达尔文的“自然选择”的运作速度是之前想象的两倍吗?
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由40名科学家组成的国际团队量化了鸟类和哺乳动物的遗传率 。
这项研究包括来自意大利的蓝山雀Cyanistes caeruleus 。 来源:盖蒂图片社
达尔文的进化论将“自然选择”描述为物种因随着时间的推移而遗传的遗传变化而成功适应 。 虽然在传统上被视为一个相对缓慢的过程(至少需要几代人才能实现变化) , 但似乎我们低估了遗传率 。 一个由来自27个科学机构的40名研究人员组成的国际团队发现 , “进化燃料”似乎比之前想象的更丰富——自然选择的速度快了两倍到四倍 。
澳大利亚国立大学的项目负责人Timothée Bonnet博士表示:“自了解进化论以来 , 研究人员在短短几年内就发现了许多达尔文进化论的例子” 。
“快速进化的一个常见例子是胡椒蛾 , 在英国工业革命之前 , 胡椒蛾主要是白色的 。 随着污染在树木和建筑物上留下黑烟灰 , 黑蛾具有生存优势 , 因为鸟类更难发现它们 。 “由于飞蛾的颜色决定了生存概率 , 并且由于遗传差异 , 英格兰的种群很快就被黑蛾所支配” 。
来源:盖蒂图片社
胡椒蛾(Biston betularia)的进化是达尔文自然选择的经典例子 , 在工业革命之前 , 大多数形态都是白色的 。 由于污染 , 为了保持伪装 , 黑暗形态变得更加普遍 。
这是第一项大规模研究 , 包括来自世界各地的19种野生动物群体在内的大规模进化速度 。 所有种群都经过了长期监测 , 从11年到63年 , 提供了超过249430只生物个体的自然选择数据 。 这项研究追踪到的动物包括澳大利亚的仙女鹪鹩、坦桑尼亚的斑鬣狗、加拿大的歌麻雀和苏格兰的红鹿 。 这些物种涵盖了广泛的生态学、生命史和社会系统 , 并栖息在不同的陆地栖息地 。
“他们需要知道每只动物是什么时候出生的 , 它们和谁交配 , 它们有多少后代 , 以及它们什么时候死的 。 每一项研究平均持续30年 , 为该团队提供了260万小时的现场数据 。 “他们将此与所研究的每种动物的遗传信息相结合 , 以估计每种种群中繁殖能力的遗传差异程度” 。
经过三年的努力 , Bonnet和团队终于量化了自然选择引起的遗传变化导致的物种变化 。 他们证实 , 在多个人群中发生的添加性遗传方差(以VA衡量)的中位数和平均值是之前估计值的两到四倍 。 这种VA还影响相对健康——复制和传递遗传信息的可能性 。
“这种方法为我们提供了一种方法来衡量当前进化的潜在速度 , 以应对动物数量中所有特征的自然选择 。 这是我们对之前的方法无法做到的事情 , 因此 , 能够看到如此多的潜在变化让该团队感到惊讶 。
虽然来自意大利的蓝山雀(Cyanistes caeruleus)表现出大量的添加性遗传差异 , 但这转化为它们相对健康状况的相对较小的变化(6%) 。 相比之下 , 瑞士的雪田鼠(Chionomys nivalis)的VA数量较少 , 但占其相对健康状况的比例更大(30%) 。
ANU和Edinbugh大学(英国)的Loeske Kruuk教授表示:来自世界各地的研究人员很乐意通过大规模合作分享他们的数据” 。 “它还显示了对动物生命历史进行详细监测的长期研究的价值 , 以帮助我们了解野外的进化过程” 。
现在判断实际进化速度是否比以前更快还为时过早 , 因为我们没有进行比较的基线 。 然而 , 有了这个模型 , 我们现在可以开始测量可用的遗传“燃料”的数量 , 并开始量化达尔文的进化论 。
Snow vole Chionomys nivalis , 研究中包括的物种之一 。 来源:盖蒂图片社
【达尔文的“自然选择”的运作速度是之前想象的两倍吗?】拓展阅读:
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