达尔文的“自然选择”的运作速度是之前想象的两倍吗？

2022-05-27 22:54 作者:黄先生斜杠青年 0人读过 | 我要投稿

由40名科学家组成的国际团队量化了鸟类和哺乳动物的遗传率。

这项研究包括来自意大利的蓝山雀Cyanistes caeruleus。来源：盖蒂图片社

达尔文的进化论将“自然选择”描述为物种因随着时间的推移而遗传的遗传变化而成功适应。虽然在传统上被视为一个相对缓慢的过程（至少需要几代人才能实现变化），但似乎我们低估了遗传率。一个由来自27个科学机构的40名研究人员组成的国际团队发现，“进化燃料”似乎比之前想象的更丰富——自然选择的速度快了两倍到四倍。

澳大利亚国立大学的项目负责人Timothée Bonnet博士表示：“自了解进化论以来，研究人员在短短几年内就发现了许多达尔文进化论的例子”。

“快速进化的一个常见例子是胡椒蛾，在英国工业革命之前，胡椒蛾主要是白色的。随着污染在树木和建筑物上留下黑烟灰，黑蛾具有生存优势，因为鸟类更难发现它们。“由于飞蛾的颜色决定了生存概率，并且由于遗传差异，英格兰的种群很快就被黑蛾所支配”。

胡椒蛾（Biston betularia）的进化是达尔文自然选择的经典例子，在工业革命之前，大多数形态都是白色的。由于污染，为了保持伪装，黑暗形态变得更加普遍。来源：盖蒂图片社

这是第一项大规模研究，包括来自世界各地的19种野生动物群体在内的大规模进化速度。所有种群都经过了长期监测，从11年到63年，提供了超过249430只生物个体的自然选择数据。这项研究追踪到的动物包括澳大利亚的仙女鹪鹩、坦桑尼亚的斑鬣狗、加拿大的歌麻雀和苏格兰的红鹿。这些物种涵盖了广泛的生态学、生命史和社会系统，并栖息在不同的陆地栖息地。

“他们需要知道每只动物是什么时候出生的，它们和谁交配，它们有多少后代，以及它们什么时候死的。每一项研究平均持续30年，为该团队提供了260万小时的现场数据。“他们将此与所研究的每种动物的遗传信息相结合，以估计每种种群中繁殖能力的遗传差异程度”。

经过三年的努力，Bonnet和团队终于量化了自然选择引起的遗传变化导致的物种变化。他们证实，在多个人群中发生的添加性遗传方差（以VA衡量）的中位数和平均值是之前估计值的两到四倍。这种VA还影响相对健康——复制和传递遗传信息的可能性。

“这种方法为我们提供了一种方法来衡量当前进化的潜在速度，以应对动物数量中所有特征的自然选择。这是我们对之前的方法无法做到的事情，因此，能够看到如此多的潜在变化让该团队感到惊讶。

虽然来自意大利的蓝山雀（Cyanistes caeruleus）表现出大量的添加性遗传差异，但这转化为它们相对健康状况的相对较小的变化（6%）。相比之下，瑞士的雪田鼠（Chionomys nivalis）的VA数量较少，但占其相对健康状况的比例更大（30%）。

ANU和Edinbugh大学（英国）的Loeske Kruuk教授表示：来自世界各地的研究人员很乐意通过大规模合作分享他们的数据”。“它还显示了对动物生命历史进行详细监测的长期研究的价值，以帮助我们了解野外的进化过程”。

现在判断实际进化速度是否比以前更快还为时过早，因为我们没有进行比较的基线。然而，有了这个模型，我们现在可以开始测量可用的遗传“燃料”的数量，并开始量化达尔文的进化论。