第06版:生态周刊

从寥寥几个到数以千万计

《 人民政协报 》 ( 2022年05月12日   第 06 版)

全国政协委员,中科院古脊椎动物与古人类研究所研究员 徐星

生存在当今地球上的约1000万种生物都源自约40亿年前的一个共同祖先,这个祖先物种不停分化,形成新的物种。一方面,新物种不停地出现;另一方面,已有物种不断地灭绝;有时灭绝规模巨大,以至于地球上生存的大多数物种在较短时间内都消失了。规模最大的五次灭绝事件被称为“大灭绝”,最后一次是6600万年前的恐龙大灭绝。有研究认为当今世界已经进入第六次大灭绝。不过总体而言,地球上的物种多样性一直在增加,物种数量从40亿年前的寥寥几个到今天的数以千万计。

物种多样性形成过程中,伴随着形态、生理和行为特征复杂性的增加。我们熟悉的各种生物结构、生理特征和行为现象,像眼睛和四肢,冷血和热血,飞行和哺乳,就是在这一漫长演化过程中出现的。

与此同时,许多支系的生物依然保持着简单性,和它们几十亿年前的祖先物种相差无几,许多支系的生物甚至化繁为简,出现退化现象。比如,生活在洞穴的许多生物视力明显退化,有些物种甚至退化了眼睛;再比如寄生生物,包括帮助我们消化的肠道菌群出现了明显的结构简单化现象。我的理解这与适应性相关,也就是自然选择当中的生态选择。但反之,如果功能需要,一些退化的结构也能重新出现,这彰显了演化的复杂性。

演化生物学的核心是生命之树的重建,也就是尽可能多地发现地球上曾经出现过的物种,理清它们之间的谱系关系,确认每个支系的主要特征,复原每个支系出现的时空历史,以及推测不同支系之间的生态关系。

目前,通过DNA等分子数据和宏观形态等表型数据,基于现代系统学方法,并结合多个学科的数据和方法,我们对生命之树的形成历史已有大致了解,建立了一套从微观到宏观的演化理论。

但许多问题依然存在:生命之树的一些框架性问题尚无明确答案,一些重要生物类群在生命之树上的位置也存在争议,甚至像病毒和其他生命形式之间是什么关系这样重要的问题也没有确切答案。另外,近年来越来越多证据显示,除了自然选择和遗传漂变,物种形成可能还有其他驱动机制,这些不同驱动机制的作用和关系也是需要进一步研究的问题。

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