听说过物种灭绝,可是很少听说过新物种诞生,地球上的物种究竟从何而来?
▍≘听说过物种灭绝,可是很少听说过新物种诞生,地球上的物种究竟从何而来?
新物种一直都在酝酿之中,这个过程从未停止过。狭义上讲任何一个物种子群落由于环境变迁、地理隔离而造成基因异化,成功适应并长期繁衍之后都会形成新的物种,北极熊和棕熊的分化就是个例子。只不过复杂生命体的异化时标大都远远超过近代人类文明的时长,所以不易察觉。广义来讲,物种连续进化如果已经大大改变了自身的形态、特性也不失为一个新物种的诞生过程。举例来说,和远古的祖先智人相比现代人足以被认为是一个新物种了。所以新物种既可以是并列的,也可以是继承的。
最后,地球上的物种起源,无论是地热说还是太阳说甚至包括地外说,也都是从简单物种开始像大树的根系一样由一而多、由简入繁逐步演化、分化而来的。
▍ℐ听说过物种灭绝,可是很少听说过新物种诞生,地球上的物种究竟从何而来?
现今地球上的物种都是地球已有的物种进化来的,每天都有新物种产生,只是人类不知道而已。至于最初的生命怎么来的,主流观点认为来自于海底热泉系统。
自然界的物种已经被人类记录的多达1000万种左右,数量非常庞大,然而地球上的丛林、海洋、岩石圈还有大量区域人类并未涉足,20千米的高空大气中、海底岩层下1400米等处都发现了生命,它们都和以往记录到的生物不同,是被人类记载到的“新生物”,至于它们存在了多久,因为资料少,很难分析。地球的物种据估计可能有3000万种之多,人类不可能全部找到,并且观测。
新物种只有在产生之后才能被人类观测到,这是个时间的先后顺序,但是即便人类观测到了它们,也难以知道它们到底是刚产生的还是很久前就产生的“新物种”。反过来已经被人类记载到的生物,如果多年未再次在野外发现,就可以认定已经灭绝。这又是个时间顺序,先是发现了某种已经存在的物种,然后人类投入时间去研究它们,过了一段时间后,人类再也不能在自然环境中找到它们,于是就认定它们灭绝。
所以并不是没有新物种产生,而是人类目前的观测能力无法在新物种产生的那一刻就立马知道,并捉一些拿来研究。地球3000万物种,基因数量很大并且复杂,只要生物繁衍就会出现基因突变,而基因突变是产生新物种的基础之一。
进化论的观点是正确的,达尔文当年就曾根据一种兰花的形状预言存在一种人类还没有发现的蛾类昆虫,果不其然在几十年后这种物种真的被找到了。而现在更是被应用于农作物育种、药物生产等领域,再次证明进化论的正确。
▍♫听说过物种灭绝,可是很少听说过新物种诞生,地球上的物种究竟从何而来?
答:地球上的物种,由于地理环境的原因,每时每刻都在酝酿着生殖隔离,但是要分化出新的物种,一般需要数万年甚至百万年的时间。
生物进化以物种为单位,不同物种之间会存在生殖隔离,在大自然中,地理隔离是加速生殖隔离的重要因素,形成生殖隔离的时间是很漫长的。
一个物种因为地理因素导致基因交流中断,在一边的物种中,如果某个个体发生了基因突变,这个基因又具有优势,就有可能在它的后代中保留下来。
当地理隔离的同一物种,在基因差异上达到一定阈值,就有可能产生生殖隔离,当形成整个物种的生殖隔离时,我们就说新的物种产生了。然而在大自然中,新物种的产生是非常缓慢的,一般需要数万年以上的时间。
比如白犀牛是非洲的特有物种,又分为北部白犀和南部白犀,两者外貌较为相似,但是在细节上有区别,比如南部白犀体型更长一些,体色要深一些;北部白犀和南部白犀的基因有很大区别,导致它们之间存在生殖隔离。
目前南部白犀有近2万头,但是世界上最后一头北部白犀“苏丹”,于2018年3月19日死去,也宣布北部白犀这个物种彻底灭绝。
在人类活动的影响下,一个物种的灭绝,可能只需要几十年几百年的时间,比如生活在毛里求斯的渡渡鸟,在人类发现后200年间,就被人类捕杀殆尽。
目前每年都有动物被宣布灭绝,灭绝速度超自然灭绝速度的百倍,而新物种的产生又是非常缓慢的,所以说地球生物圈正在经历第六次生物大灭绝事件。
以人类目前掌握的生物技术,是可以加速产生一些新物种的,这样的物种只能在人类的庇佑下生存和繁殖,种群非常脆弱,比如一些特殊的宠物,还有人工利用基因突变技术选育的鸽子等等。
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▍☃听说过物种灭绝,可是很少听说过新物种诞生,地球上的物种究竟从何而来?
