研究:在野生動物中的進化原材料比想像中要豐富
根據澳大利亞國立大學(ANU)的新研究,進化的原材料在野生動物中比以前認為的要豐富得多。達爾文進化論是指自然選擇導致有利於個體生存和繁殖的性狀的遺傳變化的過程。進化的速度在很大程度上取決於個體之間的基因變化。
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由ANU的Timothée Bonnet博士領導的一個國際研究小組想知道在野生動物種群中存在多少這種遺傳差異或“進化的燃料”。得到的答案是:是以前認為的2到4倍。
Bonnet博士指出,達爾文描述的進化過程是一個令人難以置信的緩慢過程。“然而,自達爾文以來,研究人員已經發現了許多達爾文式進化在短短幾年內發生的例子。快速進化的一個常見例子是胡椒蛾,在英國的工業革命之前,它主要是白色的。隨著污染在樹木和建築物上留下黑色的煙塵,黑色的蛾子有了生存優勢,因為鳥類更難發現它們。由於飛蛾的顏色決定了生存概率,並且是由於遺傳差異,英國的種群很快就被黑飛蛾佔據了。”
這項研究是第一次大規模系統地評估進化的速度,而非臨時性的。來自27個科學機構的40名研究人員組成的團隊使用了對來自世界各地的19個野生動物種群的研究。這些動物包括澳大利亞的仙鶴、坦桑尼亞的斑點鬣狗、加拿大的北美歌雀和蘇格蘭的紅鹿。
“我們需要知道每個個體何時出生,與誰交配,有多少後代,以及何時死亡。每項研究平均進行了30年,這為團隊提供了令人難以置信的260萬小時的現場數據,”Bonnet博士說道,“我們將這些數據跟所研究的每種動物的遺傳信息結合起來,以此來估計每個種群的繁殖能力中的遺傳差異程度。”
經過三年對大量數據的挖掘,Bonnet博士和該團隊得以量化了由自然選擇引起的遺傳變化而發生的物種變化的程度。
Bonnet博士表示:“這種方法為我們提供了一種方法來衡量當前進化的潛在速度以應對一個群體中所有性狀的自然選擇。這是我們用以前的方法無法做到的,所以能看到如此多的潛在變化,這對團隊來說是一個驚喜。”
同樣來自澳大利亞國立大學、目前在英國愛丁堡大學工作的Loeske Kruuk教授指出:“這是一個了不起的團隊努力,之所以可行是因為來自世界各地的研究人員樂於在大型合作中分享他們的數據。另外,它還顯示了對動物生活史進行詳細監測的長期研究的價值,進而可以幫助我們了解野生動物的進化過程。”
然而研究人員警告稱,現在判斷實際的進化速度是否隨著時間的推移變得更快還為時過早。
“物種是否比以前適應得更快,我們不知道,因為我們沒有一個基線。我們只知道最近的潛力,’燃料’的數量,比預期的要高,但不一定比以前高,”Bonnet說道。
據研究人員介紹稱,他們的發現對預測物種對環境變化的適應性也有影響。
Bonnet表示:“這項研究向我們表明,不能不考慮進化是一個使物種在應對環境變化中持續存在的過程。”
Bonnet博士指出,由於預測氣候變化將以越來越快的速度增加,所以不能保證這些種群將能夠跟上。“但我們可以說的是,在種群對當前環境變化的適應性方面,進化是一個比我們以前認為的更重要的驅動力。”