進(jìn)化

大多數(shù)人說起進(jìn)化時(shí),，他們都會(huì)想到達(dá)爾文關(guān)于自然選擇的觀點(diǎn)，這也是我們課本里的東西,。

一種有機(jī)體在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)化成一種非常不同的物種,，比如魚類進(jìn)化成陸生動(dòng)物，或者早期靈長(zhǎng)類動(dòng)物進(jìn)化成人類,。

然而,，對(duì)科學(xué)家來說,，進(jìn)化意味著更微妙的東西，即種群中基因變異頻率的變化,。

與流行的進(jìn)化論相反,，這種變化是由許多因素驅(qū)動(dòng)的，而不僅僅是自然選擇,，突變,、遷移和純粹的機(jī)會(huì)都是進(jìn)化變化的機(jī)制。

有一個(gè)非常有爭(zhēng)議的話題:導(dǎo)致新物種出現(xiàn)的進(jìn)化過程是什么?它們與在一個(gè)物種或種群內(nèi)發(fā)生的進(jìn)化過程有什么不同嗎?

我們可以從遺傳學(xué)和化石記錄的角度來研究這些問題,。單靠遺傳學(xué)無法解釋現(xiàn)在已經(jīng)滅絕物種的進(jìn)化,，所以科學(xué)家們依靠化石來提供過去進(jìn)化的快照。

此外,，還可以比較已滅絕物種的現(xiàn)存近親的DNA,。

為什么會(huì)出現(xiàn)新物種?

對(duì)于新物種的出現(xiàn)有一個(gè)必要的條件，那就是現(xiàn)有物種的種群(個(gè)體群)之間存在一定程度的分離,。

這可能是物理上的分離,，比如山脈的地理屏障，或者島嶼上的隔離,，也可能是生態(tài)上的,，比如有不同的飲食習(xí)慣或交配偏好。

隨著時(shí)間的推移,，不同種群DNA的變化最終將使分離的種群很難或不可能交配,，它們將成為不同的物種。

達(dá)爾文物種形成的終極例子(一個(gè)物種分裂成幾個(gè))是加拉帕戈斯群島的雀類,，在達(dá)爾文的《小獵犬號(hào)環(huán)球航行記》中描述過,。

在這種情況下，由于飲食和島嶼位置的分離導(dǎo)致了不同物種的出現(xiàn),，不同的喙形反映了它們對(duì)各自飲食的適應(yīng),。

我們現(xiàn)在知道，這種解剖學(xué)上的變化反映在基因水平上,，就是通過改變負(fù)責(zé)喙形的基因,。

但是什么樣的基因變化最終導(dǎo)致了物種的分裂呢?目前該領(lǐng)域的研究為這個(gè)問題提供了線索，使科學(xué)家們能夠跟蹤基因變化的過程,。

基因突變

雜交區(qū)

在上一個(gè)冰河時(shí)代,，歐洲的許多動(dòng)物種群在不同的溫暖地區(qū)(如現(xiàn)在的西班牙和巴爾干半島)避難時(shí)，在地理上就變得分離了,。

當(dāng)冰河時(shí)代的冰川在大約一萬年前融化時(shí),，長(zhǎng)期分離的物種再次接觸，因?yàn)樗鼈兡軌螂x開它們的避難所，重新在大陸上繁衍生息,。

但是,，相隔數(shù)千年意味著不同的種群獲得了各自特有的一些基因變異,，這使得種群重新聚在一起時(shí)更難雜交,。

例如,，當(dāng)歐洲烏鴉種群在冰河時(shí)代分離時(shí),，出現(xiàn)了兩種明顯不同的進(jìn)化類型：西部的全黑食腐烏鴉和和東部黑灰色冠毛烏鴉。

食腐烏鴉（左）和冠毛烏鴉（右）

今天,，在“雜交區(qū)”兩種烏鴉都在那里出現(xiàn),，這兩個(gè)物種可以雜交并繁殖后代，盡管成功率低于它們?cè)谧约旱姆N群。

通過分析雜交區(qū)烏鴉的基因組,，并將其與自身區(qū)域深處烏鴉的基因組進(jìn)行比較,，科學(xué)家們已經(jīng)能夠識(shí)別出不易穿越雜交區(qū)的DNA序列。這些基因組片段是特定于一個(gè)種群的,，在其他種群中非常罕見，是新物種出現(xiàn)的關(guān)鍵,。

在這種情況下,，負(fù)責(zé)羽毛差異的基因是最不可能跨越雜交區(qū)域,。這有力地表明,，食腐烏鴉只喜歡與其他看起來像食腐烏鴉而不像冠毛烏鴉的烏鴉交配，反之亦然,。

