环顾自然界,你有没有想过,为什么有些生物群体包含大量物种,而其他生物群体却看似贫瘠?
以昆虫为例,这种动物大约在 4.8 亿年前进化而来。它们大约有 600 万种,生活在各种环境中,占据着令人难以置信的生态位多样性。但令人惊讶的是,它们从未真正适应过海洋环境。
对比一下甲烷吡啶属于古菌界,只有一个物种(坎德勒甲烷火霉) 是近 40 亿年前进化而来的。
这种神奇的细菌是在极端条件下生活在“烟熏炉”边缘的:81-110 摄氏度,高二氧化碳浓度,以及加利福尼亚湾 2,000 米深处。
为什么有些群体包含大量物种,而其他群体却没有?这让生物学家们困惑不已。其中一个主要解释是地质年代——更古老的生物群体更加多样化,因为它们有更多的时间来积累更多的物种。
然而,事实是,一些相对年轻的物种群体具有显著的多样性;相反,一些物种如 Methanopyri 虽然非常古老,但物种却很少。
一项新研究Joshua Scholl 和 John Wiens发表在英国皇家学会学报B对这个古老的问题进行了新的审视。
为什么虫子有如此多的变异,而人类却没有?伊琳克图片来源:Shutterstock
他们首次观察了整个生命之树中新物种形成的速度,而不是迄今为止关注的焦点——一部分生物。
他们发现了一些引人注目且令人着迷的模式,为多样性问题及其可能的原因提供了新的见解。
在生命历史的进程中,植物的物种产生率是动物的两倍多,而复杂生物(多细胞真核生物)产生新物种的速度几乎是简单生物(原生生物和原核生物)的 10 倍。
这项研究还有助于解释另一个长期存在的谜团:有性生殖为何会进化?性似乎是加快新物种形成速度的主要催化剂,或许可以解释其作为进化策略的成功之处。
在脊椎动物中,陆地生活方式似乎可以解释物种多样性的增加。而简单地生活在海洋而非非海洋栖息地可能是一些主要无脊椎动物群体(如软体动物)物种数量较多的主要原因。
回到昆虫,采用食草性可能是解释过去新物种形成率高以及当今物种多样性显著的关键。
所有这些都让我停下来思考我们自己的物种群体,两足猿,或原始人类,以及我们今天不协调的生存状态。
令人惊讶的是,我们发现自己是孤独的,尤其是当我们将其与过去所见的人类的惊人多样性进行对比时。这是否能告诉我们一些关于当今人类的信息,甚至可能告诉我们我们作为一个物种的未来走向?
我们更广泛的生物群体是灵长目,包括狐猴、懒猴、眼镜猴、猴子和猿猴。灵长目大约有 350 种,它们进化于 8000 万年前。如今,我们的物种种类繁多,灵长目动物约占哺乳动物物种总数的 5%。
总的来说,在那段时间里,灵长类动物物种数量肯定有数千种,但几乎所有物种都已经灭绝。灭绝是进化的常态,据估计,大约 99% 的生命已经消失。灵长类动物可能也是如此。
可悲的是,现存灵长类动物的一半面临灭绝的威胁,我们所有的类人猿近亲——猩猩、大猩猩和黑猩猩——都被世界自然保护联盟列为濒危或极度濒危。
迄今为止,种类最多的灵长类动物是猴子,尤其是栖息在非洲和亚洲的旧世界猴。它们本质上进化了与我们人类同时期出现的一个群体,是在 1000 万年前的非洲。
有些猴子物种是在过去几十万年里进化而来的,比如一个聪明人确实如此,而其他一些物种在几百万年前就进化了,就像我们的一些已经灭绝的亲戚一样,比如站着的人它存在于大约200万年前到5万年前。
花内苏米特拉图片来源:Shutterstock
但与猴子不同,今天我们是孤独的。我们是唯一幸存的双足猿。然而,现在旧世界猴的种类可能比过去任何时候都多。
为什么我们走上了与猴子相反的道路?物种贫乏,而不是物种丰富?
就在 4 万年前,我们人类与几种密切相关的原始人类共享这个星球:比如尼安德特人、丹尼索瓦人、也许还有红鹿洞人,甚至还有非洲的古老物种。
这有点像星际迷航,人类、克林贡人、瓦肯人、卡达西人、佛瑞吉人和贝久人共存。他们在生态上互相制衡,争夺资源,有时甚至相互交配。
那么,为什么猴子仍然那么多,而双足猿却只有一种呢?嗯,实际上我不知道。
毫不夸张地说,这是人类起源的最大谜团,也是当今科学最重要的难题之一。
但我们确实知道,人类属于极易灭绝的灵长类动物。人类的物种总数至少有 30 个,我预计还有更多物种有待发现,但现在只剩下一个。而且这只用了 1 万到 2 万年的时间。
在我们进化的 800 万年中,曾经有一个世界曾一度共存着六种或更多的双足猿,但现在却只剩下我们这些孤单一人。
今天我们需要问自己的问题是,我们到底是哪一种物种?我们是否会长期存在于其中,还是也会在进化的转瞬之间消失?
我必须承认我是一个乐观主义者;面对一些令人难以置信的全球性环境威胁,其中大部分是我们自己造成的,我不站在灭绝的一边的一个聪明人。
但我确实认为,我们的后代将面临相当艰难的历程,他们将回顾今天并问自己这样一个问题:为什么你们(我们)没有早点采取行动来减少我们对地球的影响?
答案可能很难面对,特别是如果我们最终发现,我们今天成为唯一的双足猿类的真正原因是我们自己造成的;一个聪明人就像一个聪明人是。
达伦·科诺古生物学、地质生物学和地球档案研究中心 (PANGEA) 主任,澳大利亚新南威尔士大学