时空中的生命变奏


时空中的生命变奏
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光明图片/视觉中国
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日前 , 一则有关非洲象的研究引起了公众的关注:调查发现 , 非洲象中无象牙的雌性个体增多了 。 研究人员猜测 , 这或许是人类盗猎象牙带来的影响 。 虽然这一猜测还有争议 , 但也让大家意识到:地球上的生命形态远非“完美”到难以改变的程度 , 演化一直持续着 , 此时此刻就在发生 。 人们不禁会问:人类活动会在多大程度上影响其他生物的演化?人类自身会向何处去?又应有什么作为?
生物演化的时间尺度
生物的演变有缓速、中速和快速之分 。
缓者如活化石物种 , 可延续上千万年 , 其同时代其他类群早已灭绝 , 独有它们生存至今并适应现代生态环境 , 形态、结构或生理变化很小 。 例如出现于寒武纪的腕足类动物海豆芽 , 经历5亿多年的历史未发生显著变化 , 就是典型的“活化石” 。
马是中速演变的代表 。 5600万年前(始新世)在北美洲出现的始祖马(始马)个头只有狗那么大 , 其背呈弯弓形而具有前三、后四的趾头数;中间经历中马、原马、上新马阶段 , 在400万年前出现了现代马(真马)——它四肢修长 , 体格高大 , 具单趾、硬蹄和流线型的躯体 , 能适应草原生活及辽阔环境中长途、快速奔跑等 。
进化快者如大洋洲的有袋类动物 , 它们出现于白垩纪 , 仅经过五、六千万年便发展出多种类型 。 参比这个速度可以看出 , 从爬行动物到鸟类、从猿到人 , 特别是人类的演化均属于快速进化 。
以人类寿命的尺度来衡量 , 生物演化的速度确实称不上快 , 一种性状的出现到形成稳定的遗传 , 可能需要几百年、几千年 , 甚至千万年 。 但从人类出现后 , 演化的速度大大提升了——人类的干预可以在千年尺度 , 甚至短短百年 , 显著改变生物类型的多样性 。
金鱼的演化就是很好的例证 。 金鱼起源于我国 , 于1502年传到日本 , 于17世纪起出现在欧洲 , 之后出现在美国 , 随后遍及世界各地 。 早在1954年 , 我国科学家陈桢就指出:任一金鱼品系均可与野生的鲫鱼杂交 , 产生具有正常繁育能力的后代 。 这意味着 , 金鱼不是一个独立的种属 , 它的祖先很可能是鲫鱼——不同物种之间会出现生殖隔离现象 , 很难繁育后代 。
日本科学家用金鱼和野生鲫鱼的血清沉淀反应验证了这一结论——犹如“滴血认亲” , 其科学原理是抗原抗体反应 。 中国科学家也有类似的研究 , 福建农林大学教授张积森等就发表了在基因组学水平上证明金鱼由野生鲫鱼演化而来的研究成果——具体来讲 , 金鱼是由野生红鲫和黄鲫经一段人工养殖的过程而演变来的 。 从分类地位上讲 , 金鱼仍属于鲫鱼种 , 是该物种下的多种品种或品系 。
结合历史来看 , 金鱼的诞生和演化与人类息息相关 。 我国史料中金鱼的最早记录出现在晋朝时期 , 此后大量出现在唐、宋、明、清各朝代以及近、现代其他时期的文献资料和绘画艺术、陶瓷作品和诗歌词等艺术作品中 。 鲜艳的红色 , 是金鱼驯化标志基因的产物 。 有史料记载 , 最早的红黄金鱼现身于南北朝时期的庐山地区 , 被视为珍品 。 随着佛教由印度传入我国 , “放生”的习俗为金鱼营造了良好的生存条件——金鱼在民间鲜有饲养的数百年间 , 除了放养池外基本的生活条件是大自然 , 形态改变不大 , 怕人等野性没有消失 , 主要类型是刚开始从野生鲫鱼“脱胎”的金鲫鱼 。 金鲫鱼在自然界、放养池中进化 , 至南宋普及于民间 , 其背景是农业、手工业的快速发展 。
从金鱼的例子可以看出 , 人类的活动可以增加物种的多样性 。 这是因为人类的繁育能够为物种提供适于中性变异的环境——进化理论中把对生存影响不大或没有影响的变异称为中性变异 , 是造成多样性的动力之一 。 换句话说 , 这些由遗传变异引发的多种多样的身体结构和身体功能的改变(例如颜色、眼睛大小等变异)都不至于严重影响该物种的生存 , 因此 , 在人工营造的优越环境下 , 生存竞争放缓 , 这些变化就有足够的机会稳定下来 , 甚至逐渐分化出不同的品种 。 与“纯自然”的选择不同 , 人工育种产生新类型可在一两代或少数几代就见效——虽然形成能在自然界自我延续的生殖隔离物种并不容易 。