长期的蜥蜴研究挑战进化生物学的规则

长期的蜥蜴研究挑战进化生物学的规则本章共852字, 更新于: 2024-12-16 04:59:21

一只雌性树皮蜥蜴。鸣谢:uux.cn/乔恩·苏
（神秘的蜥的规地球uux.cn）据乔治亚理工学院（凯瑟琳·巴兹勒）：查尔斯·达尔文说，进化是蜴研不断发生的，导致动物适应生存。究挑但是战进则他的许多同时代人不同意。他们问道，化生如果进化总是物学导致事物发生变化，那么在同一地点发现的长期来自同一物种的两块化石，尽管年龄相差5000万年，蜥的规却看起来一模一样，蜴研这是究挑怎么回事？
在过去的40年里，一切都发生了变化，战进则进化研究的化生爆发证明了进化可以而且确实发生得很快——甚至从一代到下一代。进化生物学家兴奋不已，物学但这些发现强化了同一个悖论:如果进化可以发生得如此之快，长期那么为什么地球上的大多数物种在数百万年里都保持不变？
这就是众所周知的停滞悖论，乔治亚理工学院生物科学学院的助理教授詹姆斯·斯特劳德开始着手研究这个问题。他在蜥蜴群落中进行了一项长期研究，测量了多种物种在野外的进化过程。通过这样做，他可能找到了进化中最大挑战之一的答案。
他的研究作为封面故事发表在《国家科学院学报》上。
“我们称之为悖论，因为它似乎没有任何意义，”斯特劳德说。“最常见的解释是，自然选择正在努力稳定一个物种的外观，并假设平均形式将有助于它们在最佳状态下生存。问题是，当人们进行实地研究时，他们几乎从未发现这种‘稳定’选择实际存在。"
长期的蜥蜴研究挑战进化生物学的规则

一种绿色的变色龙蜥蜴。信用:uux.cn/一天的边缘刺激
套索蜥蜴
斯特劳德在佛罗里达州科勒尔盖布尔斯的费尔柴尔德热带植物园的一个小岛上对四种不同种类的Anolis蜥蜴进行了实地研究。他通过捕捉和监测岛上每一只蜥蜴的存活情况，在连续五个时间段内测量了所有四种蜥蜴的自然选择。
斯特劳德和他的同事日夜寻找蜥蜴。他们使用顶端带有小套索的长鱼竿，轻轻地抓住它们强壮的脖子，将它们放在冷却器中，并记录下他们发现每只蜥蜴的确切树枝或树桩。
回到实验室，斯特劳德测量了蜥蜴的头、腿、脚、体重，甚至脚趾的粘性。在给每只蜥蜴分配一个识别号，并在皮肤下贴上一个小标签后，研究小组将蜥蜴放回它们发现的同一树枝上。在接下来的几天和几个星期里，他们出去抓其余的人。
三年来，斯特劳德和他的团队每六个月重新开始这个过程。捕捉相同的蜥蜴，进行测量，将它们放生，并记录下哪些蜥蜴存活了下来，哪些没有。
长期的蜥蜴研究挑战进化生物学的规则

詹姆斯·斯特劳德用一个系在鱼竿上的小套索来抓蜥蜴。信用:uux.cn/一天的边缘刺激
一张进化的照片抵得上一千只蜥蜴
通过整合每个时间段的数据，斯特劳德捕捉到了群落中每只蜥蜴的历史。然后，他将生存数据与身体特征的变化联系起来，这使他能够分析哪些身体特征是生存的重要预测因素。综合来看，这项分析描绘了自然选择是如何对整个社会产生影响的。
令他惊讶的是，斯特劳德发现自然选择的稳定形式——维持物种相同的平均特征——极其罕见。事实上，自然选择随着时间的推移发生了巨大的变化。有些年份，腿长的蜥蜴会活得更好，而有些年份，腿短的蜥蜴会活得更好。在其他时候，根本没有明确的模式。
“最令人着迷的结果是，自然选择随着时间的推移是极其多变的，”斯特劳德说。“我们经常看到，从一年到下一年，选择会完全颠倒方向。然而，当结合成一个长期模式时，所有这些变化实际上相互抵消了:物种在整个时期都保持着显著的相似性。”
斯特劳德的研究提供了前所未有的发现。从来没有人对选择如何在社区层面上起作用有过如此深刻的见解，当然也没有在这种细节层面上。
科学家们从未理解进化如何在群体层面上起作用的原因是，像斯特劳德这样的长期研究极其罕见。研究人员不太可能承担这样的项目，因为需要大量的工作和时间。
“进化能够并且确实发生了——这是一个持续的过程，但它不一定意味着事物从长远来看是不断变化的，”斯特劳德说。“现在我们知道，即使动物似乎保持不变，进化仍在发生。”
根据斯特劳德的说法，理解进化对于我们想要了解的地球上的一切生命都是至关重要的。
“理解进化不仅有助于我们理解我们周围的植物和动物，以及它们在世界上的分布，”他说。"它也向我们展示了在一个由人类主宰的世界里，生命是如何自我维持的."
很少有研究在长时间尺度上监测进化是如何在野外展开的。根据斯特劳德的说法，这就是为什么我们对进化有偏见的原因。
“很长一段时间以来，进化生物学家一直试图找出这个停滞不前的悖论背后的原因，”斯特劳德说。“这项研究表明，答案可能并不特别复杂——我们只需要在野外进行足够长时间的研究就能找到答案。”

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