为什么进化是渐进的,而物种是不同的?

时间:2021-07-22 09:32:35   作者:
生命不是在一个物种变成另一个物种后才能运转的。一些孤立的种群发展出不同于其他种群的特征。最终,这种差异变得如此之大,以至于我们称之为不同的物种。但物种并不是任何生物都必须遵守的超级标准,它只是我们为了理解这个世界而编造出来的东西。

它适用于不同的动物,但不适用于近亲动物,比如马和驴,老虎和狮子,智人和尼安德特人等等。这些都是模糊物种界限的例子,因为一个物种的概念本身并不是对生命进行分类的完美方式。

尽管物种的概念并不完善,但在系统生物学中仍然非常有用。在这里你观察了很长一段时间孤立的种群保持了足够长的时间与亲本种群明显不同。但是当你讨论进化以及微小的变化对种群的影响时,就会适得其反。

起初,物种通常是很模糊的。在很长一段时间内,两个群体在一起繁殖后代的能力越来越弱。家猫和苏格兰野猫的后代仍可完全繁殖。狮子和豹的后代有时能生育。马和驴的后代几乎不能生育。狗和狐狸根本不能杂交。

有时我们甚至看到环物种,你得到一系列相关的种群每个都可以自由地与它的近邻繁殖,但在链的两端的群体不能杂交。

有些人认为新物种的出现是因为一个物种的成员突然生出了一个全新物种的成员。这不会发生,因为正如你所说,进化是一个渐进的过程,只发生在整个种群中,而不是任何一个个体(这是一件好事,因为一个个体怎么可能找到另一个与其同类交配的成员呢?)

这个渐变过程可以用以下从蓝色到黄色的渐变来表示:

为什么进化是渐进的,而物种是不同的?

上图最左边的像素显然是非黄色。事实上,它们明显是蓝色的。另一方面,图像右侧的像素明显是黄色。很明显,当你从左向右移动时,像素会逐渐从蓝色过渡到黄色(或非黄色到黄色)。然而,尽管像素明显过渡从蓝色到黄色从左向右移动,如果你看任何个人像素上图中你将永远不会找到一个看起来并不完全相同的颜色的像素向左和向右。确实是有区别的,但差别太小,肉眼无法察觉。当你从左向右移动时,也没有一个像素可以确定是第一个黄色像素。

在这里,让我展示一些极端的特写镜头,显示一些随机选择的点的实际像素:

为什么进化是渐进的,而物种是不同的?

为什么进化是渐进的,而物种是不同的?

在每个例子中,所有的像素看起来都完全一样,不是吗?然而,当你从整体上看原始图像时,你知道最左边的像素与最右边的像素是完全不同的。在任何点上,像素旁边的任何像素都不是不同的颜色(至少不是我们可以用肉眼观察到的程度)。

那么是什么导致物种与其他物种不同呢?关键思想是分离。不是整个种群进化成一群不同的物种,典型的情况是小的亚种群从种群的其他部分分离出来,一旦分离,就会有不同的突变,并遭遇来自主要种群的不同环境压力。因此,自然选择对每个亚种群的作用是不同的,这最终导致了完全不同的物种。

如果我们使用我上面使用的颜色梯度类比,让我们想象一下,每隔一段时间,一小群像素决定从主线中分离出来,形成自己的一条线,然后同样的事情也会发生在新线上。过了一段时间,不再是这样:

为什么进化是渐进的,而物种是不同的?

我们可能会得到这样的结果:

为什么进化是渐进的,而物种是不同的?

如果你看每条线的终点,你会发现完全不同的颜色(红色、橙色、黄色和绿色)。但是如果你向后追溯每条线,你最终会看到相同的原始蓝色,正如我们在上面发现的,任何时候,任何线上的任何单个像素都不会与它左边或右边的像素有明显的不同。

进化理论告诉我们,当一个物种中孤立的种群暴露在新环境中时(无论是环境本身发生了变化还是种群迁移到了不同的环境),这些种群的进化将不同于主要物种,因为它们有自己独特的随机突变,以及它们对新环境的适应。这种情况会一次又一次地发生,导致许多新物种都是从同一祖先群开始的。正如上图所示,在任何时候你都无法观察到一个像素(或一个物种的单个成员)产生一个不同颜色的像素(或一个新物种的成员)。
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