海蟾蜍在夜间砰砰作响。我听到它们砰砰地撞击,因为它们误判了我的酒店门在哪里结束,森林从哪里开始。一只大海蟾蜍撞击木头的力量是巨大的。但是,原产于中美洲的海蟾蜍对澳大利亚的冲击力甚至更大。1935年被带到昆士兰州以对抗侵扰甘蔗田的甲虫,海蟾蜍像炸弹的冲击波一样从它们的进入点扩散开来,疣状的腿和超大的舌头被抛射到每一个可以想象的生态裂缝中。
悉尼大学的本·菲利普斯和他的合作者的最新研究表明,随着海蟾蜍的扩散,它们正在进化,完善它们适应澳大利亚景观的能力。入侵前沿的海蟾蜍现在体型较小,毒性降低,腿相对较长,显然是因为具有这些特征的个体更成功。本地动物群也进化出了反应:例如,一些蛇类的嘴变得更小,因为许多大嘴蛇吃了有毒的海蟾蜍而死亡。
这些例子正在改变科学家对进化速度的看法。这个过程长期以来被认为是缓慢的,甚至是笨拙的。然而,越来越多的研究人员正在观察到正在发生的进化。您可能熟悉耐药细菌或农业害虫进化的例子。微生物和害虫可能变化最快,但它们并非独一无二。
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我们最常看到快速进化的地方是,某种力量(通常是我们)突然且剧烈地改变了生物体的环境,从而使其进化得到了突飞猛进的启动。当被引入岛屿时,老鼠已经进化出了更小的体型。由于渔民偏爱大鱼(如果被杀死,就无法繁殖),奖杯鱼也进化出了更小的体型。鳟鱼被放流的溪流中的蜉蝣现在在夜间觅食,以避开快速游泳的捕食者。数百种草食性物种已经转向人类引入的新型、有时是有毒的食物来源,并开始专门食用这些新资源。各种本地物种已经进化出对新来的竞争者的反应。雪松树已经开始制造毒素,以保护自己免受现在在其以前温和的栖息地中漫游的鹿的啃食。新英格兰的贻贝已经进化出检测入侵的绿蟹的能力,并在绿蟹出现的地方产生更厚的壳。
这些变化中的大多数似乎是自然选择的结果:偶然拥有某些基因特征的生物体,这些特征帮助它们在面对新的压力时茁壮成长,因此受到青睐,随后它们成功繁殖并将有益的特征传播给后代。但是,我们看到的一些进化变化可能仅仅是基因漂变(随着时间推移累积的随机基因变化)的结果。
我们观察得越多,就越能观察到足够快的进化变化,以便在单个研究过程中看到。一位博士生可能在五到左右年的论文项目中,切实地看到新物种的出现,无论是在实时中还是使用基因工具重建进化历史。随着家鼠和老鼠与我们一起在世界各地传播,它们已经分化成最适合其居住的不同区域的形式。在美国东北部,一种苍蝇已经进化为以不到250年前引入北美的金银花为食。尽管这种新苍蝇是两个现有物种之间的杂交种,但它不能与任何一个物种交配,并且维持着自身的可行种群。
人们倾向于将进化想象成只作用于长久灭绝的生物,例如恐龙,但是自然选择的剥皮刀和基因漂变的随机推拉今天仍在起作用。我们在后院看到红橡树,或者在酒店房间门口看到海蟾蜍,但是名字欺骗了我们。这些物种今年和明年不一样。尽管我们在实时观察到的进化不会突然给我们带来恐龙,但这仍然是一个需要重视的过程。给自然选择任何物种的几个个体,它在污水池中的作用方式与在黄石国家公园中的作用方式相同。大自然厌恶真空,但几乎任何其他东西都可以。