“活化石”真的长期以来都没有进化吗?
作者:达达 来源:海洋欢乐谷 访问:156 日期: 2021-04-22

海滩上的舌形贝。舌形贝纲最早出现在寒武纪时期,是一类腕足动物活化石

 

有这样一种误解,活化石之所以为活化石,就是因为自它们出现以来,数千万年乃至数亿万年它们都没有发生改变,没有发生进化,与它们的祖先十分相似,就像是活的化石一样,因此才被称作“活”化石。

比如鲎,我们可以看到一些很久很久以前的鲎的化石,它们跟现在的鲎几乎一模一样,就像下面这个图所显示的,晚侏罗世1.48亿年前的达尔文鲎(Limulus darwini)和现在的美洲鲎(Limulus polyphemus)一模一样,只有很细微的差别。

左:美洲鲎 右:达尔文鲎

美洲鲎(Limulus polyphemus

 

看起来确实是没有进化,但我们要注意的是,它们一个叫美洲鲎,一个叫达尔文鲎,是两个不同的物种,而物种本身就是进化的产物,何况美洲鲎和达尔文鲎本身关系就非常密切——美洲鲎属于鲎属,而达尔文鲎是鲎属目前已知最早的物种,就像鲢鱼和鳙鱼(同属于鲢属)的关系,一个属下的物种,它们是不可能差得太多的。

实际上在古生代结束后,鲎就基本定型了,一代单传,演化来演化去基本上都是一个模子,但在更早的时候原始的鲎却有一些新奇的花样,比如我们来看这些石炭纪的鲎们:


Euproops rotundatus

月牙鲎(Kasibelinurus yueya

壮美阿兰鲎(Alanops magnificus

 

可惜这些花样扛不过灭绝事件和种间竞争。

这些化石充分表明至少鲎在一段时间里是非常多样化的,并不是一直没有改变(指形态),只是到了中生代以后,鲎渐渐衰落,只剩下了我们比较熟悉的形态,而这样的形态又一直顺风顺水,没有在后来一两亿年的时间里被刷掉,稳定延续到现在,成了当今世界上鲎的唯一模板。

而且就算是现在这4种鲎也不是完全一样,比如,4种鲎就圆尾蝎鲎一个有毒,那这个毒性显然是它自己演化出来的啊。

圆尾蝎鲎(Carcinoscorpius rotundicauda),唯一有毒鲎

        

腔棘鱼是另一个例子,我们都知道现在的腔棘鱼跟白垩纪灭绝的那批腔棘鱼很像,但问题在于白垩纪的腔棘鱼跟现在的腔棘鱼关系本来就很近,都是矛尾鱼亚目,只是科不同。腔棘鱼的演化早期也是花样繁多,但事实证明只有目前矛尾鱼这种形态最好续命,也只有这样的形态活到了新生代,而现在的两种腔棘鱼在大约六千万年前开始分化,在它们中间可能还有许多已经灭绝的物种,这也是进化的体现。


a是莫森氏鱼,化石记录中白垩纪的最后一类腔棘鱼,bc是现代矛尾鱼

历史上腔棘鱼曾经有过的几种形态,实际上在三叠纪后,几乎所有腔棘鱼都是f形态

 

蟑螂也是如此,最早的蜚蠊目成员出现在3.12亿年前的石炭纪晚期,这也就是为什么很多人蟑螂亿万年不变,但如果真的不变,现在的蟑螂应该只有一种,而且是3.12亿年前的那一种,但事实并非如此,即使是举国上下深恶痛疾的居家小强,最最最最常见的也有两种——“北方蟑螂”德国小蠊和“南方蟑螂”美洲大蠊。事实上,现生的蟑螂也就是蜚蠊目冠群在侏罗纪至白垩纪期间才开始分化,后来一支蟑螂又演化成为白蚁,由此可见,蟑螂不仅进化了,而且就连白蚁也是蟑螂进化的产物。

