当代进化
科学研究表明,人类对环境的破坏和对动物的捕杀,使得动物越长越小。科学家将这一现象称之为“当代进化”。
概述著名生物学家达尔文的生物进化论想必人们不会陌生,物竞天择,适者生存。生物为了生存只能让自己在大自然中变得更强更大更凶猛。在自然界亿万年的进化史上,无数物种的消失或兴旺无不体现这一理论,那些弱小者在自然界的竞争中失败,逐渐消亡,而像人类这样强大的生物就成了自然界的主宰。可是,达尔文的这一理论如今受到了挑战,人类无序的活动让生物发生了另一种“进化”,那就是越小越弱越能够存活下去。
经常钓鱼的人都知道,留下大鱼,把小的扔回水里,这样可以保持鱼的数量。但情况果是这样吗?不是的。实际上,人类不知不觉使许多物种迅速地发生着另一种进化,一些物种为了生存下去而变得越来越弱小,这一过程被称为“当代进化”,这种进化近几十年才开始。它会降低一个物种的经济价值,甚至导致一个物种的灭绝。
案例美国威斯康星大学植物与环境研究教授唐纳德·沃勒说:“人类使生物的进化发生了根本的迅速的变化。”生物学家一度认为有些物种有违达尔文理论的进化只是个别的例外现象,可是越来越多的研究表明,这种像退化一样的进化十分普遍。
例如大西洋的鳕鱼,上世纪60年代初到90年代初的30年里,从南拉布拉多到纽芬兰岛附近海域里的鳕鱼数量下降了99.9%,更令人不可思议的是鳕鱼的个头明显变小。是什么让鳕鱼发生了这种变化?挪威海洋生物学家奥尔森领导了一个小组,分析了近30年的数据,得出了一个惊人的结论:最小的鱼存活几率最大!大鱼容易被捕捞,小鱼反而能逃过被捕杀的命运,这迫使鳕鱼的性成熟期大大提前,它们更早地产卵。由于基因不能完全遗传给下一代,鳕鱼一代不如一代,变得越来越弱小,产卵量也越来越少。尽管加拿大政府1992年开始禁止在那一地区捕鱼,但鳕鱼的数量仍处在历史最低点。不仅是鳕鱼,其他海洋鱼类也有类似的情况,海洋学家警告说,如果不采取果断措施,总有一天,人类将不再有海货可吃。
“当代进化”还发生在加拿大的大角羊身上。加拿大的大角羊最引人注目的是公羊头上都长着一对奇大无比的角。这种巨大的角曾为它们带来好运,让它们在恶劣复杂的环境中得以生存,世世代代繁衍生息。可是,大角也给它们带来了厄运,它们的大角吸引了众多的猎人。为了逃避猎人的捕杀,大角羊的角越来越小。科学家解释说,猎人对成年公羊的过度捕杀“耗尽”了大角羊的遗传基因,它们因此发生了令人不可思议的进化,羊角大大缩小。这是一个无奈的过程,成年公羊越来越少,后来,连未成年的公羊也成为猎人捕杀的目标,许多未成年
公羊的大角还没有长成,来不及把大角的基因完全遗传给下一代就死于非命。这样一来,下一代遗传的是未长成的羊角基因,下一代即使长大了也不会像父辈一样有一双大角,这样一代代传下来,今天的“大角羊”的羊角比以前小多了。有科学家认为,这其实是一种退化。
马达加斯加另一动物“指猴”的出现,大概也是这种“当代进化”的结果。象鸟遗憾其未能适时地“当代进化”,人类对生态的破坏使得偌大的地球无法容纳其巨大的身躯,它们绝迹灭种了;猴子似乎比象鸟聪明,适时地退化成微型动物,以袖珍身躯藏匿起来,借此延长种群命运。
速度惊人在20世纪80年代,生物学家开始认识到,生物适应过程之快可能超过了他们过去的想象。例如,普林斯顿大学的科学家发现,加拉帕戈斯群岛的一个岛屿上有一种雀,嘴小的种群在雨水充沛的年份“人丁兴旺”,因为小籽植物非常茂盛,而嘴大的种群在较为干旱的年份占据优势,因为大籽植物成为主流。结果这种雀嘴的大小在快速地来回变换。
