问题

当今生物界有哪些有明显进化趋势物种?

回答
在广阔的生物世界里,我们能观察到许多物种正以前所未有的速度适应和改变,它们身上那些显著的进化痕迹,就像一本活生生的进化史书,向我们展示着生命那永不停歇的求变姿态。与其说是“有明显进化趋势的物种”,不如说我们正在亲眼见证它们如何书写自己的进化新篇章。

最直观的例子,莫过于那些对我们人类活动产生直接响应的生物。拿细菌和病毒来说,它们简直就是进化的“闪电侠”。我们不断研发新的抗生素和疫苗,本以为能彻底“征服”它们,然而,它们总能以惊人的速度进化出耐药性。每一次对抗,都是一场残酷的自然选择。那些基因突变恰好能抵抗药物的细菌,就如同在战场上幸存下来的战士,得以繁衍后代,将这份“抗药性”的基因传递下去。现在市面上很多曾经的“特效药”效果大不如前,正是它们在看不见的战线上,不断学习、不断适应的明证。新型冠状病毒的变异株层出不穷,其传播速度和致病性都在不断变化,这都是病毒在短时间内进行大规模群体选择的生动写照。它们通过随机突变,然后依靠速度极快的繁殖来“测试”各种生存策略,成功者自然笑傲江湖,失败者则被淘汰。

再把目光投向一些昆虫。比如,在某些农业地区,由于长期使用相同的杀虫剂,导致许多害虫的后代对这些化学物质产生了普遍性的抗药性。那些对杀虫剂敏感的个体,在喷洒过程中大量死亡,而少数基因上就带有一点抵抗力的个体,则获得了生存和繁殖的机会。一代复一代,这种选择压力就促使害虫群体逐渐演化出对特定杀虫剂的“免疫力”。这并非它们一夜之间“学会”了抵抗,而是无数代生命迭代中,最适应环境的基因型被筛选出来的结果。你可能会发现,以前一打就死的虫子,现在怎么喷多少都不管用了,这就是进化的力量在悄悄作祟。

当我们谈到生物适应环境变化,不得不提那些在气候变化中展现出惊人适应力的物种。以一些生活在极地或高海拔地区的动物为例。随着全球变暖,冰川融化、海平面上升,它们的生存环境正在发生剧烈变化。有些动物,比如某些种类的北极熊,不得不花费更多时间在陆地上寻找食物,它们的捕食策略和行为模式正在悄然改变。而另一些,比如某些候鸟,可能会调整它们的迁徙时间和路线,以适应食物源的变化和更早到来的春天。这些适应并非是它们“有意为之”,而是那些能够适应新环境的个体,更有可能存活下来并繁衍后代,从而逐渐改变了整个物种的平均特征。你可能听说过一些地方的鸟类,发现它们比几十年前叫声更响亮,或者在更早的季节就开始筑巢,这都是它们对环境改变做出的微调。

甚至在我们身边,一些城市里的野生动物也展现出有趣的进化趋势。以鸽子为例,城市中的鸽子,尤其是那些生活在车水马龙的大城市里的鸽子,它们的颜色分布似乎比野外的同类更加多样化,其中一些灰色的、更接近水泥颜色的个体可能在城市环境中更容易隐藏自己,从而在面对捕食者时获得更高的存活率。它们对人类的食物残渣也表现出更强的依赖性,甚至可能在视觉辨识和行为习惯上都发生了一些细微的改变,以更好地在人类社会环境中生存。

当然,进化是一个复杂而漫长的过程,很多趋势在我们人类有限的生命周期内可能难以察觉其全貌。但正是这些在细菌、昆虫、乃至一些我们习以为常的动物身上展现出的变化,让我们得以窥见生命最本质的驱动力:适应和繁衍。它们不是在“计划”进化,而是在无休止的生存竞争中,不断地被自然塑造,用一代又一代生命的更替,来书写着属于自己的进化传奇。我们观察到的,是生命那份永不熄灭的生命力和对未知挑战的勇敢回应。

网友意见

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最近,海洋生物学家们发现了一件奇怪的事情,在印度洋-太平洋海域生活的龟头海蛇(Emydocephalus annulatus )身上的斑纹不见了。

这种喜欢栖息在珊瑚礁周围的海蛇身上长有黑白相间的条纹,如斑马线一般醒目。但近些年来,生物学家们发现在某些区域捕获的海蛇全身漆黑,这并不是发现了什么新物种,而是海蛇的斑纹变得越来越不明显,白色条纹渐渐消退。海蛇的斑纹去哪儿了?

左边的海蛇来自污染地区,几乎完全失去的白色的条纹 ,下图可见工业化地区这类黑色蛇的比例

进化生物学家Rick Shine认为,这无疑是“工业黑化现象”的另一个例子。工业黑化现象是指在工业化过程中,受污染地区的动物颜色越来越深。这是典型的自然选择现象,其中最著名的例子要属19世纪英国黑色的桦尺蛾。随着英国工业化的发展,大量的煤烟污染物熏黑了树干。这时,原本灰色的桦尺蛾在焦黑的树干上分外明显,极易被天敌发现。只有黑色才是最佳保护色。于是,从1848年英国曼彻斯特发现第一只纯黑色的蛾子起,半个世纪间,黑色的蛾子开始遍布整个城区,原先的浅灰色蛾子反而快要灭绝了。

纯黑色的桦尺蛾 VS 浅灰色带黑斑的桦尺蛾

那么,海蛇变黑也与环境污染有关吗?最先将两者联系在一起的是Rick Shine的同事——海洋生物学家Claire Goiran。Goiran偶然间看到一项研究,该研究发现,污染地区的鸽子身上深色羽毛比浅色羽毛含有更多的锌元素以及其他污染元素,因为这些元素更易于与黑色素结合。

于是,Shine和Goiran决定看看海蛇的肤色是否也与锌等元素有关。不看不知道,通过分析对比收集的工业区和非工业区的1400个海蛇蛇皮样本,研究人员发现,生活在工业区附近海域的海蛇皮中砷元素和锌元素的浓度颇高,且多集中在深色皮肤,也就是黑色条纹上。这应该是由于海蛇捕食了受污染的鱼类,导致污染物在体内聚集,从而使肤色越来越黑。

此外,黑色的海蛇蜕皮更加频繁。这意味着,它们可以通过蜕皮将污染元素尽快排除体外。

海蛇及其蛇蜕

但皮肤变黑会不会还有别的原因呢?爬行动物学家Arne Rasmussen认为,蛇皮上的深色区域富含污染物是很有可能的。但是否能将大量海蛇变黑的现象直接归罪于该区域污染严重还值得商榷。比如,温度也是影响蛇类斑纹颜色的原因之一。此前就有研究发现,颜色深的蛇更愿意生活在凉爽的地区。

然而,上述分析并没有说服Shine。Shine认为,温度和肤色的关系只适用于生活在陆地的蛇类。在水中,深色皮肤和浅色皮肤在吸收热量方面并无太大差异。

“这是动物快速适应性进化的另一个例子,”Shine强调,“人类的活动已经对栖息在珊瑚礁中的动物造成了严重的影响。”

文章来源/Nature News 编译/lulu

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