全球１２大物種進化里程碑簡介

余曉麗

2009年2月是達爾文誕辰200周年，對于這位偉大的科學家，他提出的進化論使現(xiàn)代科學家對地球物種的研究更加深入。日前，美國《連線》雜志列舉了具有典型意義的12個進化物種，比如：鯨的陸地祖先、從水域向陸地進化的遠古物種、長著羽毛的恐龍等。

1鯨的陸地祖先

一項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物向海洋哺乳動物過渡型物種現(xiàn)已被確認。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古物種“Indohyus”，它生活在5000萬年前，體型和狗差不多，長著耳朵、牙齒和類似鯨的骨骼。

2從水域向陸地進化的遠古物種

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

3長著羽毛的恐龍

始祖鳥長時間被人們認為是第一種鳥類，它首次被發(fā)現(xiàn)是1861年，之后始祖鳥被認為是長有羽毛的恐龍的近親。然而，20世紀80年代，古生物學家在中國北部地區(qū)挖掘出6500萬年前的恐龍化石，令人驚奇的是這些恐龍長有羽毛，但它們并不會飛行。科學家認為，恐龍身體上長有羽毛并不能通過傳統(tǒng)觀點進行解釋，羽毛的形成很可能是出于皮膚絕緣或?qū)徝澜嵌?，而并不是航空飛行的用途。

4多齒結(jié)構(gòu)

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

5骨骼的進化

神經(jīng)嵴細胞在散射至發(fā)育狀態(tài)身體之前來源于脊髓，隨后像形成感覺器官和皮膚一樣形成面部和頸部骨骼?，F(xiàn)今保存的遠古動物化石標本中很少包括胚胎組織，因而科學家很難洞察進化中至關(guān)重要的階段。但是目前的科學技術(shù)使研究人員能夠在胚胎發(fā)展中跟蹤神經(jīng)嵴細胞，最終使他們可以觀看神經(jīng)嵴的發(fā)育狀況?；谝陨蠗l件，科學家能夠破譯肌肉附屬性的共享進化歷史，例如匙骨，這是一種出現(xiàn)在魚類身體上的骨骼，對應在人體上則是肩胛骨。

6特殊進化論

不同的進化選擇壓力將使—個物種分割成兩種，這是一種簡單進化法則表達出復雜的方式。其中之一是生殖隔離，如一種生活在淺水溪流的魚類，另一種生活在海洋中?？茖W家發(fā)現(xiàn)淺水魚類更喜歡尋找體型更大的配偶，同時基因分析證實淺水魚的數(shù)量出現(xiàn)下降趨勢。

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，當雄性沙氏變色蜥蜴向配偶進行展示，卻不幸遭遇Leiocephalus carinatus攻擊之時，它們的腿部會變得更長，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，將身體變得更大，對掠食者發(fā)送一個信號-——“自己很難被吞下”。通過這項研究，科學家更清晰地呈現(xiàn)出了性別物種間的自然選擇性。

8進化軍事競賽

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

9基因流動

如果通過隨意性動物遷移進行分散，在某個區(qū)域的基因流動應當沖淡本地的基因適應性。但是遷移并不是隨意性的，從1970年開始，研究人員便在英國牛津郡跟蹤觀測大山雀的遷移數(shù)量。他們發(fā)現(xiàn)大山雀的基因流動具有“時機”性，一些鳥選擇鳥巢最佳匹配于它們的特定特征，在小型森林中產(chǎn)生本地適應性。

10自然選擇發(fā)現(xiàn)

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

11臨時之計

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

12雀鳥基因

達爾文發(fā)現(xiàn)了加拉帕戈斯島上雀鳥鳥喙的基因適應性，在此后的數(shù)十年間，彼得和羅斯瑪麗·格蘭特負責動物進化研究。2006年，他們發(fā)現(xiàn)—種叫做鈣調(diào)蛋白的基因物質(zhì)在鳥喙成形的胚胎發(fā)育階段可以呈現(xiàn)出來。