隐尾蠊(Cryptocercus sp.),这是一类哺乳的社会性蟑螂

疑仿硕蠊Blaptica dubia(杜比亚蟑螂),一种卵胎生蟑螂

Diploptera punctata,唯一一种胎生蟑螂

Lucihormetica luckae,一种发光蟑螂

白蚁所属的等翅目,现在已经变成了蜚蠊目的一个下目。图为白蚁巢(照顾观感不放虫子)

 

就算是不产生新的物种,进化也是在不断进行的,新物种只是演化进行到一定程度的产物,但性状的定向改变有一点就算一点,有一点也是进化。在云南的高原冷水湖泊里有一种叫牟氏螺蛳的田螺,这是一种瘦长的田螺,但化石中的牟氏螺蛳要更加瘦长,就像个大号的钉螺一样,很容易可以看出牟氏螺蛳的演化上存在一个逐渐变短粗的趋势,但现在的牟氏螺蛳和以前的牟氏螺蛳并非两个物种,它们甚至不是亚种、变种或“型”的关系,它们只是一个物种内部演化的不同阶段

古今牟氏螺蛳的对比

 

事实上,所有生物都在时刻不停地进行演化,只是演化速度的快慢和演化造成的改变程度有所差异,现在的每一个物种都是现在的物种,几乎没有哪一个现生的物种是出现于恐龙时代的,形态的相对稳定说明这种形态在对环境的适应上相对成功,不需要太大的改动就能胜任,但没有哪一类生物是绝对不变的。演化是一场赛跑,拒绝演化或跟不上演化的浪潮,最后的结果都是淘汰。以著名的活化石植物银杏(Ginkgo biloba)为例,这一支裸子植物的种子依赖动物进行传播,但它们的外种皮味道糟糕而且有毒,一般的动物都不愿触碰,当少有的能够为其播种的动物消失,银杏就丧失了传播种子的能力,亲本树荫下直接萌发的幼苗因竞争关系也无法存活,于是群体也难以自然更新,银杏又来不及迅速产生新的播种策略,于是在多种因素的影响下它们渐渐衰退。目前我们发现的野生银杏数量稀少分布零星且大多年事已高,银杏亚纲在地球的历史上曾经相当繁盛,这样的盛世一直延续进入我们所属的新生代,但假如没有遇见人类,银杏恐怕离灭绝已经不远,而当银杏这个物种走向绝灭,它所代表的一整个亚纲也将不复存在。

银杏的种子中含有银杏酸和银杏酚,食用过量可以导致中枢神经系统的损害

 

在小说《爱丽丝漫游仙境》的续作《爱丽丝镜中奇遇》(Through the Looking-Glass)中,红皇后曾经对爱丽丝说过这样一句话:

 

在这个国度中,必须不停地奔跑,才能使你保持在原地。

(Now, here, you see, it takes all the running you can do, to keep in the same place.)


在1973年,这话被美国进化生物学家范瓦伦(L. van Valen)拿来对生物的演化做了一个生动的解释,这就是著名的“红皇后假说”(Red Queen hypothesis),即生物必须不断演化以保证其的生存,否则就只能在其他生物的演化之下被淘汰。红皇后假说指明了物种间持续的生存斗争,这样的竞争又催生持续的演化,正如粗皮渍螈(Taricha granulosa)和普通束带蛇(Thamnophis sirtalis)在毒性和抗性上不断升级的的“军备竞赛”,又如非洲草原上猎豹与有蹄类间的速度之争,在高中课本中,这个现象被简单明了地称作“协同演化”。

粗皮渍螈是一种含有河豚毒素的两栖动物,曾有毒死人的记录,而束带蛇是它少有的天敌

 

逆水行舟,不进则退,所有生物都处于不断的变化之中,而所谓的“活化石”,只是代表了某一类群的原始阶段,或在某一类群的演化中占有重要地位,或在上古时期非常繁盛但如今衰落了,仅此而已,而那些起源早现在很繁盛并且没啥重要演化意义的,强行说它们是活化石,其实很奇怪。

蟑螂,我说的就是你。


好像也没人说跟银杏差不多同岁的松柏类是活化石?

来源:海洋欢乐谷公众号 https://mp.weixin.qq.com/s/7k944DD43zoaYD2khsSfxw


最新更新