本文发表于《大众科学》的前博客网络，仅反映作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
先前文章 - 进化的节奏，第一乐章：柔板
微小的变化可以产生巨大的影响。乐曲的情绪是由其节奏决定的。你可以演奏相同的音符，以相同的风格，但改变演奏速度，它就会呈现出完全不同的含义。然而，有些变化是如此之小，以至于你无法察觉到它有任何有意义的影响。将莫扎特的《小夜曲》中的快板放慢每秒一个节拍，你可能不会注意到任何差异——感觉仍然活泼。
现在，每次聆听都重复这种变化。你可能会逐渐习惯较慢的节奏，甚至可能不会注意到这些微小、不易察觉的变化如何影响你的情绪。随着节奏的减慢，一首曾经活泼的歌曲变成了中板，也许是最缓板。随着时间的推移，这些变化的累积可能会非常显著。
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进化宏伟乐章中的一个关键特征是差异繁殖成功率。有些生物生存下来，有些生物死亡。在那些生存下来的生物中，有些繁殖，有些则不繁殖。与其说是生存斗争，不如说是生命的一个事实——没有什么能永恒存在。出生是人口的渐强。如果不加以控制，它们会强劲地增长，但人口增长永远不会不受控制。渐弱，即死亡，试图平衡人口的数量。
生态学常常采取非常简单的方法：只数音符，而不注意音乐演奏的调性。将进化论加入生态学，就像是将世界级的作曲家介绍给八年级的管弦乐队。反过来也是如此。在每一代更迭中，只有所有生物中的一小部分将其最珍贵的财富——基因——传递下去。进化与生态的融合是强大而精湛的。人类的作品仅仅是从选择的大师的觉醒中走过。
仅仅在几个世代中，生物体的形态和功能之间的密切关系就受到各种各样的相互作用的影响——其中许多相互作用是生物体无法控制的。但是，必须记住，虽然独奏者为歌曲而生，为歌曲而死，但管弦乐队会继续前进。由于种群是相互繁殖和交换基因的生物群，因此在任何给定的时间，种群中都存在任何基因型的排列。潜在的适应性基因可能以低丰度存在，直到条件有利于它们的表型，就像法国号乐器组等待着它们在巴洛克进行曲中的填充乐段时刻。
例如，以不起眼的刺鱼（上图）为例，它最近已成为研究快节奏进化的模式生物。它们既栖息在海洋中（例如，上方的鱼：较大，有刺和骨板），也栖息在淡水湖泊和溪流中（例如，下方的鱼：装甲不太重）。两者之间的差异是明显的。然而，仅仅在少数几代之内，一种就可以变成另一种。
刺鱼是溯河洄游的鱼类，这意味着它们一生中的一部分时间在淡水和海洋中度过。更熟悉的例子是鲑鱼，它们在淡水河流中逆流而上产卵，将其幼鱼产在浅而有保护作用的区域。如果，万一，鲑鱼留在海洋中产卵，那么滤食性鱼类和鲸鱼会争先恐后地吞食卵团，甚至在幼虫的心脏跳动四分之一音符之前。
这并不是说淡水河流和湖泊的浅水源地没有危险，但它们的生存机会大大提高，足以使这种生命周期受到青睐。然而，对于一些古老的刺鱼种群来说，它们停留在湖泊周围，或者设法被切断了通往海洋的路线。幼小的胡瓜鱼在淡水中谋生，最终建立了稳定的种群。
湖泊中的生活与海洋中的生活大不相同。对于海洋鱼类来说，淡水捕食者似乎非常凶猛。蜻蜓幼虫从湖底攻击，抓住腹部下方的棘刺，而大型鱼类则在开阔的海域追逐。因此，在湖泊中腹部棘刺较小的鱼类更经常地在袭击中幸存下来，这是有道理的。
值得注意的是，我们看到的是，这种转变断奏得惊人！化石频率的突然变化，从更多装甲和棘刺到更少（见上方的视频）。但这并不是一个完全和永久性的变化，因为这种适应性的基因仍然在种群中普遍存在，最终我们看到了各种杂交变型（见顶部的图像和视频）。也就是说，每种表型的基因变异体都存在于种群中，而与其频率无关。这种遗传变异是种群快速进化的关键。
令人惊讶的是，就在半个世纪之后，逆转发生在西雅图郊外！在 20 世纪 60 年代，人们意识到华盛顿湖实际上是数十年忽视、径流和彻底污染造成的污水池。曾经被称为“臭水湖”，该市、华盛顿大学和倡导团体花费了 1.4 亿美元对其进行清理，密歇根大学教授约翰·雷曼在 NRC 报告中称赞这是“科学界和政治领域之间创造性互动的典范”。
快进到 2006 年，我们看到了一个非常引人注目的快速逆向进化的例子，即装甲表型（右图）！人们认为，水体透明度的显著提高导致了对更好的装甲和更大的体型的需求，以对抗远洋湖泊捕食者，如割喉鳟鱼。
快速进化并非仅限于刺鱼。我们已经推断出，甚至直接观察到，在非常短的时间内，各种生物种群都发生了变化。例如，
1870 年代，东北海board的长瓣螺（Littorina obtusata）明显更高，贝壳更厚，但 1980 年代的同一批种群则扁平得多，也更厚。在 20 世纪初期，潮间带蟹（Carcinus maenas）将其范围向北扩展。显然，那些贝壳更难处理的蜗牛活了下来。
蚜虫是一种常见的商业作物害虫，已被证明即使在单个实验种植季节也能快速进化。包含两种具有不同生长速率（即可能进化）的基因不同克隆系的实验种群，在竞争者或捕食者存在的情况下，其生长速度比由蚜虫的单一克隆系（不进化）组成的种群快 42%，密度高 67%。即使只有最少的遗传变异，进化——以种群中等位基因频率的变化来衡量——仍然仅通过自然选择的方式进行。
植物和传粉者形成高度专业化的联系，这种联系通常通过数千年的协同进化得到加强。但是，当植物失去传粉者时会发生什么？它会枯萎，还是会自我繁殖？在野生沟酸浆植物中，实验表明，当传粉者被移除时，植物最初会在适应性方面受到影响，但会在 5 代之内迅速反弹。除了形态变化外，还存在与提高自花授粉能力相关的基因变化。
除了生态学例子外，还有许多其他例子来自快速进化的生殖蛋白、抗菌素和杀虫剂抗性，以及病原体进化出对宿主防御的抗性。这是明星表演者的标志：在变化的世界中即兴创作的能力。没有比我们周围自然管弦乐队中嵌入的生命多样性更好的表演者了。
Bodbyl Roels, S., & Kelly, J. (2011). 传粉者丧失引起的沟酸浆的快速进化。《进化论》，65(9)，2541-2552。DOI：10.1111/j.1558-5646.2011.01326.x
Kitano, J., Bolnick, D., Beauchamp, D., Mazur, M., Mori, S., Nakano, T., & Peichel, C. (2008). 三刺刺鱼装甲板的逆向进化。《当代生物学》，18(10)，769-774。DOI：10.1016/j.cub.2008.04.027
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Turcotte, M., Reznick, D., & Hare, J. (2011). 野外快速进化对种群动态的影响：生态进化动态的实验测试。《生态学快报》，14(11)，1084-1092。DOI：10.1111/j.1461-0248.2011.01676.x