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那些被稱為“活化石”的物種,真的停止進化了嗎?

2020-12-11 15:42
來源:澎湃新聞·澎湃號·湃客
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“活化石”是一個我們小學二年級就知道的概念,指得是那些起源非常久遠的生物,最常見的好比銀杏樹、大熊貓、中華鱘。

所謂活化石,其實在大眾眼中還有一層含義,就是這些古老的生物本應該出現(xiàn)在化石當中,但它們卻仍然活在現(xiàn)代,和它們相近的物種都已經湮滅在歷史當中了。

換句話說,這些活化石生物跟它們數(shù)千萬年前乃至上億年前的祖先們相比沒有什么變化。

一個典型案例就是鱟,鱟作為海洋中造型奇特的動物顯得與其他生物格格不入,它們的歷史已經有4.5億年了。今天的美洲鱟與1.4億年前生活在侏羅紀的達爾文鱟相比,在造型上幾乎沒有區(qū)別。

它們是已經停止進化了嗎?這是不是意味著一個成功的物種誕生后甚至不需要太多改變,靠茍就能千秋萬代,走上物種巔峰?

美洲鱟(左)與達爾文鱟(右)

試想一下,那些與它們同時代的競爭對手們都變成了化石,而只有它們經歷了多次大滅絕事件,一路走到今天,這難道不是成功嗎?

然而,事實是它們大多已經無路可走了。

回到鱟的進化故事,鱟的祖先可以追溯到4.8億年前,它們的足開始出現(xiàn)分工,前足用于行走、游動或捕食,后足演化出用于呼吸的鰓。

鱟的書鰓

在那個時代,鱟的祖輩兄弟姐妹非常繁榮,分成兩支,一支發(fā)展出槳狀肢和大鉗子,成為了頂級掠食者,俗稱海蝎。另一支則演化出了大鍋蓋一樣的盔甲,棲息在海底過著濾食或食腐的生活,這就是鱟的直系老祖宗。

安逸的生活一直過到了魚類的崛起,海蝎被打得落花流水,鎧甲和鉗子就像面對現(xiàn)代搏擊的“太極大師”們,沒有還手的余地,逐漸衰落。

廣翅鱟俗稱海蝎

而背著加強版鎧甲的鱟類防御力還不足以被撼動,加之其“底層”的地位,并沒有受到太大的沖擊,甚至還演化出了體型超大巨型希伯特鱟,體長達到1.6米。

之后的故事就有些悲情了,鱟家族并不是停止了進化,它們也有很多演化方向的嘗試,比如進入淡水開辟新天地,然而奈何裝備落伍,屢屢潰敗。

巨型希伯特鱟復原圖

以至于今天鱟家族僅剩3個屬4個種,還過著老祖宗的生活,不是它們不想努力,而是現(xiàn)實太過殘酷,這還沒算突然蹦出來的人類,差點沒剎住車給丫吃滅絕了。

不要以為“活化石”是躺著的贏家,真正的贏家應當是遍地開花。同樣都是看起來和祖先非常相似,有的是窮途末路,有的卻是前程萬里。

有人說蟑螂也是“活化石”之一,理由是它們的歷史也達到了3.2億年之久,但不一樣的是蟑螂可是真正的贏家。

蟑螂所屬的蜚蠊目,其化石數(shù)量僅此于鞘翅目昆蟲,屈居第二,它們自誕生起就是最成功一類動物。首先是分布范圍極為廣泛,從目前已發(fā)現(xiàn)的化石證據(jù)來看,從歐洲到美洲,東亞到中東,都有蜚蠊化石出土。

它們的裝備也十分先進,早期昆蟲的翅膀不能折疊,比如古蜻蜓,休息時翅膀也是張開的,小時候應該有人會用捏翅膀的方法來抓正在休息的蜻蜓吧。

而蜚蠊目昆蟲率先進化出了可折疊的翅膀,前翅革質,后翅膜質,飛行的時候展開,休息的時候折起來隱藏,不容易被捕食者發(fā)現(xiàn),也更利于在陸地上的活動。

蟑螂的種類繁多,絕不僅僅是我們深惡痛絕的那幾種常見的小強,事實上對人類有害的蟑螂也僅僅30余種,在整個蜚蠊家族4000多種中,占比不到1%。

在自然界中的其他蟑螂也并不都是吃剩菜啃垃圾的角色,它們手段豐富技能多樣,有在水生或半水生的蟑螂,有通過擬態(tài)躲避捕食者的擬態(tài)蟑螂,還有進化出強健后足的跳躍蟑螂。

