地球上爬满了蜥蜴和蛇。超过 10,000 种被称为鳞龙类的爬行动物已经适应在几乎每个大陆上茁壮成长。但据布里斯托尔大学古生物学家 Jorge Herrera-Flores 和他的同事称,这种庞大的种类出乎意料地花费了很长时间才发展起来。研究人员说,鳞龙类动物并非尽可能快地尝试新的适应,而是通过相对缓慢而稳定的步伐进化而获得成功——这一观点与许多生物学家关于生命如何以及为何产生多样性的假设相反。
研究人员在一项发表于《Palaeontology》的新研究中记录了鳞龙类的进化历程,并将它们与难以捉摸的名为喙头目的爬行动物亲戚进行了对比。如今,后者仅以一个现存物种——新西兰的楔齿蜥——为代表,但在遥远的过去,它们的数量要多得多。“几十年来,”Herrera-Flores 说,“人们一直在质疑喙头目衰落的真正原因是什么。”
研究人员观察到一个奇怪的模式:这两个群体的进化轨迹是相反的。在鳞龙类存在的最初三分之二时间里,即大约 2.4 亿年前至 8000 万年前,它们的体型差异进化缓慢。与此同时,喙头目迅速分裂成各种不同的大小——直到它们的多样性崩溃。
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到目前为止,似乎快速的进化实验爆发可以建立长期的持久力。先前对另外两个爬行动物群体——恐龙和鳄鱼——的研究表明,早期的快速进化帮助这些动物排挤掉竞争对手并迅速占领地盘。按照这种逻辑,喙头目快速的变化本应预示着更大的成功。相反,Herrera-Flores 和他的同事认为,快速进化可能会产生一种不稳定性,从而更容易导致灭绝。鳞龙类较慢的进化速度带来了更稳定的历史,随后,当楔齿蜥的亲戚已经走下坡路时,多样性才出现了后来的爆发。
爬行动物并非唯一采用这种明显的“缓慢而稳定”策略的动物。尽管现代硬骨鱼如今更加多样化,但先前的一项研究发现,过去它们的数量和种类不如全骨鱼——今天雀鳝和匙吻鲟的史前亲戚。这些研究表明,快速多样化以填补更多生态位并不总是通往长期成功的途径。
哈佛大学爬行动物学家 Tiago Simões 指出,与它的表亲不同,导致今天楔齿蜥的特定喙头目谱系具有“异常低的进化速率”,他没有参与这项新研究。这就是楔齿蜥之所以能脱颖而出成为“活化石”的原因,它是古代进化繁荣最终走向衰落的回声。