人類活動改變物種進化進程:魚類基因「小型化」

2021-02-08 環球網

北京時間2月6日消息,據國外媒體報導,英國格魯斯特大學科學家亞當-哈特最新研究發現,人類在不經意間影響了其它物種的進化。越來越多的證據表明,諸如商業捕魚、狩獵等人類活動以及殺蟲劑和抗生素的使用導致物種進化出現了許多戲劇性的進化。

當你坐在餐桌前準備享用一頓美味的烤雞大餐時,你可能根本不會聯想到物種進化問題。但是,如果你仔細觀察一下就會發現一些異樣。那些又粗又脆的胡蘿蔔、香嫩美味的雞肉、外觀看起來又紅又亮的西紅柿明顯與它們天然祖先有很大的差異。那些圈養的家畜和種植的農作物往往都是在我們人類的影響下進行了人為的選擇,如口味和大小等方面,從而導致動物和植物的後代與祖先之間出現了不同的基因頻率。這種基因的變化就是進化,而上述所說的進化則來自於一個被稱為「人工選擇」的過程。

其實,自然選擇本質上程序是一樣的。兩者不同之處在於,人工選擇是人類有意選擇個體進行餵養和培育,而自然選擇的壓力則來自於弱肉強食和優勝劣汰,比如雌性肯定不願意與低劣品種的雄性交配,只有這樣才有可能讓一部分個體繁育出高質量的下一代,而其它劣等個體則很少有機會繁育後代。如果這種能夠促進父母提高繁育能力的特性遵循某種基因準則的話,那麼它們的後代也會遺傳這種特性,同樣也會改變這個種群的基因頻率。

當然,並不是所有的人工選擇壓力都是人為故意的。科學家最新研究發現,人類的許多活動無意間對物種進化產生了重大影響。這種「非自然選擇」同樣促進了物種的進化。由我們人類活動引起的最著名、最重要的「非故意進化」案例當屬抗生素耐藥性。抗生素向細菌施加了巨大的進化壓力,任何能夠抵抗住抗生素壓力的細菌都擁有巨大的優勢,耐農藥性也是同樣的道理。

非自然選擇和進化的著名案例包括商業捕魚。通常是較大的魚類容易被捕撈上岸,而較小的魚類則能夠倖免於難。但是,這種效應並不僅僅是一種統計學上的變化。美國加州大學聖克魯茲分校科學家埃裡克-帕爾科瓦科斯解釋說,「我們剔除了大魚,這樣就會對某魚群個體的體形大小產生直接影響。剩下的魚群就能夠感受到這種影響,因為剩下的較小魚類貢獻了更多的基因。」換句話說,「小個」基因得到了傳遞,而「大個」基因則因為商業捕魚而被選擇性地剔除了。

商業捕魚不僅僅會對魚群個體大小的進化產生影響,而且也會對魚群個體的性成熟期產生影響,導致魚群個體更早熟。因為那些帶有晚熟基因的個體在還沒有機會繁育後代的時候就已經被捕撈上岸,從而魚群中這部分晚熟基因也被排除了。這種由商業捕魚導致的選擇壓力和進化還有更嚴重的生態系統後果。比如,大西洋真鱈以前可達數米長,而現在長度只有1米左右。帕爾科瓦科斯解釋說,「在一個生態系統中,某種生物可能曾經是頂級捕食者,而現在則變成了其它生物的獵物。」

此外,狩獵也會對物種進化產生重大影響。分布於加拿大阿爾伯塔省等地的落基山大角羊一直是獵人們追逐的目標。獵人們喜歡捕獵個體最大、最引人注目的雄性大角羊。這些大個子擁有強大的角,在與其它雄性打鬥時往往勝算較大,因此也更容易打敗小個子大角羊,從而獲得更多與雌性交配的機會。加拿大阿爾伯塔大學科學家大衛-科爾特曼教授的研究團隊曾經對落基山大角羊進行了長達40年的研究。他們發現,雄性落基山大角羊在年輕時角長得很快,但是一隻成功的公羊必須要足夠長壽才有可能取得社會優勢。一旦成功了,它就可能有許多後代。獵人們對這些大個子雄性大角羊施加了強大的進化壓力。它們的大個子優勢瞬間變成了劣勢,因為它們是獵人心目中最理想的獵物。這種壓力讓小個子大角羊獲得了機會。隨著大個子被捕獵,小個子越來越多,它們的基因也得以傳遞下來。和捕魚一樣,狩獵也導致進化變化。因此,落基山大角羊也進化得越來越小,已經小了25%。

當我們捕魚或打獵時,我們的行為與天然捕食者並不同。我們是無情的「超級捕食者」,只選擇那些最大的、最好的目標。同樣,在改變環境方面,我們的做法也是大尺度的。城市化進程仍在繼續,一些物種要想生存下去,必須要忍受我們所創造的環境。在全球範圍內,我們的活動引起了氣候變化,產生了更大的物種進化壓力。我們做的每一件事似乎都能夠帶來相應的進化後果。(彬彬)

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