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达尔文的自然选择的运作速度是之前想象的两倍吗?

  由40名科学家组成的国际团队量化了鸟类和哺乳动物的遗传率。
  这项研究包括来自意大利的蓝山雀Cyanistes caeruleus。来源:盖蒂图片社
  达尔文的进化论将"自然选择"描述为物种因随着时间的推移而遗传的遗传变化而成功适应。虽然在传统上被视为一个相对缓慢的过程(至少需要几代人才能实现变化),但似乎我们低估了遗传率。一个由来自27个科学机构的40名研究人员组成的国际团队发现,"进化燃料"似乎比之前想象的更丰富——自然选择的速度快了两倍到四倍。
  澳大利亚国立大学的项目负责人Timothée Bonnet博士表示:"自了解进化论以来,研究人员在短短几年内就发现了许多达尔文进化论的例子"。
  "快速进化的一个常见例子是胡椒蛾,在英国工业革命之前,胡椒蛾主要是白色的。随着污染在树木和建筑物上留下黑烟灰,黑蛾具有生存优势,因为鸟类更难发现它们。"由于飞蛾的颜色决定了生存概率,并且由于遗传差异,英格兰的种群很快就被黑蛾所支配"。
  来源:盖蒂图片社
  胡椒蛾(Biston betularia)的进化是达尔文自然选择的经典例子,在工业革命之前,大多数形态都是白色的。由于污染,为了保持伪装,黑暗形态变得更加普遍。
  这是第一项大规模研究,包括来自世界各地的19种野生动物群体在内的大规模进化速度。所有种群都经过了长期监测,从11年到63年,提供了超过249430只生物个体的自然选择数据。这项研究追踪到的动物包括澳大利亚的仙女鹪鹩、坦桑尼亚的斑鬣狗、加拿大的歌麻雀和苏格兰的红鹿。这些物种涵盖了广泛的生态学、生命史和社会系统,并栖息在不同的陆地栖息地。
  "他们需要知道每只动物是什么时候出生的,它们和谁交配,它们有多少后代,以及它们什么时候死的。每一项研究平均持续30年,为该团队提供了260万小时的现场数据。"他们将此与所研究的每种动物的遗传信息相结合,以估计每种种群中繁殖能力的遗传差异程度"。
  经过三年的努力,Bonnet和团队终于量化了自然选择引起的遗传变化导致的物种变化。他们证实,在多个人群中发生的添加性遗传方差(以VA衡量)的中位数和平均值是之前估计值的两到四倍。这种VA还影响相对健康——复制和传递遗传信息的可能性。
  "这种方法为我们提供了一种方法来衡量当前进化的潜在速度,以应对动物数量中所有特征的自然选择。这是我们对之前的方法无法做到的事情,因此,能够看到如此多的潜在变化让该团队感到惊讶。
  虽然来自意大利的蓝山雀(Cyanistes caeruleus)表现出大量的添加性遗传差异,但这转化为它们相对健康状况的相对较小的变化(6%)。相比之下,瑞士的雪田鼠(Chionomys nivalis)的VA数量较少,但占其相对健康状况的比例更大(30%)。
  ANU和Edinbugh大学(英国)的Loeske Kruuk教授表示:来自世界各地的研究人员很乐意通过大规模合作分享他们的数据"。"它还显示了对动物生命历史进行详细监测的长期研究的价值,以帮助我们了解野外的进化过程"。
  现在判断实际进化速度是否比以前更快还为时过早,因为我们没有进行比较的基线。然而,有了这个模型,我们现在可以开始测量可用的遗传"燃料"的数量,并开始量化达尔文的进化论。
  Snow vole Chionomys nivalis,研究中包括的物种之一。来源:盖蒂图片社
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