概述
著名生物學家達爾文的生物進化論想必人們不會陌生,物競天擇,適者生存。生物為了生存只能讓自己在大自然中變得更強更大更兇猛。在自然界億萬年的進化史上,無數物種的消失或興旺無不體現這一理論,那些弱小者在自然界的競爭中失敗,逐漸消亡,而像人類這樣強大的生物就成了自然界的主宰。可是,達爾文的這一理論如今受到了挑戰,人類無序的活動讓生物發生了另一種“進化”,那就是越小越弱越能夠存活下去。
經常釣魚的人都知道,留下大魚,把小的扔回水裡,這樣可以保持魚的數量。但情況果是這樣嗎?不是的。實際上,人類不知不覺使許多物種迅速地發生著另一種進化,一些物種為了生存下去而變得越來越弱小,這一過程被稱為“當代進化”,這種進化近幾十年才開始。它會降低一個物種的經濟價值,甚至導致一個物種的滅絕。
案例
美國威斯康星大學植物與環境研究教授唐納德·沃勒說:“人類使生物的進化發生了根本的迅速的變化。”生物學家一度認為有些物種有違達爾文理論的進化只是個別的例外現象,可是越來越多的研究表明,這種像退化一樣的進化十分普遍。
例如大西洋的鱈魚,上世紀60年代初到90年代初的30年裡,從南拉布拉多到紐芬蘭島附近海域裡的鱈魚數量下降了99.9%,更令人不可思議的是鱈魚的個頭明顯變小。是什麼讓鱈魚發生了這種變化?挪威海洋生物學家奧爾森領導了一個小組,分析了近30年的數據,得出了一個驚人的結論:最小的魚存活幾率最大!大魚容易被捕撈,小魚反而能逃過被捕殺的命運,這迫使鱈魚的性成熟期大大提前,它們更早地產卵。由於基因不能完全遺傳給下一代,鱈魚一代不如一代,變得越來越弱小,產卵量也越來越少。儘管加拿大政府1992年開始禁止在那一地區捕魚,但鱈魚的數量仍處在歷史最低點。不僅是鱈魚,其他海洋魚類也有類似的情況,海洋學家警告說,如果不採取果斷措施,總有一天,人類將不再有海貨可吃。
“當代進化”還發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頭上都長著一對奇大無比的角。這種巨大的角曾為它們帶來好運,讓它們在惡劣複雜的環境中得以生存,世世代代繁衍生息。可是,大角也給它們帶來了厄運,它們的大角吸引了眾多的獵人。為了逃避獵人的捕殺,大角羊的角越來越小。科學家解釋說,獵人對成年公羊的過度捕殺“耗盡”了大角羊的遺傳基因,它們因此發生了令人不可思議的進化,羊角大大縮小。這是一個無奈的過程,成年公羊越來越少,後來,連未成年的公羊也成為獵人捕殺的目標,許多未成年公羊的大角還沒有長成,來不及把大角的基因完全遺傳給下一代就死於非命。這樣一來,下一代遺傳的是未長成的羊角基因,下一代即使長大了也不會像父輩一樣有一雙大角,這樣一代代傳下來,今天的“大角羊”的羊角比以前小多了。有科學家認為,這其實是一種退化。
馬達加斯加另一動物“指猴”的出現,大概也是這種“當代進化”的結果。象鳥遺憾其未能適時地“當代進化”,人類對生態的破壞使得偌大的地球無法容納其巨大的身軀,它們絕跡滅種了;猴子似乎比象鳥聰明,適時地退化成微型動物,以袖珍身軀藏匿起來,藉此延長種群命運。
速度驚人
在20世紀80年代,生物學家開始認識到,生物適應過程之快可能超過了他們過去的想像。例如,普林斯頓大學的科學家發現,加拉帕戈斯群島的一個島嶼上有一種雀,嘴小的種群在雨水充沛的年份“人丁興旺”,因為小籽植物非常茂盛,而嘴大的種群在較為乾旱的年份占據優勢,因為大籽植物成為主流。結果這種雀嘴的大小在快速地來回變換。