新物种的诞生没有停止过,人类再牛,全球仍有86%的陆地物种和91%的海洋物种尚未被发现。
灭绝话题比诞生沉重多了,速度也比诞生速度快多了,人们自然更多关注的是灭绝生物。
可以简单了解下,5种近两年发现的可爱物种:
1、世界上最小的青蛙(Noblella sp. nov)
2020年发现的,生活在安第斯山脉,体长只有10毫米,指甲盖这么大;
2、绿蝮蛇(Trimeresurus salazar)
在印度发现一个新的绿蝮蛇品种,以《哈利·波特》中的魔法学校的创始人之一,萨拉查·斯莱特林命名的。
3、巨型蛙(Mantidactylus radaka)
这种青蛙体长超过10cm,是马达加斯加许多城镇居民常吃的一种食物。油炸青蛙饼和青蛙腿都是餐单上常常出现的菜品,经研究后发现,这是一种当地人很熟悉,但科学上不为人知的新物种。
4、彩虹蛇Achalinus zugorum
在越南森林发现,这种蛇有深色的虹彩鳞片和不同寻常的眼睛。
5、有鳞片的植物(Tiganophyton karasense)
在纳米比亚南部沙漠中发现,有鳞片状的叶子,就像花菜一样,生命力非常顽强,在半沙漠的盐田,36℃的高温下生存下来。
这还只是冰山一角,那新物种是如何诞生的呢?
首先要知道,什么是物种?
很多人会用外观来确定物种。
大多数物种确实可以用外观来判断,比如会飞的老鹰和地上的兔子。
但有的物种之间外观区别很小,就比如各种青蛙,看起来差不多,但本质上是不同的;另一方面,同属于一个物种,外观也会差别很大,比如同样是狗的吉娃娃和金毛犬。
理论上,物种就是一群可以交配,且能繁衍后代的个体。
然而像马和驴这样的,虽然能产生后代,但后代骡不可育,因此马和驴不是同一物种。
也就是说,是不是同个物种,取决于个体之间是否可以产生可育后代。
那为什么不同物种不能繁育可育后代呢?主要了原因是生殖隔离导致的。
生殖隔离的障碍,根据时间不同,可以分为两类,受精前和受精后。
阻止不同物种交配的原因有很多:
栖息地隔离:喜欢的栖息地不同,因此不太可能相遇;
时间隔离:在不同的时间繁殖,在寻找配偶的时候不太可能相遇;
行为隔离:有不同的求偶行为或者配偶偏好,彼此没有吸引力;
配子隔离:产生的精子和卵子,即使相遇也不会结合;
机械隔离:两者的身体构造或者生殖构造根本不适合在一起。
而受精后的障碍,一般是指染色体不匹配导致胚胎无法健康存活下来。
如何形成新物种?
在物种形成过程中,同一祖先分裂成两个或多个后代物种,这些物种之间在遗传上彼此不同,不能交配繁衍后代,于是成为新物种。
一般来说,新物种的形成要经历三个过程:突变和基因重组、自然选择和隔离。
突变和基因重组是最本质的,是进化产生新物种的基础,再经过自然选择,生物的某种形状得以改变,并决定进化的方向。经过自然选择的群体还不属于新物种,只有通过隔离导致基因交流中断,产生生殖隔离后,才能叫做新物种。
不同区域的物种,一般是地理隔离导致的,碰不到自然也就不会产生后代,久而久之,就导致两者分歧很大,最后形成两个物种;
同一区域的物种,一般来说不会发生这样的情况。
但在植物中,染色体分裂错误,出现多倍体,是会导致新物种诞生的。
除此之外,不同资源的选择,也会导致新物种出现。
经典的例子是北美苹果果蝇。果蝇原始的寄生植物是山楂树,200年前,欧洲定居者引入苹果树后,一些果蝇将苹果作为自己的食物。
于是出现了两大派,以苹果为食物的苹果果蝇和以山楂为食物的山楂果蝇。随着时间的推移,两个群体在基因上出现了差异,渐渐地变成了两个物种。
人类,是物种毁灭者,也是新物种催化剂
非法猎杀、侵占栖息地、非法开垦森林以及污染环境,很多物种的灭绝,人类都有份。
那新物种的诞生,人类有功劳吗?
