在印度洋上,马达加斯加西北248英里(400公里)处,有一个被一圈岛屿包围的浅泻湖。这些露头组成了阿尔达布拉环礁,一个红树林繁茂的地方10万只巨龟实现了自由。
最近,一位不同的居民引起了全世界的注意。亚达伯拉铁路(龙尾草)是一种只在环礁上发现的鸡大小的鸟。它也是印度洋上仅存的岛鸟不会飞的.无力的手臂肌肉和不对称的飞羽使鸟保持地面。
然而它的祖先会飞。亚达伯拉轨道进化而来从白喉轨道(Dryolimnas cuvieri),这是一种仍然活着的鸟,经常飞向天空。白喉斑鸠栖息在马达加斯加和邻近岛屿上。数千年前,许多这种鸟飞到了阿尔达布拉环礁。
那时和现在一样,大型食肉动物在环礁上很少见随着捕食威胁的消失,鸟类的后代逐渐失去了飞行的能力。同样的事情也发生在渡渡鸟,另一种岛栖鸟,其祖先投降的航班.
飞行是一项高能量的活动。当你不需要飞离捕食者的时候——你只要四处走动就能获得食物——为什么要浪费能量呢?在亚达伯拉环礁上,短期生存不需要飞行。因此,经过许多代,孤立的铁路种群产生了我们今天所知道的完全不会飞的鸟类。
但是等等!事实证明,这是一个惊人的情节转折。显然,我们刚才描述的一系列事件发生了不止一次。2019年的一项研究表明,会飞的殖民轨道来到了亚达布拉,并在那里产生了一个不会飞的亚种两个不同的场合.就好像自然选择按下了“重置”按钮。
科学家称这种现象为迭代进化。今天,我们将解释这个过程需要什么,以及不需要什么。
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《环礁之谈
朴茨茅斯大学生物学家朱利安·p·休谟和大卫·马提尔共同撰写了这项研究突破性的新研究这篇文章发表在2019年5月8日的《林奈学会动物学杂志》上。
自从他们的论文发表以来,休谟和马提尔的工作获得了大量的媒体报道。不幸的是,他们的发现被广泛误解了。从一些媒体的说法来看,现代的阿尔达伯拉不知何故走上了轨道灭绝了然后又死而复生。这是不是发生了什么.这不是迭代进化的工作方式。
摄影师喜欢阿尔达布拉环礁阳光明媚的海滩和蓝色的泻湖。如果你是古生物学家,这些岛屿还有另一个吸引力:丰富的化石记录回溯到几十万年前。
在最西端的皮卡德岛(Ile Picard),一处挖掘地点发现了一对史前铁轨上的臂骨化石。地质线索告诉我们这些骨头的历史超过了13.6万年。
看来这些死鸟本可以用一份好的洪水保险。根据海洋化石的分布(例如,海洋软体动物遗骸)判断,在过去的40万年里,这个环礁似乎多次完全淹没在水下。最近,岛屿消失了在大约13.6万到11.8万年前的海浪下,由于海平面上升。后来,海水退去,环礁重新出现。
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重复,而不是复活
现在故事发生了意想不到的转折。伊尔皮卡德的臂骨看起来几乎和我们今天在阿尔达伯拉岛的铁轨上看到的一模一样——正如你回忆的那样,它们是不会飞的。因此,这些化石所属的鸟类可能也不会飞。
所以从理论上讲,当环礁被洪水淹没时,史前的铁轨无法逃脱,被消灭了。可怜的东西。
然而,故事并未就此结束。正如休谟和马提尔在他们的论文中解释的那样,一个更年轻的栏杆的脚骨化石曾经从环礁的另一个岛屿格兰德特尔(Grand Terre)被提取出来。这个标本只有大约10万年的历史。因此,它的主人活了下来后海平面下降,阿尔达布拉环礁重新浮出水面。
在一个有趣的déjà似曾相识的例子中,这个化石非常类似于今天不会飞的亚达伯拉轨道和假设铁路——这种鸟在1937年灭绝了。(初步资料显示,它也不会飞。)
格兰德特雷的化石很可能来自一种不会飞的鸟,或者正在失去飞行能力。不管怎样,它可能是现代亚伯拉铁路的祖先。
根据休谟和马提尔的观点,我们看到的是进化的重来。当环礁沉没时,不会飞行的岛民灭绝了,他们的祖先是高耸的铁轨。一旦岛屿消失,然后重新出现,这些空中流浪者重新居住在环礁上,进化成一个全新的、不会飞的亚种——一个今天仍然逍遥法外的亚种。
历史一再重演,声音响亮而清晰。这就是简单的迭代进化。
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《如果你听过这个就阻止我》
迭代进化可以定义为“同一祖先谱系在不同时间点上的特定特征或身体计划的重复进化。”
让我们假设有一种生物(或一组密切相关的生物),它的结构相当保守,但却成功地在很长一段地质时间内存活了下来。如果多组相似的后代从这个共同的祖先一个接一个地独立进化,这将是一个明确的迭代进化的例子。
以菊石为例。带螺旋壳的鹦鹉螺是鱿鱼和鹦鹉螺的亲戚,在恐龙时代就在海洋中游荡。一些专家认为,个人与薄壳从一边压缩到另一边,更适合水流非常快的浅环境。另一方面,更厚、更重的炮弹很好地向近海深处倾斜。
因此,有证据表明,在世界上的某些地方,厚壳菊石的祖先种群会周期性地产生薄壳菊石的后代,这些后代入侵了海滨栖息地。当海平面下降时,许多栖息地消失了,分支菊石灭绝了。但它们的厚壳祖先坚持了下来——当海平面再次上升时,它们会繁衍出新一代薄壳浅水居民。
这只是一个例子。迭代进化也可以解释相似外貌的反复崛起和衰落海奶牛在过去的2600万年里。同样的,海龟尤其是那些以海草为中心饮食的动物,可能在它们的进化史上经历了同样的过程。
而自然选择是一种强大的力量,它无法复活一个灭绝的物种。但在环境条件合适的情况下,它至少可以做出很好的仿制品。
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