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地球生物进化史上著名的“复制物种”实例:海豚和鱼龙进化机制相同

(神秘的地球uux.cn报道)据新浪科技(叶倾城):国外媒体报道,趋同是指两种或者两种以上亲缘关系甚远的生物,由于栖居于同一类型的环境之中,从而演化成具有相似的形态特征或构造的现象。趋同进化,即源自不同祖先,甚至跨越不同历史时期的生物,由于相似的生活方式,整体或部分形态结构向着同一方向改变。一些物种在地球生物进化历程中能够“复制”,它们在不同时期具有相似的生物特征。

在生物进化历程中,突变是随机发生的,但自然选择肯定不是这样,一个物种获得的每个适应性新特征都可能伴随着无数次失败实验,可以说判断哪些突变有益或者无益非常简单——持续生存下来。

在达尔文生存模式下的生物体(涉及所有生物体),所有可能的有益突变范围都非常小,这是一个受物理、生物约束和环境压力控制的空间。有时,由于时间和空间的差异,两个不相关的物种会生活在相同生态龛位或者面临类似的进化问题,当这种情况发生的时候,趋同进化将利用有限的解决方案,从本质上变成“复制物种”,以下是地球生物进化史上著名的“复制物种”实例:

海豚和鱼龙

1、海豚和鱼龙

德国科学家用一个很好的词来描述不同物种的共有体型特征——Bauplan,翻译后的意思是“身体布局”,他们高度概括了趋同进化的一个关键因素,即无亲缘物种的形态相似性,换句话说,两种不同物种外型非常相近。

海豚和鱼龙拥有共同特征,或者至少体型结构存在相似性,这是非常惊人的实例,进化偶然发现了两种完全不同的动物——哺乳动物和爬行动物,它们存在相同的进化机制,包括:活产、温血,甚至还有类似的伪装技能。

现代鲨鱼和海豚在趋同进化的某些方面是相同的,例如:流线体型和三角形背鳍,但是它们也有许多不同之处。

鹤鸵和杰氏冠盗龙

2、鹤鸵和杰氏冠盗龙

2017年,古生物学家在中国南方挖掘发现一种不同寻常的恐龙化石,将它命名为杰氏冠盗龙(Corythoraptor jacobsi),其历史可追溯至白垩纪晚期,这种两足食虫恐龙与鹤鸵(俗称食火鸡)十分相似,鹤鸵是一种生活在澳大利亚昆士兰州的不会飞行鸟类。

除了体型相似之外,这两种动物的头部均有精致的冠状结构,称为“盔状隆起”,该结构起到吸引配偶的作用。

犬科动物和塔斯马尼亚虎

3、犬科动物和塔斯马尼亚虎

塔斯马尼亚虎又被称为袋狼,是一种近代灭绝动物,它的外型颇似现代犬科动物,现代犬科是食肉性动物,包括:狼、狐狸和家犬等。但袋狼是一种大型有袋类掠食者,它们将幼仔装在与袋鼠和树袋熊相似的育儿袋中。

令人难以置信的是,胎盘类犬科动物和袋狼的最后共同祖先生活在1.6亿年前的侏罗纪时期,尽管在进化史上存在巨大差异,但塔斯马尼亚虎和犬科动物的头骨形状和体型都非常相似。2017年《自然》杂志发表一篇论文指出,塔斯马尼亚虎和犬科动物的外型被认为是哺乳动物趋同进化最显著的例子。

食人鱼和Piranhamesodon pinnatomus

4、食人鱼和Piranhamesodon pinnatomus

在1.5亿年前的侏罗纪晚期,生活着一种非常像现代食人鱼的鱼类,它威胁着现今德国南部的海洋生物,其学名是Piranhamesodon pinnatomus,是已知最古老的食肉辐鳍硬骨鱼,该鱼类家族包括:鳟鱼、石斑鱼和鳕鱼,但不包括现代食人鱼。

Piranhamesodon pinnatomus拥有像食人鱼一样的锋利牙齿,可用于咬食其他鱼,尤其是其他鱼的鳍,詹姆斯库克大学古生物学家大卫·贝尔伍德(David Bellwood)称,这是与现代食人鱼的相似之处,现代食人鱼主要以其他鱼类的鳍为食,而不是肉,它们非常聪明,因为鱼鳍可以再生,是一种清洁的可再生资源,吞食鱼,猎物死亡就不再存在,定期轻咬它的鳍,就会持续拥有食物。

矮小的古人类

5、矮小的古人类

古生物学证据表明,人类对趋同进化影响无法免疫,智人是现存的最后一支人类物种,但人类进化史上还有其他人类物种,例如:尼安德特人、丹尼索瓦人、直立人、纳莱迪人等。

2004年,科学家在弗洛勒斯岛发现一种远古人类存在的证据,他们体型较矮小,被称为“弗洛勒斯人(Homo floresiensis)”,俗称为霍比特人,现已灭绝消失。他们身高不超过1.09米,令人难以置信的是,2019年科学家在菲律宾发现第二种体型较小的远古人类证据,被称为Homo luzonensis

这些远古人类生活在大约5万年前同一时期,但彼此生活区域并不近。他们惊人的相似之处在于一种被称为岛屿侏儒症的进化过程,由于资源有限,岛屿物种会随着时间推移而体型变小。事实证明,这种岛屿侏儒症现象并非巧合,在这两种远古人类生活的岛屿上还有各种类型的侏儒物种。

六指狐猴和大熊猫

6、六指狐猴和大熊猫

2019年研究表明,狐猴长有第六根手指,或者用科学家的说法,这是“附属手指”。同时,大熊猫也具有类似特征,它的四肢5根趾上方都有1根多余的趾,鼹鼠和一些灭绝爬行动物也存在该现象,它们用第6趾挖掘土壤。像大熊猫一样,六指狐猴也是使用食指增强抓握能力,这是趋同进化的一个典型例子。

令人惊奇的是,大熊猫和六指狐猴的副趾是偶然进化的结果,这两种动物都进化形成高度专业化的四肢,不适合攀爬,导致进化压力产生第六趾。

蝙蝠和长臂浑元龙

7、蝙蝠和长臂浑元龙

蝙蝠、鼯鼠和已经灭绝的翼龙长有膜状翅膀,它们的翅膀由一种特殊的骨头固定,该骨头叫做柱体,这是一种行为方式的趋同进化现象,但是翼龙也采用了这种策略,它们的翅膀是缠绕着超长手指形成的。该现象是2019年才发现的,这是一种长着膜状翅膀的小型侏罗纪恐龙。

进化存在令人难以置信的多样性,但同时又是极其有限,所有物种都必须尊重基本的物理学和无懈可击的生物学极限。同时,进化生物学家认为,进化经常驱使动物达到共同的“适应度高峰”。

“鸭嘴兽”恐龙

8、“鸭嘴兽”恐龙

鸭嘴龙是一种独特的兽脚类恐龙,它的学名是Chilesaurus diegosuarezi,该恐龙化石最早是于2015年发现的,由于其拼凑而成的解剖特征,被称为恐龙中的“鸭嘴兽”。该物种是嵌合式趋同进化的一个典型实例,在进化历程中,几种不相关物种的特征被汇集在一起,从而创造出一种类似鸭嘴兽的动物。鸭嘴龙拥有像异特龙一样强壮的前肢,它的骨盆类似于鸟臀目恐龙,例如:剑龙和角鼻龙,它还有牙齿、头骨和其他恐龙的面部特征。




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