如果這一過程繼續(xù)下去,，這兩個(gè)群體很可能最終成為完全獨(dú)立的物種。

幾十年來,，科學(xué)家們一直在觀察和研究烏鴉(或達(dá)爾文雀)身上發(fā)生的分隔和混合過程，突出了進(jìn)化過程的普遍性。

從根本上說，這些過程也在微生物中發(fā)生——比如埃博拉病毒進(jìn)化成更具傳染性的病毒,。主要區(qū)別是時(shí)間,，埃博拉病毒在幾年內(nèi)發(fā)生的基因變化程度,，在鳥類身上發(fā)生了數(shù)千年,。

然而,，在每一種情況下，當(dāng)生物體適應(yīng)新環(huán)境或隨機(jī)的基因突變發(fā)生時(shí)，結(jié)果是不同的種群變得越來越不同,。

以烏鴉或文雀為例,，這最終導(dǎo)致完全的生殖隔離,，從而產(chǎn)生一個(gè)新物種,。

有羽毛但不會(huì)飛的恐龍Aurornis

從恐龍到鳥類

但是，那些看似全新的有機(jī)體的出現(xiàn)呢？比如鯨魚從它們的陸地祖先進(jìn)化而來，或者鳥類從它們的恐龍祖先進(jìn)化而來,。

我們?nèi)绾巫粉櫤屠斫獾厍蛏仙倪@些重大變化，這些變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于個(gè)體物種的出現(xiàn)？

追蹤這種進(jìn)化的主要挑戰(zhàn)是,，它發(fā)生的時(shí)間跨度非常長(zhǎng),，而且大多數(shù)祖先生物都滅絕了,。不過，化石可以保存上億年,，并提供了在這段時(shí)間內(nèi)解剖學(xué)變化的詳細(xì)信息,。

近幾十年來，在中國(guó)東北地區(qū)發(fā)現(xiàn)了數(shù)千件保存完好的化石標(biāo)本,，詳細(xì)地闡明了鳥類從恐龍進(jìn)化而來的過程,。

例如，我們現(xiàn)在知道,，在鳥類出現(xiàn)之前很長(zhǎng)時(shí)間恐龍就有羽毛了，這表明羽毛最初并不是用來飛行的,。保溫,、偽裝和展示都是羽毛賦予這些早期有羽毛爬行動(dòng)物的優(yōu)勢(shì)。

同樣,，鳥類也不是突然出現(xiàn)并完全成形的,。通過追蹤翅膀驅(qū)動(dòng)飛行所需的不同解剖學(xué)特征，如體積小,、翅膀,、羽毛、融合的尾巴,、叉骨以及其他許多特征,，我們發(fā)現(xiàn)，鳥類完整的身體結(jié)構(gòu)是在1億多年前逐漸形成的,。

一旦這個(gè)身體進(jìn)化完成,，鳥類就會(huì)經(jīng)歷一個(gè)巨大而迅速的分化成各種各樣的不同形式，導(dǎo)致了我們今天所知道的近10000種鳥類,。

鳥類從恐龍進(jìn)化而來是一個(gè)持續(xù)的過程,，不是突然的變化。如果一位穿越時(shí)空的古生物學(xué)家能夠坐下來觀察1億多年來鳥類的進(jìn)化,，他就不會(huì)注意到任何特別的時(shí)刻或事件,，不過那時(shí)她肯定能說出恐龍?jiān)谀睦锿Ｖ梗B類在哪里開始,。

在很大程度上,，多虧了中國(guó)的化石發(fā)現(xiàn)，讓我們隊(duì)鳥類的進(jìn)化理解發(fā)生變化,，現(xiàn)在基本誰都知道鳥類是有恐龍進(jìn)化而來,。

不僅如此,，雷克斯霸王龍現(xiàn)在被認(rèn)為與雞的親緣關(guān)系比與許多恐龍更近，比如翼龍,。

進(jìn)化論

這種高于物種水平的變化有時(shí)被稱為“宏觀進(jìn)化”,，而我們可以在物種內(nèi)部觀察到的基因突變(有時(shí)被稱為“微進(jìn)化”)則相反。

不幸的是,，這種分歧表明有兩種不同類型的進(jìn)化,，或者說進(jìn)化是由“微觀”和“宏觀”層面上的不同機(jī)制驅(qū)動(dòng)的。

這種區(qū)別經(jīng)常被那些不接受進(jìn)化論的人所利用,，他們聲稱只有“微進(jìn)化”才會(huì)發(fā)生,。但這種分歧是錯(cuò)誤的，因?yàn)槌四切└淖內(nèi)后w中遺傳變異比例的機(jī)制外,，沒有其他機(jī)制,。進(jìn)化是由突變、遷移,、選擇和機(jī)會(huì)驅(qū)動(dòng)的,。

好了，如果你發(fā)現(xiàn)進(jìn)化論有什么不明白的,，歡迎在評(píng)論里告訴我們,！