當代進化：瞬間已千年

鮑勃·霍姆斯

我們一直以為進化是一項曠日持久的工程，非數千年之功不可。可事實上，在當代，有些進化快得超乎我們的想象……

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釣魚者會將釣到的小魚放生，以捕魚為生的漁民也使用網眼大的漁網，讓小魚逃生，以此維持魚群的正常繁殖。然而，他們可能犯了一個嚴重的錯誤，這種好心的做法可能促使魚群畸形地快速進化。一些生物學家認為，這種人為放生造成了生物進化失諧。

最近幾十年，人類對地球的改造程度越來越深、環境變化越來越快，這就迫使物種盡快做出改變，來適應環境的變化，以免滅絕，這更加促成了物種的加速進化。

進化生物學家早就知道這個過程可能會迅速降臨。查爾斯·達爾文就曾指出，愛鴿者和養狗人的人為選擇影響了鴿子和狗的進化。生物學家發現，英格蘭中心工業區的白樺尺蛾為了在被煤灰染黑的樹上更好地隱蔽自己，進化出了更深的翅膀顏色。大家知道，細菌、昆蟲和野草都能夠在幾年時間內進化出對抗抗生素和殺蟲劑的抗藥性，但是很少有人知道，這種情況在生物界是普遍現象。

人們普遍認為，大多數生物體已經很好地適應了周圍的環境，盡管一個種群內的個體之間存在基因差異，但是一種基因組我們一直以為進化是一項曠日持久的工程，非數千年之功不可。可事實上，在當代，有些進化快得超乎我們的想象……

大角羊的角度得越來越小合的適應能力不會特別優于其他的基因組合，因此，有利于某些個體生存和繁衍的自然選擇壓力幾乎不存在。換句話說，因為選擇壓力很低，所以進化緩慢——除非人類利用抗生素或殺蟲劑將其他個體全部消滅，只留下百萬分之一的抗藥性個體，或只讓最漂亮的鴿子繁育后代。

不過，在20世紀80年代，生物學家開始認識到，生物對周圍環境的適應之快可能超過了他們之前的想象。普林斯頓大學的彼得·格蘭特和羅斯瑪麗·格蘭特發現，加拉帕戈斯群島的一個島嶼上有一種雀，在雨水充沛的年份普遍嘴小，因為小籽植物生長茂盛，而在較為干旱的年份則普遍嘴大，因為大籽植物成為主流。這種雀的嘴的大小快速地來回變換。

最近，加利福尼亞大學的巴里·西內爾沃率領的研究小組在分布于美國西南部的側斑蜥蜴身上發現了同樣的快速變化。這種蜥蜴的雄性會采用三種不同的由基因決定的求偶策略，每一種都伴有不同的頸部顏色變化。橙頸雄蜥蜴個大好斗，多半會欺負膽小的藍頸雄蜥蜴，逼其讓出雌蜥蜴。黃頸雄蜥蜴偷偷摸摸地假扮成雌蜥蜴，在橙頸雄蜥蜴忙著四處出擊的時候，偷偷撈取一些交配的機會，然而這種做法騙不了藍頸雄蜥蜴，因為它們對自己的配偶看管甚嚴。因此，交配變成了一場風水輪流轉的進化游戲，每隔四五年就會有另一種求偶方式占上風。

這種進化發生得很快，在野生狀態下很難觀察到，生物學家可能不會發現，除非他們詳細記錄了其正常的特征——這跟過去認為進化速度太慢而無法實時觀察的老觀點正好相反。

快速進化也不只局限于同一特征不同版本的交替輪換，有時會穩步向一個方向發展。這對我們了解入侵物種生物學很重要。生物學家指出，引進物種，比如斑馬貝和蒜芥，可能在它們的新家潛伏幾十年甚至幾百年后突然變成令人頭痛的有害物種。一個可能的解釋是，這些入侵者一開始不能適應新的環境，等它們進化到能夠很好地適應環境時就會爆發。雖然這種解釋尚未被充分驗證，但一旦發生，結果可能很驚人。

現在，人類活動改變某些生態系統的速度和程度超過了以往任何時候，在這種情況下，明顯的方向性選擇可能尤其普遍。密歇根州立大學的安德魯·麥克亞當說：“或許這些人類誘導的變化不僅更大，而且更持久。”比如，獵取象牙促進了非洲和亞洲部分地區無牙大象的增長。

觀察進化過程最好的地方之一是加拿大艾伯塔的落基山脈，那里是北美最大的大角羊生存區。巨大的彎角使大角公羊成為北美最昂貴的獵物，在它們的角長到彎曲接近360°時，就會成為獵人的合法目標。此后，它們估計只能再活一兩年。這種人為選擇對角達不到獵殺標準的公羊顯然更有利。埃德蒙頓艾伯塔大學的戴夫·科爾特曼主持的一項研究發現，30年來，大角羊的角縮小了大約25%。而基因的損失并不止于此，因為角大的公羊基因質量普遍較高。

生物學家已經發現，由于人為的氣候變暖以及因此造成的春天提前，使得好幾個物種做出反應，開始提前遷徙或提前產仔。艾伯塔大學的斯坦·布廷和他的同事利用組織樣本確定每只小松鼠的出身，得到了松鼠家族出生日期的變化情況。他們發現，加拿大育空地區的紅松鼠產仔時間比10年前提前了18天左右。他們計算得出，至少有13%的變化是進化的結果，而不是本能行為的靈活性造成的。

不過，當代進化并不總是壞事。人類已經開始利用當代進化來讓微生物發揮有益的作用。但是，這種進化的速度能否跟得上氣候的空前變化速度還有待觀察。不過，顯而易見的是，除非具有合適的基因，一個物種不可能進化到適應新的環境，而種群較大的物種具有這種基因的可能性大于種群較小的物種。這意味著被氣候變化淘汰的可能是本已稀有的物種。布廷說，生物保護主義者甚至需要考慮放棄某些邊緣種群，集中精力保護具有成功進化基因資源的種群。“這意味著我們可能不會拯救艾伯塔地區的每一個馴鹿種群，而是集中力量拯救最有可能進化成功的種群。”

如果快速的當代進化真的像有些研究人員認為的那么普遍，那么還有一個令人不安的影響：我們可能必須修正“保護”稀有物種的觀念，因為通過圈養組成新的野生種群或改變現有的生存環境，可能會造成這一物種出現偏離初衷的進化。

麥克亞當說：“這提出了一個有意思的哲學問題。我們希望保護什么？是保護某個物種還是保護有關它的信息？如果我們能夠保護今天所有的物種，在人類誘導的進化影響下，它們基本上都變成馴養的了，我們會滿意嗎？我要說，不滿意。至少對我來說，這不能令人滿意。”endprint