
当查尔斯·达尔文(Charles Darwin)发展他的进化论在19世纪中叶,他认为这一基本过程在地质时尺度上非常缓慢,需要数百万年的时间。
但是,这是正确的,还是进化可以更快地发生?进化可以多快?
首先,让我们定义进化,这是物种基因或外观随着时间逐渐变化的过程。驱动力是自然选择的,其中具有更有益特征的个体可以生存和繁殖,从而将这些特征发送给下一代。在许多世代中,这被称为自适应进化。
合并的自然选择和自适应演化允许“物种跟踪其环境变化”。蒂莫斯·邦纳特(TimothéeNot),法国国家科学研究中心和拉罗谢尔大学的进化生物学家。
在加拉帕戈斯群岛的达尔文雀科的著名例子中,不同的物种进化出不同的喙形和大小在几十年之内,专门针对不同类型的坚果和昆虫。这一发现在普利策奖获奖书的出版后引起了海浪:“雀科的喙:我们这个时代进化的故事”(Knopf,1994)。
然后,有第三个组成部分:物种形成。这是一个物种随着时间的推移分支分为两个不同的物种的时候。波内特说,这种情况比自适应进化要慢得多。
到20世纪初至中期,科学家意识到,通过使用自然选择理论使进化可能比达尔文想象的要快得多庄稼更多 可口只有七年和驯化狗几代人。 “我们使进化实现了,”邦纳特告诉《现场科学》。 “我们可以看到,几代人(可以)以这种规模发生的变化是相当戏剧性的。”
这种人工选择加速了进化,但是该过程可以自然工作的速度呢?
为了找出,Bonnet和一个国际研究人员团队分析了数十年19只鸟类和哺乳动物的遗传数据。他们发现自适应进化的速度是两到四次比以前的估计值。更具体地说,在完全稳定的条件下,每一代人的生存率和繁殖平均增加了18.5%。
这意味着,如果生存和繁殖减少了第三个,则适应性进化将有助于人口在三到七代中恢复。大角羊(Ovis Canadensis)进化的角比20多年或三代人短0.7英寸(2厘米),因为猎人的目标是较大的角。雪田(Chionomys nivalis)缩水在10年或8世代中,最多高达0.1盎司(3克),这可能是由于降雪的变化。
但是从本质上讲,条件永远不会稳定。
波内特说:“我们的人口正在适应,但我们不知道他们在适应什么。”他解释说,环境变化,竞争,疾病和人类都可以促进快速发展。他补充说:“进化是为了稳定或至少缓冲环境中正在发生的变化。”
气候变化波内特说,是自适应进化的另一个主要驱动力,但科学家不太确定人口是否会跟上。随着温度,天气模式和海平面上升的变化,一些物种的反应是转移到较冷的地方或适应更多盐水状况。也就是说,环境的恶化可能比进化的速度更快。
“进化总是发生,”詹姆斯·斯特劳德佐治亚理工学院的进化生物学家告诉《现场科学》。
如果自然选择很强,那么“为什么事情不总是很快发展?”斯特劳德想知道,带他去发布有关该主题的研究。他和同事们发现,在短时间(一代或几年)的热带蜥蜴中的自然选择非常有活力,但在更长的时间尺度(数百万年)中被取消了,几乎没有变化。
变化率
科学家如何衡量进化率?Philip Gingerich,密歇根大学的古生物学家,开发了一种方法,使用适当称为Darwin的测量单元。他发现,进化在长时间尺度上缓慢起作用,并且在较短的时间尺度上迅速起作用。
“由于这种不断的环境变化,进化速度可能会非常快,”迈克尔·本顿布里斯托大学的一名脊椎动物古生物学家告诉Live Science。但是,“时间尺度越短,速度越快,这是在您纠正时间之后。”
斯特劳德和他在迈阿密大学的同事现在是使用非本地绿色鬣蜥作为案例研究快速进化。众所周知,温暖的蜥蜴会在迈阿密不经常的冷扣中冻结并从树上掉下来。
斯特劳德说:“我们看到的是有些人死了,但有些人幸存下来,而生存的人实际上可以忍受比以前测量的温度更寒冷的温度。” “因此,这表明进化可能正在发生。”
化石记录也有一些线索。在三叠纪时期(2.519亿至20130万年前),之后二叠纪灭绝,称为鱼龙的大型海洋爬行动物在不到300万年- 比鲸鱼更快 - 因为它们成为海洋的顶级捕食者。
本顿说,诸如适应新条件,填补新的壁ni,逃避掠食者和与其他动物竞争的因素通常会增加动物的发展速度。
本顿说:“也许答案是,如果必须的话,一切都有能力巨大的快速发展。”