和肯尼亚。在过去的15000年里,超过500种慈鲷(慈鲷科,鱼类的一个科)在那里进化,这是一个相对较短的时间跨度,适应辐射的过程发生了。这是指一个物种迅速分化成许多不同的物种。

“这些物种不仅分裂成新的物种,而且它们的外表也在改变,以适应环境中不同的生态位,”李说。

例如,一些以水柱较高的浮游生物为食,而另一些则在泥泞的湖底筛选食物。它们在生态系统中占据特定生态位的能力部分解释了它们如何进化成多种物种,李解释说。

他说,其中一个原因可能是它们的第二副颌。这些位于喉咙后部的咽颌使慈鲷更灵活地捕食不同类型的猎物。

第二个原因是慈鲷有选择性交配,繁殖速度很快。通过选择只与具有相似特征的个体繁殖,它们可以在几代之后创造出不同的物种。然后,当不同的物种杂交时,它们产生的杂交种也可以有后代。

“实际上,你可以非常迅速地开始向不同的方向发展,”李说。“而不是等待突变产生这些解决方案,你可以从邻近的谱系中借用它们。”

慈鲷可能会获得金牌,但也有一些获得银牌和铜牌的亚军。

乔治亚理工学院的进化生物学家詹姆斯·斯特劳德告诉《生活科学》杂志,孔雀鱼是一个候选物种。一项研究表明,在特立尼达一条没有捕食者的支流中,孔雀鱼的进化速度为3700到45000达尔文——这是一种用于标准化进化速度的测量单位。相比之下,老鼠的人工选择有20万个达尔文,而在化石记录中观察到的速率最多只有一个达尔文。

与此同时,城市物种也在以异常快的速度经历着进化变化。迈阿密的蜥蜴可能正在进化出对寒流更强的耐受性,一些植物在这个季节开花更早,作为对提前融雪的反应。随着气候变化改变温度、盐度水平、天气模式和环境的其他方面,李预计会看到更快的进化。

“世界的变化比以往任何时候都要快,”李说。“我们今天看到的进化可能比历史上任何时候都要快——无论是在正在发生的灭绝方面,还是在对人类引起的环境变化的新进化反应方面。”