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小編的世界 優質文選 地球

因為湖泊太渾濁,魚類在其中不停雜交,最終創造了進化奇跡


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2024年4月21日 -
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東非高原的維多利亞湖是一個形成時間很短暫的湖泊,大約只有16000年的歷史,但在這麼短的時間內,大約 500 種不同種類的慈鯛科魚已經成功地在這裏進化。

生物演化是一個漫長的過程,通常情況下,一個新物種的進化需要超過一百萬年的時間。

相比於常規的演化時間,維多利亞湖的慈鯛就像兔子一眨眼就變成了狼一樣,它們在極短時間內超級瘋狂的完成生態分化。

這樣的事情一直困擾著科學家,但是最近的一項研究指出,這種多樣性的爆發主要歸功於物種間育種產生的雜交品種。

該研究發現,數百種截然不同的物種實際上都是從到達維多利亞湖慈鯛的三個譜系進化而來的。

在大約 16000 年前,維多利亞湖經歷了嚴重乾旱後又重新注滿水,三個譜系的慈鯛就是那時候被重新引入湖泊的。

這些譜系在湖中聚集在一起不停彼此雜交,結合了它們的遺傳變異,產生了這種巨大的雜種多樣性,然後演變成不同的物種。

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慈鯛從最初的低級開始,如今在維多利亞湖中茁壯成長,占據了生態系統中幾乎所有可以想象到的生態位。

它們看起來也不同,擁有各種不同的形狀、大小、顏色和形式。

這些物種飲食也非常不同,有些是藻類刮食者,有些以浮遊動物為食,還有一些是以其他魚類為食的頂級掠食者。

你很難想象這500多種外觀和行為上完全不同的物種是在短短16000年時間內進化出來的。

研究小組認為,之所以會出現這種令人驚訝的情況,是因為湖水第一次重新注滿時會非常渾濁。

這意味著最早進入湖泊的慈鯛無法分辨彼此的顏色,也很難識別不同的物種,在渾水籠罩下,一場雜交的盛會正在上演。

可以說,這500多個物種是一場意外,它們的祖先在分不清彼此的情況下完成了雜交,最終有了這些獨立物種。

但是,為什麼不同物種能夠雜交,還能產生如此多新物種呢?

其實,兩個不同的物種無法繁殖並產生可存活或可繁殖的後代,這個並不絕對,自然界比我們想象得要有趣得多。

維多利亞湖慈鯛雜交的成功就是一個例子,與始終成為進化死胡同的雜交品種相反,它們有可能成為基因生存的積極力量。

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許多不同物種的親本所生的雜交後代不會成功,甚至可能無法生育。然而,對於少數幸運者來說,基因組合可以為他們提供優於同齡人的優勢,幫助他們生存和繁殖。

雜交意味著在產生大量的遺傳多樣性,即使它們中的一些個體表現很糟糕,但如果它們中的個別做得很好,那仍然是有益的。

其實,這種規則不僅適用於維多利亞湖的慈鯛,如果你環顧四周,你將能夠看到大多數現存動物(從蝴蝶、蜘蛛到海洋哺乳動物)基因組中的漸滲雜交。

利用新的基因組技術對DNA進行測序,科學家現在發現基本上所有物種——包括人類——都有一些來自另一個物種的 DNA 部分,這表明過去存在雜交。

事實上,如果你觀察許多現代人類的基因組,你可以找到智人與尼安德特人和丹尼索瓦人(後來滅絕的另外兩種古人類)繁殖的遺傳證據。

無論好壞,人類也是史前雜交的產物。

對於生活在東亞的一些人來說,有證據表明丹尼索瓦人的DNA幫助他們適應了更高的海拔。

而另一方面,歐洲人基因組中的尼安德特人DNA可能導致某些疾病的風險更高,包括 這次新冠,以及非常明顯的抑鬱症。

這項研究挑戰了雜交總是以基因死胡同告終的觀點,在某些情況下,一些混合動力實際上可能表現得更好。在大多數情況下,它們可能不是,但在某些情況下卻是。