哪些生物进化到了死胡同?
进化到死胡同其实是很难避免的一个问题,我们这个时代其实就有很多已经进入死胡同的物种,它们正在自然且缓慢地灭绝着,只是这个时间尺度很长,在人类导致的灭绝面前不值一提,所以所以大多没有意识到。
协同进化=双输为什么进化会进入死胡同呢?其实也非常简单,因为生物都是向着适应环境的方向进化,而生物本身也是环境的一部分,所以在进化中彼此就会相互影响。相互影响就容易产生正反馈循环,就是A刺激B增长,B反过来刺激A增长。
这在进化中表现为高度的特化,A物种的很多性状就是为适应B物种的特性而生的,而B物种的特性又是为了反制A物种的特性而强化的,于是这两个物种就这样缠缠绵绵,一起朝着进化跑偏的方向上一路狂奔,这种现象被称为协同进化。
如果环境永远不变其实问题也不大,无非大家就是长得怪点,过得难受点。可关键问题就在于环境是会变化的,不仅会变化有时还会剧变。我们都知道无论是什么东西,越是专精于某些功能,其兼容性就越差。生命也是如此,所以这些特化的生物几乎不可能适应新环境的变化,纷纷灭绝。
这些灭绝的生物往往是在旧时代混得最好的一批,它们越是适应旧时代,也就越没有可能在新时代拥有一席之地,所以它们是跑得最远的,也是最深入死胡同的。
一脸死相的猎豹说了这么多,举个例子吧。我们非常熟悉的猎豹,众所周知是世界是跑的最快的动物,也极有可能是有史以来跑的最快的动物。但是最快的速度并不是什么值得骄傲的事情,这个物种满脸“死相”,因为“最”就是进入死胡同的证据。
猎豹为了极致的速度,身体有很多特化的结构特征,比如非常纤细的躯体与偏低的体重。这让它们变成了猫科动物中的瓷娃娃,一旦受伤就很容易完全失去捕食能力。
猎豹的攻击方式非常简单,用高速奔跑在直线上追击猎物,那为什么猎豹会越跑越快呢?当然是因为它的主要猎物瞪羚也越跑越快了,不过作为食草动物它们并没有能与猎豹正面对决的速度,只有猎豹的70%,所以它们以走“之字形”等方法与猎豹周旋,而猎豹的解决方法就很简粗暴——比快更快就好了。
这样的攻击模式非常依赖宽阔平坦的环境,也就是说是一种为草原捕捉擅跑动物定制的捕猎模式。如果环境发生变化降雨增多,草原变成了森林,猎豹的速度就完全失去了意义,那么这具处处都以速度为第一位的躯体就会变得一无是处,陷入灭绝的边缘。
虽然草原变森林的事情还没有上演,但在人类的破坏下,动物抗风险的能力已经可见一斑了。猎豹是最接近灭绝的大型食肉动物,狮子虽然数量也下降了,但是现在还没有到被列为保护动物,甚至还有合法猎狮的旅游项目;而鬣狗基本没有受到多少威胁,依然过得有滋有味。
达尔文与“预言之蛾”再举一个非常经典的例子吧,在达尔文总结出进化论的过程中,有很多奇特的发现给了他不少灵感。1798年,法国植物学家杜比特·图亚斯(Louis-Marie Aubert du Petit-Thouars)发现了一种特殊的兰花,它与一般植物不同,拥有一个非常长的“距”(可达30厘米),而花蜜只在此器官的最末端才有一点点,它叫长距武夷兰(Angraecum sesquipedale),别被这名字骗了,其实它是一种马达加斯加的特有物种,这个岛在非洲东边。
这在当时引发了热议,为什么这种花会长成这样呢?达尔文在书中也发表了自己的看法:“在马达加斯加一定有某种蛾的吻部可以延伸到25~30厘米”。达尔文没有说错,在他死后,距预言之日过去40年后人们终于发现了这种蛾子——马岛长喙蛾(Xanthopan morganii praedicta),“praedicta”这个词有预言之意,不过是为了纪念较晚但更精确预言此物种生物分类的华莱士。
那么为什么它们会进化成这个样子呢?其实这也是完美的“进化到死胡同”的例子,其中的逻辑很简单:对于兰花来说,更深的“距”可以让蛾子更靠近花,从而多传播花粉;对于蛾子来说,更长的吻可以吸取更多的花蜜。于是二者的特性在进化中被不断强化,变成了彼此都高度依赖的关系,如果这种蛾灭绝了,那兰花就会因为无法繁殖而灭绝,反之亦然。但是对于生物来说,赖以生存的环境是很复杂的,如果其它因素导致其中一个灭绝,那另一个也就不得不随之“殉情”
这就是有关进化到死胡同的故事了,喜欢吗?我是酋知鱼,一条喜欢进化论的科学作者,欢迎关注!
哪些生物进化到了死胡同?
