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生物為什麼會演化出有性繁殖?性似乎是新物種形成催化劑


生物為什麼會演化出有性繁殖?性似乎是新物種形成催化劑   為什麼某些生物類群包含了大量物種,而另一些類群的物種則屈指可數?比如現在世界上有超過2400種螳螂,而最早的螳螂化石可以追溯到約1.35億年前。

生物為什麼會演化出有性繁殖?性似乎是新物種形成催化劑   有人認為更古老的生物類群多樣性更高,因為它們擁有更多的時間積累更多的物種數。然而,實際情況是一些相對年輕的類群也具有非常多樣的物種,而像甲烷火菌綱等類群雖然非常古老,但物種數卻異常稀少。

生物為什麼會演化出有性繁殖?性似乎是新物種形成催化劑 人類其實是很孤單的,特別是當我們回看演化史上十分多樣的人族物種的時候。

生物為什麼會演化出有性繁殖?性似乎是新物種形成催化劑   大約4萬年前,我們人類與其他一些關係緊密的人族物種分享著這個星球,比如尼安德特人和丹尼索瓦人,或許還有馬鹿洞人,甚至一些非洲的古老物種。

  新浪科技訊 北京時間11月3日消息,據國外媒體報道,放眼我們周圍的自然界,你是否會思考這樣一個問題:為什麼某些生物類群包含了大量物種,而另一些類群的物種則屈指可數?以出現於大約4.8億年前的昆蟲為例,全世界有約600萬種昆蟲,分布於各種環境中,佔據著極其多樣的生態位。


  不過,令人驚訝的是,昆蟲從未真正適應海洋環境。相比昆蟲,古菌域的甲烷火菌綱(Methanopyri)就只有一個物種,Methanopyrus kandleri,出現於40億年前。這種神奇的古菌生活在加利福尼亞灣一個深海熱液口邊緣,周圍是極端的環境:81到110攝氏度、高二氧化碳濃度、水深達2000米。為什麼有些生物類群物種豐富,有些則寥寥無幾?這一問題一直困擾著生物學家。


  最流行的解釋之一是地質學年齡——更古老的生物類群多樣性更高,因為它們擁有更多的時間積累更多的物種數。然而,實際情況是一些相對年輕的類群也具有非常多樣的物種,而像甲烷火菌綱等類群雖然非常古老,但物種數卻異常稀少。

  在近期發表於《皇家學會報告:B》(Proceedings of the Royal Society B)上的一篇論文中,作者約書亞·肖勒(Joshua Scholl)和約翰·威恩斯(John Wiens)對這一歷史難題進行了新的解讀。他們第一次對新物種在整個生命樹上出現的速率進行了分析,而此前科學家關注的焦點主要是某個子集的生物體。


  他們發現了一些奇妙的、非同尋常的模式,為多樣性問題及其可能原因提供了新的線索。在生命演化歷史中,植物新物種的出現速率一直是動物的兩倍以上,而複雜生物(多細胞真核生物)產生新物種的速率幾乎是簡單生物(單細胞生物和原核生物)的10倍。


  這項研究或許能解釋另一個流傳已久的謎題:生物為什麼會演化出有性繁殖?性似乎是新物種形成的催化劑,這或許能解釋有性繁殖為什麼能成為一種成功的演化策略。


  在脊椎動物中,適應陸地的生活方式似乎可以解釋更高的物種多樣性。而對於一些主要的無脊椎動物門類,比如軟體動物,適應海洋環境似乎是更高物種數的主要原因。回到昆蟲上,適應食草的生活習性可能是解釋極高的新物種產生速率的關鍵。

  那麼,我們所屬的動物類群又是什麼樣的情況?今天地球上能夠兩足行走的猿類,或者稱人亞科(Homininae)的物種為什麼這麼少呢?人類其實是很孤單的,特別是當我們回看演化史上十分多樣的人族物種的時候。


  我們所屬的靈長目中,包含著狐猴、蜂猴、眼鏡猴、獼猴和類人猿等類群,現生大約有350個物種。靈長目出現的時間大約在8000萬年前。從另一個角度來看,靈長目的多樣性其實並不低,佔了哺乳動物物種數大約5%。


  在總數上,演化史中出現的靈長類物種肯定以數千計,但絕大部分已經滅絕了。滅絕是演化中的常態,據估計,在所有出現過的生命中有99%已經消失了。靈長類也同樣如此。悲劇的是,今天所有的靈長類物種中有一半面臨著滅絕的危險,而所有與我們關係很近的類人猿——猩猩、大猩猩和黑猩猩等——都被國際自然保護聯盟(IUCN)列為極危物種。


  目前最為多樣的靈長類是猴類,特別是舊世界猴,其自然分布範圍是非洲和亞洲。它們作為一個類群出現的時間與我們人亞科差不多,大約是在1000萬年前的非洲。還有一些猴類是在近幾十萬年里出現的,就像我們智人(Homo sapiens),而另一些猴類則是在數百萬年前出現的,類似一些已經滅絕的古人類親戚,如大約200萬年前到5萬年前的直立人(Homo erectus)。


  然而,與物種多樣的猴類不同,今天我們在人亞科中倍感孤獨。我們是唯一雙足直立行走的猿類。如今的舊世界猴物種很可能遠遠多於以往任何歷史時期。那麼,為什麼我們會走上與猴類截然不同的道路呢?

  大約4萬年前,我們人類與其他一些關係緊密的人族物種分享著這個星球,比如尼安德特人和丹尼索瓦人,或許還有馬鹿洞人,甚至一些非洲的古老物種。這些物種在生態學上共存著,競爭資源,甚至偶爾會互相交配。那麼,為什麼最終只有一個物種存活下來呢?


  這個問題其實還沒有答案。把這個問題稱為關於人類起源的最大謎題並不誇張,這其實也是今天科學界最重要的難題之一。我們所知道的是,人類其實屬於靈長類中一個有著很高滅絕風險的類群。


  人類的演化史上出現過至少30個人族物種。隨著發掘的進行,這一數字還會繼續上升。它們的滅絕可能就發生在1萬年前到2萬年前之間。從一個有著六七種或更多類人猿的世界,經過800萬年的演化時間,只剩下我們自己。我們需要問的一個問題是,我們是怎樣一個物種?我們是會長久存在,還是會同樣在演化史的一瞬間消失?


  這些問題的解答或許能為我們的未來提供一些參考。儘管面臨著許多全球性的環境威脅(大部分是我們自己造成的),但許多人對人類的未來還是持樂觀態度。最重要的是,人類應該立刻行動起來,減少自己對地球的環境壓力。(任天)

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