進化越快，滅絕也越快？
“快速的進化可能導(dǎo)致不穩(wěn)定和滅絕，緩慢的進化則可以導(dǎo)致更高的生物多樣性” | 圖源：University of Bristol源exels.com
物種的進化快慢和滅絕早晚有關(guān)系嗎？著名古生物學家喬治·蓋洛德·辛普森認為：快速的進化可能導(dǎo)致不穩(wěn)定和滅絕，緩慢的進化則可以導(dǎo)致更高的生物多樣性。這一具有挑戰(zhàn)性的觀點最近找到了證據(jù)。
撰文 | 小雨
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生物多樣性是不均衡的，這表現(xiàn)在許多同樣古老的姐妹進化分支，有的包含的物種很多，有的則很少。
人們通常認為，在生物多樣性的進化過程中，許多大的進化分支是通過快速的進化出現(xiàn)的，它們擁有更高的生物多樣性；而較小的分支則經(jīng)歷了更緩慢的進化，它們的生物多樣性更低。然而在上世紀40年代，著名古生物學家喬治·蓋洛德·辛普森（George Gaylord Simpson）在他的經(jīng)典著作《進化的節(jié)奏和樣式》一書中，提出了與之相悖的觀點。
辛普森認為，快速的進化可能導(dǎo)致不穩(wěn)定和滅絕，緩慢的進化則可以導(dǎo)致更高的生物多樣性。因為高速率的進化不太可能持續(xù)很長時間，它會使得進化分支可能非常不穩(wěn)定，以至于滅絕或轉(zhuǎn)向較慢的進化速率。他通過在達爾文進化論的框架下研究進化的基本模式，觀察到許多快速進化的物種其實屬于不穩(wěn)定群體，這些群體有可能適應(yīng)快速變化的環(huán)境。
這是一個具有挑戰(zhàn)性的觀點?，F(xiàn)在，一項新發(fā)表于《古生物學》雜志的研究通過調(diào)查蜥蜴以及它們的一些近親，為辛普森的說法找到了證據(jù)。簡單來說，他們的研究結(jié)果表明：進化得越快，滅絕得也越快。
在這項新研究中，研究人員分析了蜥蜴、蛇和它們的一些近親在內(nèi)的被稱為鱗龍次亞綱的動物類群。鱗龍次亞綱起源于2.5億年前的中生代早期，可分為有鱗目和喙頭目兩個主要大類。其中，有鱗目發(fā)展成了現(xiàn)代蜥蜴和蛇等10000多種動物；而喙頭目現(xiàn)如今只剩下一個單一物種——喙頭蜥（亦稱新西蘭大鱷蜥）。
圖1 喙頭蜥、蜥蜴和蛇的進化樹。在恐龍時代，喙頭蜥的已滅絕近親進化迅速，而蜥蜴和蛇則進化緩慢 | 圖源：Dr Tom Stubbs
在這次研究之前，研究人員原本期待會在喙頭目動物身上發(fā)現(xiàn)緩慢進化的痕跡，而在有鱗目動物身上發(fā)現(xiàn)快速進化的痕跡。然而，他們觀察到的情況正好與預(yù)期相反。他們發(fā)現(xiàn)在有鱗目的前三分之二的進化史中，都有著緩慢的進化率；而其姐妹進化分支——喙頭目，雖然如今只由一個物種組成，但在過去卻顯示出了快速的進化率。
研究人員調(diào)查了這些早期爬行動物的體型變化速度，發(fā)現(xiàn)雖然有的有鱗目動物（尤其是那些有著特殊生活方式的）在中生代進化得很快，但喙頭目動物的進化速率更快，它們的平均進化速率明顯快于有鱗目動物，大約是本底進化速率的兩倍。這一發(fā)現(xiàn)大大出乎研究人員的預(yù)料。
在中生代后期，所有的現(xiàn)代蜥蜴和蛇類都出現(xiàn)了，并且開始多樣化起來，它們與恐龍生活在一起，但在生態(tài)上可能并不與它們產(chǎn)生接觸。這些早期的蜥蜴大多很小，以蟲子、蠕蟲和植物為食。
圖2 在大約2億年的時間里，蜥蜴和蛇（有鱗目）的進化速率（藍）遠低于喙頭目（綠）的進化速率，而這只是在最近5000萬年左右才發(fā)生了逆轉(zhuǎn)。紅色線條顯示了所有鱗龍次亞綱在整個地質(zhì)時期的平均進化速率 | 圖源：Armin Elsler
到了大約6600萬年前，恐龍滅絕之后，喙頭目動物和有鱗目動物都遭受了重創(chuàng)。然而，有鱗目動物的物種數(shù)目卻在后來得到了恢復(fù)；而在中生代的大多數(shù)時期都表現(xiàn)得像是 “革新者” 和 “快速進化者” 的喙頭目，則其實在中生代末期之前就顯著減少了，且在那之后，整個動態(tài)發(fā)生了變化。
我們都聽過《伊索寓言》中的《龜兔賽跑》的故事，在這個故事里，跑得快的兔子輸了比賽，而跑得慢的烏龜最終第一個沖過了終點線。這則故事想要傳達的信息是，只有穩(wěn)扎穩(wěn)打才能贏得比賽。其實從達爾文時代開始，生物學家就一直在爭論，進化到底是更像《龜兔賽跑》中的兔子還是烏龜。許多由大量物種組成的生物群體，究竟是短時間內(nèi)快速進化的結(jié)果，還是長時間內(nèi)緩慢進化的結(jié)果？
從最新的研究結(jié)果來看，緩慢而穩(wěn)定的生存方式讓中生代的有鱗目贏得了競賽；而當時快速進化且有著繁榮生命史的喙頭目，則以只留下一個幸存者而落敗。對于快速進化的生物群體來說，有時它們可以穩(wěn)定下來，并很好地生存下去；但在更多的情況下，它們的滅絕速率也會非?？?，快到和新物種出現(xiàn)的速率一樣，其結(jié)局就像在賽跑途中打盹的兔子一樣。
另外，根據(jù)辛普森的預(yù)言，進化緩慢的物種可能也會緩慢走向滅絕，并能夠在較長一段時間內(nèi)比快速進化的物種更為成功，就像寓言中緩慢移動但堅持不懈的烏龜那樣。接下來，研究人員希望能夠探索更多其他生物群體的情況，從而證明快速進化會導(dǎo)致短期的高度多樣化，但最終導(dǎo)致長期的低生物多樣性。
本文原載于《原理》，《知識分子》獲權(quán)轉(zhuǎn)載。
參考文獻：
http://bristol.ac.uk/news/2021/november/rapidly-evolving-species-more-likely-to-go-extinct.html
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/pala.12579
制版編輯 | 盧卡斯
