進化史12個最具代表性物種 史前魚類能行走(組圖)

《連線》雜誌盤點進化史12個最具代表性物種


  
北京時間1月6日消息，據國外媒體報道，在達爾文誕辰200周年之際，美國《連線》雜誌網站對生物進化史中12個最具代表意義的物種進行了盤點，如鯨的陸地祖先、會走的魚、始祖鳥等。

1、鯨的陸地祖先



鯨的陸地祖先

一項化石記錄顯示鯨的祖先是在陸地上進化的，而且這種過渡進化物種現已發現。它們是否是鯨在陸地上最後的祖先呢？2007年，考古研究人員發現一種叫做「Indohyus」的陸地哺乳動物，它生活在0.5億年前，體形非常像狗，它們是現已滅絕的叫做「raoellidae」的偶蹄類物種之一，但是它們不同於其他的raoellidae物種動物，它們長著耳朵、牙齒，其骨骼非常類似於鯨。

2、3.75億年前會行走的魚



3.75億年前會行走的魚

鯨在進化過程中是從陸地哺乳動物進化而為海洋生活的哺乳動物，它們最終選擇了海洋。但也有一些物種在進化中卻是從海洋中走向陸地。2004年，埃爾斯米爾島上發現一種叫做「Tiktaalik」的遠古新物種。這種3.75億年前的動物也被稱為「會走的魚」，其頭骨是2004年在加拿大北極地區發現。它長著靈活的脖頸以及像四肢一樣的鰭，被認為是魚演化為兩棲動物的重要過渡型動物，兩棲動物是最早登上陸地的脊椎動物。

3、長羽毛的恐龍：始祖鳥



始祖鳥

1861年，考古學家發現長著羽毛的恐龍——始祖鳥，科學家們曾一度認為這是第一種鳥類。然而在之後的考古研究中，他們發現接近於恐龍的一些物種也長有羽毛，這一點非常奇特。在上世紀80年代，古生物學家在中國北部挖掘發現0.65億年前的恐龍骨骼沉積層中，發現長有羽毛的恐龍，但它們並不會飛行。其中一些恐龍物種的特徵遠不同於傳統概念的恐龍物種，它們長著羽毛的作用主要是一種審美和皮膚與外界隔熱，而並非飛行之用。

4、嚙齒類動物的牙齒進化



嚙齒類動物的牙齒進化

2007年，芬蘭赫爾辛基大學進化生物學家凱思林·卡瓦納(Kathryn Kavanagh)展現小鼠的臼齒結構，它們與人類牙齒相似，臼齒也是從前至后順序排列，而且每顆牙齒比之前的要小。卡瓦納的這項研究發現預示著吃不同食物的嚙齒類動物牙齒進化發育，這是物種牙齒力學觀測和進化軌跡的完美交匯。

5、骨骼的起源



骨骼的起源

在動物骨骼發展之初，神經嵴細胞在擴散至動物全身之前源自脊髓，像形成感覺器官和皮膚一樣，可以形成面部和頸部骨骼。遠古物種幾乎不具備晶胚化石記錄，很少表現出至關重要的進化階段特徵。但是研究人員採用新型技術跟蹤細胞在胚胎髮育階段，最終能夠觀測到神經嵴的發育狀況。觀測到身體前端的頭部組織如何形成神經嵴，然而身體末端的神經嵴來自於中胚葉組織層。在這項研究的基礎上，科學家可以破譯肌肉附屬組織的共同進化歷史，比如：匙骨，這是魚類身體上的環形骨骼，在人體上則相對應是肩胛骨。

6、特殊自然進化論



棘魚

「特殊自然進化論」，它不同於自然環境選擇壓力，是以簡單的生存法則表達出複雜的方法，能夠將一個物種分割形成兩個物種。物殊自然進化論表現的一種形式是生殖隔離(reproductive isolation)，比如：一種棘魚生活在淺水溪流之中，其他的棘魚則生活在海洋環境。科學家發現淺水溪流中的棘魚喜歡選擇體型較大的交配對象，經過基因分析證實的確生活在淺水溪流的棘魚出現了進化分離。

7、蜥蜴之間的「逃亡遊戲」



蜥蜴之間的「逃亡遊戲」

在巴哈馬群島上，一種叫做「北方卷尾蜥」( Leiocephalus carinatus)的食肉型蜥蜴上演了一場與獵物之間的「遊戲」。「沙氏變色蜥」( Anolis sagrei)是它們鍾愛的一種獵食對象，當北方卷尾蜥遇到雄性沙氏變色蜥時，沙氏變色蜥則變得腿部伸長，雖然在交配展示時吸引了掠食者的注意，但是它們腿部變長，能夠更快地逃跑；而雌性沙氏變色蜥的逃亡策略則不同，它們會選擇靜止不動，將身體變得更大，讓掠食者看了不產生興趣，認為是一種難吞肚中的食物。這種蜥蜴逃亡策略展現出了性別差異的自然選擇變化。

8、掠食者和獵物之間的進化軍備競賽



掠食者和獵物之間的進化軍備競賽

自然界掠食者和獵物都處於進化競賽之中，隨著進化掠食者將逐漸適應獵物的進化變異。但是這種進化的「軍備競賽」的詳細情況是怎樣的呢？比利時魯汶大學的生物學家對湖底泥濘環境生存的水蚤和寄生蟎進行了研究。這種湖底泥濘沉積層有著精確的時期年代，不同的時期生存著相應的生物。這項研究使研究人員混合了不同紀元時期的物種，並直接測量了它們感染疾病和逃脫被掠食的能力。

9、物種基因流動



物種基因流動

如果隨意性的動物遷移使其居住環境分散開來，該區域的物種基因流動(genes flowing)將被本地的遺傳適應性所沖淡。但是動物的遷移並不是毫無計劃性的，比如：大山雀的遷移，自從上世紀70年代科學家在牛津郡觀測其遷移路線，他們發現大山雀的遷移路線具有一定的時機性，它們巢窩的建造具有獨特的物種特點，在一些小森林中形成本地適應性。值得一提的是，大山雀遷移群體的進食時期與氣候變化時間相匹配。

10、基因同質性變化



基因同質性變化

由於自然選擇傾向於日益增長的適應性變化，而物種群體進化始終趨向於基因同質性發展。但是進化並不是一維的，當研究人員在特立尼達島分析野生孔雀魚的顏色變化概率時，他們發現不論其顏色變化，不同尋常的色彩變種個體具有較高的成活率。這叫做「概率依賴倖存法則」，物種自然進化選擇傾向於罕見的物種，而不傾向於普通的物種，從而避免了長期的基因同質性，無論基因同質性是否短期受益，未來將會證實其災難性。

11、進化的「湊合之計」


海鰻進食視頻



進化的「湊合之計」

有時物種進化並不是非常完美，但也能湊合著使用。海鰻就是一個典型的例子，它不同於其他魚類，其身體呈細長狀，當它張開嘴所形成的吸力很微弱，難以捕獲獵物。在進化歷程中，海鰻尋找到了解決方案：從腮部骨架長出的第二排牙齒和顎骨雖然看上去並不完美，但在捕食獵物時也能派上用場。

12、加拉巴哥雀鳥進化特徵



加拉巴哥雀鳥進化特徵

加拉巴哥雀鳥的鳥喙曾被達爾文描述為具有典型的物種進化特徵，在過去數十年裡，科學家們又再次將這種鳥用於進化研究分析。2006年，研究人員發現該種鳥類體內具有鈣調蛋白，該物質隨著胚胎髮育階段呈現出不同的表達特徵，鳥喙相應地出現外型變化。