最近,在美國西南的側斑蜥蜴身上發現了同樣的快速變化。雄蜥蜴會採用3種不同的由基因決定的求偶策略,每一種策略都伴有不同的頸部顏色的變化。橙頸雄蜥蜴個大好鬥,多半會欺負膽小的藍頸雄蜥蜴,逼其讓出雌蜥蜴;黃頸雄蜥蜴偷偷摸摸地假扮雌蜥蜴,在橙頸雄蜥蜴忙著四處出擊的時候,偷偷撈取一些交配的機會,然而這種做法騙不了藍頸雄蜥蜴,因為它們對自己的配偶看管甚嚴。結果變成了一場風水輪流轉的進化遊戲,每種求偶策略每隔四五年就會占據上風。
人們不了解這種當代進化的普遍性,因為在野生狀態下很難觀察到。這種變化發生之快,連生物學家可能也不會發現,除非他們詳細記錄了其正常的特徵——這跟過去認為進化速度太慢而無法實時觀察到的老觀點正好相反。
快速進化也不只局限於同一特徵不同版本的交替輪換。有時進化會穩步向一個方向發展。這對於我們了解入侵物種生物學可能很重要。生物學家經常指出,要提防引進物種。例如斑馬貝和蒜芥,可能在它們的新家潛伏几十年甚至幾百年,然後突然變成令人頭痛的有害物種。一個可能的解釋是這些入侵者一開始不能適應新的環境,等到後來它們進化到能夠很好地適應環境時就會爆發,不過這種解釋尚未得到充分驗證。然而一旦發生這種情況,結果可能很驚人。
人為選擇
人類活動改變某些生態系統的速度和程度超過了以往任何時候,一些人類誘導的變化不僅更大,而且更始終如一和持久。它們可能帶來快速的進化,但可能也比較持久穩固。比如,獵取象牙促進了非洲和亞洲部分地區無牙大象的增長。
隨著現代人類各種活動促成氣候變化的到來,動植物都需要具有儘快適應環境的能力。生物學家已經發現,對於人為的氣候變暖以及因此造成的春季提前到來,有好幾個物種作出的反應是提前遷徙或提前產仔。
加拿大育空地區的紅松鼠產仔時間比10年前提前了18天左右。研究人員利用組織樣本來確定每隻小松鼠的出身,可以看出松鼠家族出生日期的變化情況。據此,他們計算出至少有13%的變化是進化的結果,而不是本能行為的靈活性造成的。
進化哲學與保護悖論
不過,當代快速進化並不總是壞事。人類已經在利用快速進化來讓微生物發揮有益的作用。但是,這種進化的速度能否跟得上氣候的空前變化速度還有待觀察。
顯而易見,除非具有合適的基因,否則一個物種不可能快速進化到適應新的環境,而種群較大的物種具有這種基因資本的可能性大於種群較小的物種。這意味著,被氣候變化淘汰的很可能是本已稀有的物種。甚至有人提出,放棄某些邊緣種群,集中精力保護具有成功進化的基因資源的種群。如我們不可能拯救艾伯塔地區的每一個馴鹿種群,而是集中力量拯救最有可能成功的種群。
如果當代的快速進化真的像有些研究人員認為的那樣普遍,那么我們可能必須修正“保護”稀有物種的觀念,因為通過圈養、組成新的野生種群或改變現有的生存環境可能會造成這一物種出現偏離初衷的進化。這提出了一個有意思的哲學問題。我們希望保護什麼?是保護某個物種還是保護有關它的信息?如果我們能夠保護下來我們今天所有的物種,在人類誘導的進化影響下,它們基本上都變成馴養的了,我們還會滿意嗎?至少對某些科學家來說,這是不能令人滿意。
警告
在世界的許多地方,這種令人遺憾的“當代進化”正在發生著,許多動物都面臨著在進化中變得更弱小的命運。
生物學家們憂心忡忡地警告說:如果再不採取強有力的措施,限制對動物的大規模獵殺,人類將永遠失去美味的鱈魚、漂亮的羊角,以及大自然中許多珍貴的物種。
在中國,東北虎、熊貓、大象……這些稍大一點的動物,都已經走進瀕危物種的範疇。