并且科學家還發(fā)現(xiàn),最早的完全社會性昆蟲可能就是蟑螂。在中生代的琥珀中,發(fā)現(xiàn)了一種身體狹長、體色淡化的蟑螂,它們身上具有發(fā)達的感覺毛,頭大、唇須長,與社會性昆蟲的特征非常相似。

事實上,2007年開始,作為昆蟲里最有代表性的社會性物種,白蟻被并入蜚蠊目,顛覆了我們從前的認知,更加說明了蟑螂在歷史上的成功。

對于整個蟑螂家族而言,它們還未曾衰敗,至于它們的體態(tài)長期以來變化不大,原因在于這套裝備的適應性真的太強,不信的話回想一下你追著蟑螂打的狼狽模樣。

不錯的飛行能力,優(yōu)秀的奔跑速度,收起翅膀后可鉆入各種縫隙,最可恨的是還能爬墻,對震動和光線極為敏感,總能在你使出致命一擊前預知危險。

那么蟑螂停止進化了嗎?不僅沒有,它們甚至以肉眼可見的速度進化著,當然并沒有體現(xiàn)在外表上。前面提到了蟑螂家族中僅有不到1%對人類有害,但就是這區(qū)區(qū)二三十種就能讓人類吃盡苦頭。

據(jù)統(tǒng)計,美國政府每年花費超過15億美元來消滅蟑螂,是防治艾滋病預算的2倍,但可怕的是它們對藥物的抵抗力進化速度非常快,如果藥物不能迅速殺滅一個蟑螂群落,那么它們的抗藥性會迅速增強,并且傳給后代。

對蟑螂這種“活化石”而言,進化從未停滯,只不過是因為它們的基本盤太強,小修小改不容易被察覺罷了。

琥珀中的古蟑螂與現(xiàn)代蟑螂非常相似

最后我們再來說一種比較復雜的“活化石”——鱷魚,很多人都以為鱷魚的出現(xiàn)要早于恐龍,有的還會知道一些某某鱷的史前物種。

比如狂齒鱷,從外形的生活習性來看它們都與今天的鱷魚很相似,但別被名字里的鱷給騙了,狂齒鱷屬于植龍目(植龍這個名字是個誤會,最早認為是植食的),與現(xiàn)代鱷魚所屬的鱷形超目前緣關系并不近。

一個最顯著的差異在于植龍類的鼻孔更靠近口鼻基部,不像鱷類那樣鼻孔位于嘴巴末端,我們可以理解為它們是自然選擇造就的趨同演化。

植龍類的鼻孔位置更近口鼻基部

植龍類稱霸淡水后便快速衰退,而鱷類之后才開始崛起,在侏羅紀開始稱霸淡水,但實際上鱷魚祖先的進化史其實要比想象中的復雜。

它們在淡水、海洋、陸地之間反復橫跳,與同時期的競爭者斗爭,有的從淡水向海洋進發(fā)但最終滅絕,有的從淡水向陸地,但最后兜兜轉轉還是只能守住淡水這塊根據(jù)地。

地蜥鱷(一種海洋鱷魚)復原圖

有學者認為鱷魚不是活化石,因為它們在漫長的歷史中并沒有停下腳步,也不是一成不變,而是努力了上億年最終還是回到了解放前,讓人感覺它們停止了進化像個活化石。

活化石這個說法最早是達爾文創(chuàng)造的,本意是指某些帶有古老特征,像化石一樣能夠提供演化爭取的物種,但后來隨著大眾和媒體的傳播,活化石變成了指代那些所謂沒有停止進化物種。

現(xiàn)存的腔棘魚物種也并非就當年四足動物的祖先

其實生物的進化是不會停止的,一個最簡單的道理,就算是鱟類,如果真的沒有進化,那今天也不會有達爾文鱟和美洲鱟兩個物種名了。

即便真的有所謂的“活化石”,我們也不用去追捧,這些孑遺生物也并非什么強者,因為長時間的茍活不能證明強大,真正的強大要靠那些滅絕的弱者來襯托。

劉羽陽(翻譯). 早古生代海洋中的主角劍尾類和廣翅類:5.4億年的演化軌跡[J]. 科學世界, 2012(3):82-83.

劉珂,廖永巖,任天嬌,朱鵬.分子生物學證據(jù)揭示的鱟演化[J].北部灣大學學報,2020,35(04):1-6.

郭銀霞,高太平.蟑螂,化石中的另類霸主[J].化石,2011(01):2-6.

梁軍輝,任東,葉青培,劉明,孟祥明.中國蜚蠊目昆蟲化石研究[J].動物分類學報,2006(01):102-108.

FERRIS JABR. The Rise and Fall of theLiving Fossil. Nautilus, JANUARY 17, 2019.

原標題:《那些被稱為“活化石”的物種,真的停止進化了嗎?》

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