人类活动改变物种进化进程:鱼类基因“小型化”

2016年02月06日 09:31 新浪科技 微博
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较大的鱼类被“优先”捕捞上岸,导致“小型化”鱼类基因得以传递。较大的鱼类被“优先”捕捞上岸,导致“小型化”鱼类基因得以传递。
精心培植的作物与它们的天然祖先大不相同。精心培植的作物与它们的天然祖先大不相同。

  新浪科技讯 北京时间2月6日消息,据国外媒体报道,英国格鲁斯特大学科学家亚当-哈特最新研究发现,人类在不经意间影响了其它物种的进化。越来越多的证据表明,诸如商业捕鱼、狩猎等人类活动以及杀虫剂和抗生素的使用导致物种进化出现了许多戏剧性的进化。

  当你坐在餐桌前准备享用一顿美味的烤鸡大餐时,你可能根本不会联想到物种进化问题。但是,如果你仔细观察一下就会发现一些异样。那些又粗又脆的胡萝卜、香嫩美味的鸡肉、外观看起来又红又亮的西红柿明显与它们天然祖先有很大的差异。那些圈养的家畜和种植的农作物往往都是在我们人类的影响下进行了人为的选择,如口味和大小等方面,从而导致动物和植物的后代与祖先之间出现了不同的基因频率。这种基因的变化就是进化,而上述所说的进化则来自于一个被称为“人工选择”的过程。

  其实,自然选择本质上程序是一样的。两者不同之处在于,人工选择是人类有意选择个体进行喂养和培育,而自然选择的压力则来自于弱肉强食和优胜劣汰,比如雌性肯定不愿意与低劣品种的雄性交配,只有这样才有可能让一部分个体繁育出高质量的下一代,而其它劣等个体则很少有机会繁育后代。如果这种能够促进父母提高繁育能力的特性遵循某种基因准则的话,那么它们的后代也会遗传这种特性,同样也会改变这个种群的基因频率。

  当然,并不是所有的人工选择压力都是人为故意的。科学家最新研究发现,人类的许多活动无意间对物种进化产生了重大影响。这种“非自然选择”同样促进了物种的进化。由我们人类活动引起的最著名、最重要的“非故意进化”案例当属抗生素耐药性。抗生素向细菌施加了巨大的进化压力,任何能够抵抗住抗生素压力的细菌都拥有巨大的优势,耐农药性也是同样的道理。

城市化进程导致一些物种必须要忍受我们人类所创造的环境。城市化进程导致一些物种必须要忍受我们人类所创造的环境。
狩猎向大个子雄性大角羊施加了强大的进化压力。狩猎向大个子雄性大角羊施加了强大的进化压力。

  非自然选择和进化的著名案例包括商业捕鱼。通常是较大的鱼类容易被捕捞上岸,而较小的鱼类则能够幸免于难。但是,这种效应并不仅仅是一种统计学上的变化。美国加州大学圣克鲁兹分校科学家埃里克-帕尔科瓦科斯解释说,“我们剔除了大鱼,这样就会对某鱼群个体的体形大小产生直接影响。剩下的鱼群就能够感受到这种影响,因为剩下的较小鱼类贡献了更多的基因。”换句话说,“小个”基因得到了传递,而“大个”基因则因为商业捕鱼而被选择性地剔除了。

  商业捕鱼不仅仅会对鱼群个体大小的进化产生影响,而且也会对鱼群个体的性成熟期产生影响,导致鱼群个体更早熟。因为那些带有晚熟基因的个体在还没有机会繁育后代的时候就已经被捕捞上岸,从而鱼群中这部分晚熟基因也被排除了。这种由商业捕鱼导致的选择压力和进化还有更严重的生态系统后果。比如,大西洋真鳕以前可达数米长,而现在长度只有1米左右。帕尔科瓦科斯解释说,“在一个生态系统中,某种生物可能曾经是顶级捕食者,而现在则变成了其它生物的猎物。”

  此外,狩猎也会对物种进化产生重大影响。分布于加拿大阿尔伯塔省等地的落基山大角羊一直是猎人们追逐的目标。猎人们喜欢捕猎个体最大、最引人注目的雄性大角羊。这些大个子拥有强大的角,在与其它雄性打斗时往往胜算较大,因此也更容易打败小个子大角羊,从而获得更多与雌性交配的机会。加拿大阿尔伯塔大学科学家大卫-科尔特曼教授的研究团队曾经对落基山大角羊进行了长达40年的研究。他们发现,雄性落基山大角羊在年轻时角长得很快,但是一只成功的公羊必须要足够长寿才有可能取得社会优势。一旦成功了,它就可能有许多后代。猎人们对这些大个子雄性大角羊施加了强大的进化压力。它们的大个子优势瞬间变成了劣势,因为它们是猎人心目中最理想的猎物。这种压力让小个子大角羊获得了机会。随着大个子被捕猎,小个子越来越多,它们的基因也得以传递下来。和捕鱼一样,狩猎也导致进化变化。因此,落基山大角羊也进化得越来越小,已经小了25%。

  当我们捕鱼或打猎时,我们的行为与天然捕食者并不同。我们是无情的“超级捕食者”,只选择那些最大的、最好的目标。同样,在改变环境方面,我们的做法也是大尺度的。城市化进程仍在继续,一些物种要想生存下去,必须要忍受我们所创造的环境。在全球范围内,我们的活动引起了气候变化,产生了更大的物种进化压力。我们做的每一件事似乎都能够带来相应的进化后果。(彬彬)

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