很多人认为,人类破坏了环境,环境恶劣肯定很难再诞生新物种,而好一点的大自然环境才更容易出现新物种。
但事实完全相反。
研究人员对南美洲1300种鸟类进行遗传研究,表明环境越好的地方,新物种很难在短期内快速产生,反而是恶劣不稳定的地方,产生新物种的速度很快,但淘汰灭绝的也快。
也就是说,一个地区是否会高速产生新物种,与物种丰富度有关。
物种越丰富,速度越慢!
不仅如此,人工干预也成为了新物种诞生的主要途径。
驯化、人工产生多倍体,甚至人工合成新基因物种,都是诞生新物种的手段,可以说,人类正在逐渐替代大自然选择的工作。
▍➬听说过物种灭绝,可是很少听说过新物种诞生,地球上的物种究竟从何而来?
在讨论这个问题之前,我们先要弄清楚什么是物种。物种(species)的基本定义是:生物分类学的基本单位。物种是互交繁殖的相同生物形成的自然群体,与其他相似群体在生殖上相互隔离,并在自然界占据一定的生态位。
根据物种的基本定义,其最重要也是最基本的特征就是存在生殖隔离:就好像黄种人、白种人和黑种人能够产生共同的后代,所以我们是同一个物种;而生活在非洲的非洲草原象和非洲森林象,尽管看上去很像,但由于DNA的差异和存在生殖隔离,所以属于不同的物种。
图注:今天地球上的三种大象,图片来自网络
在自然状态下,一个新物种的诞生是一个缓慢的过程,需要几万年甚至上百万年的时间。一般来说,造成生殖隔离最常见的途径就是地理隔离,比如著名的剑齿象属(Stegodon,就是我们小学课本中的黄河象),其生存于东亚大陆上的种师氏剑齿象(S. zdansky)体型巨大,肩高可达3.8米,体重超过10吨。但是在冰川期,一部分剑齿象沿着露出的陆地一直走到了位于印度尼西亚南部的弗洛勒斯岛,之后随着海平面下降,原来与大陆相连的陆地被海水淹没,留在小岛上的剑齿象体型不断减小,最终肩高只有1米,体重300多公斤,成了剑齿象属的新种:弗洛勒斯剑齿象(S. florensis)。海岛的形成,物种基因的改变,生殖隔离的出现,相对于我们人类来说是一个漫长的过程。
图注:体型不同的两种剑齿象,图片来自网络
图注:师氏剑齿象与人类的体型对比,图片来自网络
图注:弗洛勒斯岛,图片来自网络
今天的生物学是不断发现和定义物种的过程,而这些物种都是已经存在的,而一个新物种的形成则时间和自然环境才行,这些条件都不是在短时间内能够创造出新物种的。
图注:常见的物种分类树,图片来自网络
相比较一个新物种的出现,一个现有物种的灭绝却要简单的多,一个入侵物种的出现,一场巨大的地质灾难就可以做到。我们人类是最恐怖的入侵物种,我们所具备的破坏力能够在短时间内让一个物种灭绝,最典型的例子就是大海牛(Hydrodamalis gigas)。这种动物体长可达10米,体重10吨,生活在被太平洋。1741年,欧洲人的探险队首次发现了大海牛,经过猎杀,这个物种在1768年灭绝,整个过程仅仅只有27年。
图注:遭到人类猎杀的大海牛,图片来自网络
其实在自然状态之下,一般的物种灭绝也是一个过程,但是人类的力量改变了自然界的法则,大大加快了物种灭绝的速度,这是非常可怕的。
图注:我们为了获得鱼翅而捕杀大量鲨鱼,图片来自网络
至于地球上的物种是从哪里来的,这或许就要从生命的起源谈起了,地球生命大约在距今38亿年前诞生,经过了漫长而恢弘的演化,逐渐积累起了今天地球上的物种和生物多样性,塑造了地球缤纷神奇的生命世界。
图片来自网络,侵删
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