令人驚嘆的 30 年實驗顯示進(jìn)化以慢動作展開

科學(xué)家們在長達(dá) 30 年的迷人實驗中目睹了一種動物物種在他們面前進(jìn)化。

長春花原石（Littorina saxatilis）是一種小型海蝸牛，常見于北大西洋周圍的海岸。這包括瑞典的科斯特群島及其被稱為礁石的巖石小島，1988 年那里的有毒藻類大量繁殖消滅了大部分蝸牛種群。

這一致命事件為長期進(jìn)化實驗.1992 年，哥德堡大學(xué)的海洋生態(tài)學(xué)家 Kerstin Johannesson 將 700 只蝸牛重新引入一個蝸牛種群已經(jīng)消失的 skerry 中。

但 Johanesson 并不只是用同樣的蝸牛取代了失去的種群。相反，她移植了具有不同“生態(tài)型”的蝸牛，由不同的棲息地塑造，看看它們是否會隨著時間的推移進(jìn)化出原始 skerry 居民的特征。

果然，在幾十代人的時間里，新的殖民者沿著一條與他們的前輩驚人相似的道路進(jìn)化，由相同的棲息地塑造。研究人員準(zhǔn)確預(yù)測蝸牛外觀和遺傳學(xué)的變化，提供了一個有趣的進(jìn)化例子。

在科斯特群島地區(qū)，L. saxatilis 薩克薩蒂利斯乳桿菌根據(jù)每個種群面臨的環(huán)境壓力，采用幾種不同生態(tài)型的形式。所謂的螃蟹生態(tài)型生活在它們被螃蟹捕食的區(qū)域，因此它們往往更加謹(jǐn)慎，并進(jìn)化出更大、更厚的殼，沒有圖案，入口相對較小。

另一組被稱為 Wave 生態(tài)型，它們生活在遠(yuǎn)離螃蟹的巖石上，但反而暴露在海浪中。這些蝸牛更大膽、更小，殼更薄、有圖案，開口相對較大。

在 1988 年之前，當(dāng)前實驗中使用的 skerry 上生活的是 Wave 生態(tài)型–一個只有 3 米（9.8 英尺）長的巖石小島。但在藻類大量繁殖消滅它們后，Johannesson 和她的團(tuán)隊用 Crab 生態(tài)型的蝸牛取代了它們，看看它們是否會進(jìn)化成類似于 Wave 蝸牛。

該團(tuán)隊監(jiān)測了蝸牛的三種不同類型的變化。首先是外觀：預(yù)計蝸牛殼的平均長度、厚度、顏色、圖案和脊線將從螃蟹生態(tài)型過渡到 Wave 生態(tài)型。

這些向外的變化，或者表，鑒于蝸牛以每年一兩代的速度繁殖，因此很快就變得很明顯。它們的外殼從全米色變?yōu)楦鼜V泛的顏色，變得更薄、更光滑，并且有更寬的開口和尖端，但沒有那么尖。

監(jiān)測到的其他類型的變化是基因變異性（某些變異存在于基因組中的固定位置的可能性）和更大的遺傳變化，稱為染色體倒位。正如預(yù)期的那樣，這兩個物種都趨向于遠(yuǎn)離原始的 Crab 生態(tài)型，并開始類似于鄰近的 Wave 種群。

該團(tuán)隊表示，可預(yù)測的演變是由于幾個因素造成的。首先，所需的性狀已經(jīng)存在于 Crab 生態(tài)型的基因組中，盡管濃度很低。其次，來自僅 160 米（525 英尺）外種群的波浪蝸牛可能已經(jīng)漂流過來，并將它們的基因貢獻(xiàn)給了混合物。

這些蝸牛能夠很好地適應(yīng)不斷變化的環(huán)境，但其他動物可能就沒有那么幸運了。

“并非所有物種都能獲得大型基因庫，從頭開始進(jìn)化新性狀非常緩慢，”安雅·韋斯特拉姆 說，該研究的共同通訊作者。

“適應(yīng)非常復(fù)雜，我們的星球也面臨著復(fù)雜的變化，極端天氣事件迅速發(fā)展氣候變化、污染和新的寄生蟲。也許這項研究有助于說服人們保護(hù)一系列自然棲息地，這樣物種就不會失去它們的遺傳變異。

該研究發(fā)表在雜志上科學(xué)進(jìn)展.

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