《科學》大型跨物種研究:演化論發生速度可能比想像快 4 倍

最新刊於《科學》的基因變異分析,達爾文提出的演化論發生速度,可能比以前認為的快四倍。

一個物種的基因差異越大,演化速度就越快,因為某些特徵會消失,而更強的基因特徵會繼續流傳,是次研究團隊則稱之為「演化燃料 (fuel of evolution) 」。

團隊分析了全球 19 個不同野生動物物種群族的數據。數據分析顯示,這種「演化燃料」比之前的估計要豐富,因此人類可能不得不在這氣候變化嚴重的時代調整對動物演化速度的預期。

是次研究首席作者、澳洲國立大學演化生態學家 Timothée Bonnet 指出,研究提供了一種方法來衡量,當前物種所有特徵受天擇 (natural selection) 影響的演化潛在速度。

團隊研究的野生動物包括澳洲華麗細尾鷯鶯 (Malurus cyaneus)、坦桑尼亞斑點鬣狗 (Crocuta crocuta)、加拿大北美歌雀 (Melospiza melodia) 和蘇格蘭歐洲馬鹿 (Cervus elaphus)。這亦是學界首次對演化速度進行如此大規模的評估。

華麗細尾鷯鶯 (Malurus cyaneus) via Wikipedia

每項實地研究的平均時間長達 30 年,記錄了群族的出生、死亡、交配和後代的詳細信息。研究最短的物種時間只有 11 年,最長的長達 63 年,整個研究總共錄得 260 萬小時的現場數據。

團隊花了 3 年時間這批數據,最終量化了基因和天擇引起的物種變化程度。雖然演化之父達爾文最初認為演化是個非常緩慢的過程,但過去的研究已經表明,在某些物種中,演化可以在短短幾年內發生。

快速演化的常見例子是樺尺蠖 (Biston betularia) ,在英國工業革命之前,該物種主要是白色的,但由於工廠排出的污染物在樹木和建築物上留下黑煙灰,令黑色樺尺蠖具有更多生存優勢,令鳥類更難發現牠們,而這決定了黑色個體的生存概率,令在英國的樺尺蠖很快就被黑色樺尺蠖佔據了主導地位。

團隊強調,現時還沒有足夠證據表明,物種的整體演化速度比過去更快,但很明顯,個體的基因差異這種「演化燃料」比我們想像的影響更多。

氣候變化持續影響全球生態,更了解動物的適應速度將有助於模擬哪些物種能夠繼續生存,哪一些需要人類保育。

來源:

Science Alert, Evolution May Be Happening Up to 4 Times Faster Than We Thought, Massive Study Finds

報告:

Bonnet, T., Morrissey, M.B., de Villemereuil, P. & et al. (2022). Genetic variance in fitness indicates rapid contemporary adaptive evolution in wild animals. Science Vol376, Issue 6596, pp1012-1016. doi: 10.1126/science.abk0853

文/AC、審/WL

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