全球１２大物種進(jìn)化里程碑簡(jiǎn)介

余曉麗

2009年2月是達(dá)爾文誕辰200周年，對(duì)于這位偉大的科學(xué)家，他提出的進(jìn)化論使現(xiàn)代科學(xué)家對(duì)地球物種的研究更加深入。日前，美國(guó)《連線》雜志列舉了具有典型意義的12個(gè)進(jìn)化物種，比如：鯨的陸地祖先、從水域向陸地進(jìn)化的遠(yuǎn)古物種、長(zhǎng)著羽毛的恐龍等。

1鯨的陸地祖先

一項(xiàng)化石記錄暗示著鯨的祖先曾經(jīng)在陸地上生活，這種鯨從陸地爬行動(dòng)物向海洋哺乳動(dòng)物過(guò)渡型物種現(xiàn)已被確認(rèn)。但是鯨陸地最后的祖先具備什么樣的特征呢?2007年，研究人員展示出這一遠(yuǎn)古物種“Indohyus”，它生活在5000萬(wàn)年前，體型和狗差不多，長(zhǎng)著耳朵、牙齒和類似鯨的骨骼。

2從水域向陸地進(jìn)化的遠(yuǎn)古物種

鯨的進(jìn)化歷程是從陸地哺乳動(dòng)物走向海洋，但是自然界中也存在著非常奇特的進(jìn)化變遷。2004年，科學(xué)家在埃爾斯米爾島發(fā)現(xiàn)一種叫做“Tiktaalik”的遠(yuǎn)古物種，這是科學(xué)界首次證實(shí)魚(yú)類大膽脫離水生環(huán)境，向陸地環(huán)境進(jìn)化的最佳證據(jù)。Tiktaalik長(zhǎng)著靈活、柔韌性較強(qiáng)的脖頸，像肢體一樣的鰭，在登陸之前它們適合在淺水域生活。

3長(zhǎng)著羽毛的恐龍

始祖鳥(niǎo)長(zhǎng)時(shí)間被人們認(rèn)為是第一種鳥(niǎo)類，它首次被發(fā)現(xiàn)是1861年，之后始祖鳥(niǎo)被認(rèn)為是長(zhǎng)有羽毛的恐龍的近親。然而，20世紀(jì)80年代，古生物學(xué)家在中國(guó)北部地區(qū)挖掘出6500萬(wàn)年前的恐龍化石，令人驚奇的是這些恐龍長(zhǎng)有羽毛，但它們并不會(huì)飛行。科學(xué)家認(rèn)為，恐龍身體上長(zhǎng)有羽毛并不能通過(guò)傳統(tǒng)觀點(diǎn)進(jìn)行解釋，羽毛的形成很可能是出于皮膚絕緣或?qū)徝澜嵌龋⒉皇呛娇诊w行的用途。

4多齒結(jié)構(gòu)

2007年，芬蘭赫爾辛基大學(xué)進(jìn)化生物學(xué)家凱瑟林·卡瓦納展示了一個(gè)嚙齒動(dòng)物的磨牙結(jié)構(gòu)，這一磨牙從前往后地生長(zhǎng)著，每個(gè)牙齒都比前牙小。凱瑟林所展示的牙齒模型表明嚙齒類動(dòng)物具有不同的食物結(jié)構(gòu)，該研究是小型力學(xué)觀測(cè)結(jié)果與觀測(cè)進(jìn)化軌道的完美融合。

5骨骼的進(jìn)化

神經(jīng)嵴細(xì)胞在散射至發(fā)育狀態(tài)身體之前來(lái)源于脊髓，隨后像形成感覺(jué)器官和皮膚一樣形成面部和頸部骨骼。現(xiàn)今保存的遠(yuǎn)古動(dòng)物化石標(biāo)本中很少包括胚胎組織，因而科學(xué)家很難洞察進(jìn)化中至關(guān)重要的階段。但是目前的科學(xué)技術(shù)使研究人員能夠在胚胎發(fā)展中跟蹤神經(jīng)嵴細(xì)胞，最終使他們可以觀看神經(jīng)嵴的發(fā)育狀況。基于以上條件，科學(xué)家能夠破譯肌肉附屬性的共享進(jìn)化歷史，例如匙骨，這是一種出現(xiàn)在魚(yú)類身體上的骨骼，對(duì)應(yīng)在人體上則是肩胛骨。

6特殊進(jìn)化論

不同的進(jìn)化選擇壓力將使—個(gè)物種分割成兩種，這是一種簡(jiǎn)單進(jìn)化法則表達(dá)出復(fù)雜的方式。其中之一是生殖隔離，如一種生活在淺水溪流的魚(yú)類，另一種生活在海洋中。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)淺水魚(yú)類更喜歡尋找體型更大的配偶，同時(shí)基因分析證實(shí)淺水魚(yú)的數(shù)量出現(xiàn)下降趨勢(shì)。

