2013年2月12日是英國博物學家達爾文204週年誕辰的日子,對於這位偉大的科學家,他提出的進化論使現代科學家對地球物種的研究更加深入。1859年,他發表了生物學史上劃時代的巨著《物種起源》。下面筆者盤點全球具有里程碑意義的10個進化物種。比如:鯨的陸地祖先、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已被確認。但是鯨陸地最後的祖先具備什麼樣的特徵呢?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現一種叫做“Tiktaalik”的遠古物種,這是科學界首次證實魚類大膽脫離水生環境,向陸地環境進化的最佳證據。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,它首次被發現是1861年,之後始祖鳥被認為是長有羽毛的恐龍的近親。然而,上世紀80年代,古生物學家在中國北部地區挖掘出6500萬年前的恐龍化石,令人驚奇的是這些恐龍長有羽毛,但它們並不會飛行。科學家認為,恐龍身體上長有羽毛並不能通過傳統觀點進行解釋,羽毛的形成很可能是出於皮膚絕緣或審美角度,而並不是航空飛行的用途。
4、骨骼的進化
神經脊細胞在散射至發育狀態身體之前來源於脊髓,隨後像形成感覺器官和皮膚一樣形成面部和頸部骨骼。現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重要的階段。但是目前的科學技術使研究人員能夠在胚胎發展中跟蹤神經脊細胞,最終使他們可以觀看神經脊的發育狀況。基於以上條件,科學家能夠破譯肌肉附屬性的共享進化歷史,例如匙骨,這是一種出現在魚類身體上的骨骼,對應在人體上則是肩胛骨。
5、特殊進化論
不同的進化選擇壓力將使一個物種分割成兩種,這是一種簡單進化法則表達出複雜的方式。其中之一是生殖隔離(reproductive isolation),例如,一種生活在淺水溪流的魚類,另一種生活在海洋中。科學家發現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量的確出現下降趨勢。
6、蜥蜴遊戲
在巴哈馬群島上,生活著一種叫做Leiocephalus carinatus的掠食性蜥蜴,它們是具有威脅性的。Leiocephalus carinatus喜歡捕食沙氏變色蜥蜴(Anolis sagrei),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出了性別物種間的自然選擇性。
7、基因流動
如果通過隨意性動物遷移進行分散,在某個區域的基因流動應當沖淡本地的基因適應性。但是遷移並不是隨意性的,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量。他們發現大山雀的基因流動具有“時機”性,一些鳥選擇鳥巢最佳匹配於它們的特定特徵,在小型森林中產生本地適應性。
8、自然選擇發現
由於自然選擇傾向於物種對環境的適應性,這種適應性應該是物種群體最終成為遺傳同質性。但是進化並不是一維發展。研究人員在特立尼達島適當地調整不同色彩的野生孔雀魚數量,它們發現最後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。這種現象在進化理論中被稱為“頻率依賴倖存法則”——自然選擇將傾向於罕見和異於普通的個體,從而預防長期的遺傳同質性。對於遺傳同質性而言,無論是否在短期內受益,終有一天同質性將帶來災難性。
9、雀鳥基因
達爾文發現了加拉帕戈斯島上雀鳥鳥喙的基因適應性,在此後的數十年間,彼得和羅斯瑪麗-格蘭特負責動物進化研究。2006年,他們發現一種叫做鈣調蛋白的基因物質在鳥喙成形的胚胎發育階段可以呈現出來。
10、臨時之計
雖然物種在進化歷程中某些功能看似並不是完美,但這種進化是基於物種生存之道,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,不同於其他魚類的是,當它張開嘴時由於吸力很弱,難以將獵物咬在嘴裡。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,但對於捕殺獵物還是頗有用途的