最近,在美国西南的侧斑蜥蜴身上发现了同样的快速变化。雄蜥蜴会采用3种不同的由基因决定的求偶策略,每一种策略都伴有不同的颈部颜色的变化。橙颈雄蜥蜴个大好斗,多半会欺负胆小的蓝颈雄蜥蜴,逼其让出雌蜥蜴;黄颈雄蜥蜴偷偷摸摸地假扮雌蜥蜴,在橙颈雄蜥蜴忙着四处出击的时候,偷偷捞取一些交配的机会,然而这种做法骗不了蓝颈雄蜥蜴,因为它们对自己的配偶看管甚严。结果变成了一场风水轮流转的进化游戏,每种求偶策略每隔四五年就会占据上风。
人们不了解这种当代进化的普遍性,因为在野生状态下很难观察到。这种变化发生之快,连生物学家可能也不会发现,除非他们详细记录了其正常的特征——这跟过去认为进化速度太慢而无法实时观察到的老观点正好相反。
快速进化也不只局限于同一特征不同版本的交替轮换。有时进化会稳步向一个方向发展。这对于我们了解入侵物种生物学可能很重要。生物学家经常指出,要提防引进物种。例如斑马贝和蒜芥,可能在它们的新家潜伏几十年甚至几百年,然后突然变成令人头痛的有害物种。一个可能的解释是这些入侵者一开始不能适应新的环境,等到后来它们进化到能够很好地适应环境时就会爆发,不过这种解释尚未得到充分验证。然而一旦发生这种情况,结果可能很惊人。
人为选择人类活动改变某些生态系统的速度和程度超过了以往任何时候,一些人类诱导的变化不仅更大,而且更始终如一和持久。它们可能带来快速的进化,但可能也比较持久稳固。比如,猎取象牙促进了非洲和亚洲部分地区无牙大象的增长。
随着现代人类各种活动促成气候变化的到来,动植物都需要具有尽快适应环境的能力。生物学家已经发现,对于人为的气候变暖以及因此造成的春季提前到来,有好几个物种作出的反应是提前迁徙或提前产仔。
加拿大育空地区的红松鼠产仔时间比10年前提前了18天左右。研究人员利用组织样本来确定每只小松鼠的出身,可以看出松鼠家族出生日期的变化情况。据此,他们计算出至少有13%的变化是进化的结果,而不是本能行为的灵活性造成的。
进化哲学与保护悖论不过,当代快速进化并不总是坏事。人类已经在利用快速进化来让微生物发挥有益的作用。但是,这种进化的速度能否跟得上气候的空前变化速度还有待观察。
显而易见,除非具有合适的基因,否则一个物种不可能快速进化到适应新的环境,而种群较大的物种具有这种基因资本的可能性大于种群较小的物种。这意味着,被气候变化淘汰的很可能是本已稀有的物种。甚至有人提出,放弃某些边缘种群,集中精力保护具有成功进化的基因资源的种群。如我们不可能拯救艾伯塔地区的每一个驯鹿种群,而是集中力量拯救最有可能成功的种群。
如果当代的快速进化真的像有些研究人员认为的那样普遍,那么我们可能必须修正“保护”稀有物种的观念,因为通过圈养、组成新的野生种群或改变现有的生存环境可能会造成这一物种出现偏离初衷的进化。这提出了一个有意思的哲学问题。我们希望保护什么?是保护某个物种还是保护有关它的信息?如果我们能够保护下来我们今天所有的物种,在人类诱导的进化影响下,它们基本上都变成驯养的了,我们还会满意吗?至少对某些科学家来说,这是不能令人满意。
警告在世界的许多地方,这种令人遗憾的“当代进化”正在发生着,许多动物都面临着在进化中变得更弱小的命运。
生物学家们忧心忡忡地警告说:如果再不采取强有力的措施,限制对动物的大规模猎杀,人类将永远失去美味的鳕鱼、漂亮的羊角,以及大自然中许多珍贵的物种。
在中国,东北虎、熊猫、大象……这些稍大一点的动物,都已经走进濒危物种的范畴。