7蜥蜴游戲

在巴哈馬群島上，生活著一種叫做Leiocephalus carinatus的掠食性蜥蜴，它們具有威脅性。它們喜歡捕食沙氏變色蜥蜴，當(dāng)雄性沙氏變色蜥蜴向配偶進(jìn)行展示，卻不幸遭遇Leiocephalus carinatus攻擊之時(shí)，它們的腿部會(huì)變得更長(zhǎng)，逃跑得更快。而雌性沙氏變色蜥蜴卻不這樣做，它們保持原地不動(dòng)，將身體變得更大，對(duì)掠食者發(fā)送一個(gè)信號(hào)-——“自己很難被吞下”。通過(guò)這項(xiàng)研究，科學(xué)家更清晰地呈現(xiàn)出了性別物種間的自然選擇性。

8進(jìn)化軍事競(jìng)賽

掠食者和獵物都處于進(jìn)化的同一起跑線上，它們之間具有一些微妙性，彼此適應(yīng)進(jìn)化過(guò)程中的差異性。比利時(shí)天主教魯汶大學(xué)生物學(xué)家使用棲息在湖底泥濘中的水蚤和寄生螨蟲(chóng)進(jìn)行了研究，湖底的沉積層有精確的地質(zhì)時(shí)期，同時(shí)保持著棲息生物存在跡象，這使得研究人員能夠?qū)Σ煌o(jì)元的物種進(jìn)行混合研究，并測(cè)量掠食者和獵物之間的傳染和逃亡能力。

9基因流動(dòng)

如果通過(guò)隨意性動(dòng)物遷移進(jìn)行分散，在某個(gè)區(qū)域的基因流動(dòng)應(yīng)當(dāng)沖淡本地的基因適應(yīng)性。但是遷移并不是隨意性的，從1970年開(kāi)始，研究人員便在英國(guó)牛津郡跟蹤觀測(cè)大山雀的遷移數(shù)量。他們發(fā)現(xiàn)大山雀的基因流動(dòng)具有“時(shí)機(jī)”性，一些鳥(niǎo)選擇鳥(niǎo)巢最佳匹配于它們的特定特征，在小型森林中產(chǎn)生本地適應(yīng)性。

10自然選擇發(fā)現(xiàn)

由于自然選擇傾向于物種對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性，這種適應(yīng)性應(yīng)該是物種群體最終成為遺傳同質(zhì)性。但是進(jìn)化并不是一維發(fā)展。研究人員在特立尼達(dá)島適當(dāng)?shù)卣{(diào)整不同色彩的野生孔雀魚(yú)數(shù)量，它們發(fā)現(xiàn)最后培育出罕見(jiàn)色彩的小孔雀魚(yú)，而且它們具有更高的生存能力。這種現(xiàn)象在進(jìn)化理論中被稱為“頻率依賴幸存法則”——自然選擇將傾向于罕見(jiàn)和異于普通的個(gè)體，從而預(yù)防長(zhǎng)期的遺傳同質(zhì)性。對(duì)于遺傳同質(zhì)性而言，無(wú)論是否在短期內(nèi)受益，終有一天同質(zhì)性將帶來(lái)災(zāi)難性。

11臨時(shí)之計(jì)

雖然物種在進(jìn)化歷程中某些功能看似并不完美，但這種進(jìn)化是基于物種生存之道，難免也有“臨時(shí)的湊合之計(jì)”。海鰻是一種海洋魚(yú)類，它的身體細(xì)而長(zhǎng)，不同于其他魚(yú)類的是，當(dāng)它張開(kāi)嘴時(shí)由于吸力很弱，難以將獵物咬在嘴里。在進(jìn)化過(guò)程中，海鰻找到了解決方案——從它的腮部生長(zhǎng)出第二組牙齒和下顎。雖然這看上去讓人不舒服，但對(duì)于捕殺獵物還是頗有用途的。

12雀鳥(niǎo)基因

達(dá)爾文發(fā)現(xiàn)了加拉帕戈斯島上雀鳥(niǎo)鳥(niǎo)喙的基因適應(yīng)性，在此后的數(shù)十年間，彼得和羅斯瑪麗·格蘭特負(fù)責(zé)動(dòng)物進(jìn)化研究。2006年，他們發(fā)現(xiàn)—種叫做鈣調(diào)蛋白的基因物質(zhì)在鳥(niǎo)喙成形的胚胎發(fā)育階段可以呈現(xiàn)出來(lái)。