黔驢為何技窮？是退化，還是不能快速進化

文：趙序茅

柳宗元的《三戒·黔之驢》一文中：「貴州本無驢，一好事者將一頭驢帶入貴州。在野外驢遇到本地物種老虎。起先老虎不知驢之底細，看似龐然大物，不敢貿然動手，試探幾次後，終於將其吃掉。」在現代科學看來，柳宗元講的其實是外來物種引入適應進化的問題。貴州本無驢，好事者引入，屬於引入外來物種。這個外來物種能否適應新的環境，就看它的造化了。

圖片來自百度

何為造化，那就是進化！造化好的話可說迅速適應當地環境，比如紅火蟻。無法適應的話，那就就地淘汰有，如這黔之驢。

提到進化，一般人都會以為是漫長的過程。天地玄黃，宇宙洪荒，自從地球上有了第一個生命開始，進化的齒輪就開始運轉，永不停熄。歷經35億年，進化的力量造就了地球上豐富的物種多樣性。其實不然，進化的速度和物種的壽命相關，有快有慢。一般而言，越是高級的壽命長的動物，進化的周期越長，比如人類。反過來，越是壽命短的低等級的動物進化越快，像細菌幾個小時，甚至幾分鐘就可以完成一次進化。當然，進化還和周圍環境變化、物種競爭等相關，比如適應性進化和協同進化。外來引入的物種通常它們所面臨新的生態環境條件與其在本土範圍差別很大。因此，研究外來引入物種可以更好地探討適應性進化過程。

虹鱒採樣地 （Willoughby JR et al. 2018）

黔之驢是不幸的，還沒來得及適應，就進入老虎腹中。相比之下，美國虹鱒幸運多了。在19世紀90年代，來自加利福尼亞州的虹鱒（Oncorhynchus mykiss），被「好吃者」引入密歇根湖（淡水湖），在那裡生存繁衍下來。原本虹鱒在河流中孵化，卵成年回到海洋中生活。而這些生活在密歇根湖的虹鱒雖然會繼續到上河流產卵，不過成年後不再返回海洋，而是回到密歇根湖。

虹鱒 來自維基百科

為了研究它們如何適應從海水（半生海水半生淡水）到淡水的環境，科學家們對264條虹鱒進行了基因組測序。這264條虹鱒中，一部分來自密歇根湖的虹鱒，剩下的來自原產地。經過對比，科學家確定人為引入導緻密歇根湖的虹鱒所有29條染色體的遺傳多樣性一致降低。儘管遺傳多樣性降低，密歇根湖的虹鱒三個染色體區域發生了改變，這些改變與適應新環境相關。第一個區域里包含神經醯胺激酶（ceramide kinase）的功能發生變化，這可能會改變密歇根湖虹鱒的代謝和傷口癒合率，可以修復寄生蟲帶來的傷害。很多淡水魚類具有這樣的特徵。第二個和第三個區域編碼碳酸酐酶和溶質載體蛋白髮生改變，二者都對滲透調節至關重要，可以令密歇根湖虹鱒在生理上適應淡水。

這項研究表明，儘管全基因組遺傳多樣性減少，物種可以迅速適應新的環境，不可思議的是密歇根湖虹鱒僅僅用了百餘年就完成了生活史的轉變，這是典型的快速進化。

虹鱒 來自維基百科

時光不可逆轉，進化上卻可溯本求源。由於人為的引入，密歇根湖的虹鱒經歷的環境發生了變化，這些鮭魚體內的基因開始發生變化。基因的突變是無序，偶然的一部分個體不經意間發生有利的突變。於是它和它的後代存活下來，慢慢繁衍。而那些，發生不利突變的個體就被無情淘汰。百餘年後，這些適應新環境的個體完全適應了淡水的生活，進化完成！

治世求穩，亂世則變。相比於黔之驢，美國虹鱒在密歇根湖的生存、繁衍全賴快速進化之福。

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