所为进化的死胡同不过是上帝视角罢了。
举两个例子,比如猛犸象,现在主要认为气候巨变是一大原因。猛犸象显然不能在短时间内适应气候,他太大了。我们可以说他走进了进化的死胡同。但是在当时,没人能预言气候会如何变化。
再比如牛油果。牛油果也走进了死胡同。牛油果曾经是大地懒喜欢的食物。大地懒身高巨大,体重能达到五吨。牛油果富含脂肪,它大而圆润的核就是为了顺利通过大地懒的肠道。但是大地懒灭绝了,理论上牛油果也会慢慢灭绝,但是由于人类喜欢吃,选择人工栽培,所以它暂时脱离了灭绝的危险。
所以只有在预知未来环境的情况下,才能知道什么是死胡同。一个物种只要出现并兴盛过,就说明它适应过某种环境。只要这种环境依然存在,它就很难灭绝。比如让你分析现代那些动物走进了死胡同,你可能只能说出一些濒危物种。肯定会有一些现在很常见的动植物在不远的未来消失,但由于我们无法预测气候的变化,我们不可能作出正确的预言。
不过有两种情况最容易走进死胡同。
一种是高度特化,比如只吃桉树叶的考拉,只吃桑叶的蚕。如果由于某些原因这些树濒临灭绝,那这些生物也会一起灭绝。包括一些只寄生在某种动物身上的寄生虫,某些特化出专门捕食某种猎物的器官的动物,也是这个道理。
第二是顶级猎食者,顶级猎食者听起来很厉害,但实际上是个debuff。根据中学生物学到的食物链能量传递效率,每级之间只有大概10%的传递。这也注定顶级猎食者只能获取很少的能量,数量稀少,并且大多单独行动。一旦环境变化,植物和素食动物减少,对这些猎食者的打击可能是致命的,它们很容易减少到难以相遇并繁殖的地步。并且这些猎食者身体高度特化,适应捕猎,可能只能消化肉食,难以改变食性来适应新的环境。
哪些生物进化到了死胡同?
天花病毒就是进化到死胡同了。
天花病毒很厉害,致死超高。但它太稳定,不懂得变异,所以留给人类足够的时间和方法去对付它。而且它还有个白痴一样的猪队友,就是牛痘。牛痘不致死,也能让人发病,但发过牛痘的人就不会得天花,然后,然后天花病毒就被人类灭了,只剩下一点最后火种在实验室了。
哪些生物进化到了死胡同?
熊猫,成活率低,食性不广泛,适应能力差,本来是要被大自然淘汰的,由于人类的干预苟延残喘到现在
哪些生物进化到了死胡同?
演化进入死胡同的生物们
我们知道,生物的演化是没有方向的,也就是说生物并不知道自己的演化方向,它们只是遗传了自己父亲与母亲的基因,再加上极少数的基因突变。
由于基因突变是没有方向的,这造成有些基因突变对生物生存有利,比如:更好的发现食物,这种有利的基因大概率会被生物所保留。
有些基因对生物生存呈中性,比如:眼睛瞳孔的颜色。还有些基因对生物生存有害,比如:致病基因。
这些突变的基因里,由于环境的选择,能够帮助生物生存的基因将会被生物所保存;中性基因能保留下来的概率为50%,对生物有害的基因大概率会被抛弃。
当这些有利基因+50%中性基因+少量有害基因突变积累的足够多时,生物就会演化成新物种。地球上的生物就是这样一代代演化而来的。
我们也知道,生物演化本来是没有方向的,能够生存下来的就是能够适应环境的生物,不能适应环境的会死掉。
但是,环境本身并不是一成不变的,比如:地球温度是会变化的,当地球大冰期来临时,植被就会生长缓慢,于是那些需要大量进食植被的生物将会不适应环境而灭绝。腕龙就是这样一个例子,因为它的体型较大,对能量需求较多,一旦外界环境发生变化,腕龙非常容易灭绝。从这方面看,腕龙在演化时就走向了死胡同。
其实,腕龙是比较极端的例子,因为引起腕龙灭绝的环境变化实在是太大了, 以至于很多生物都在当时灭绝了。
还有一些生物,在演化过程中高度依赖别的生物,比如:天花病毒。天花病毒由于流传在人类世界比较久,在演化时,能够感染其他生物的基因突变被自然选择剔除了。
这造成了天花病毒只能感染人类,当人类通过疫苗以及现代医学彻底消除了人体内的天花病毒时,该病毒就无法再在世界上传播了。
除了天花病毒外,香蕉、无籽西瓜也走向了演化的死胡同,这是因为香蕉和无籽西瓜都是三倍体,在自然界中三倍体意味着不育,也就是说它们无法通过有性生殖繁殖后代。
虽然它们可以通过无性生殖,然而无性生殖的生物不能进行基因交流,使得它们的演化速度变慢。虽然人类高度依赖香蕉和无籽西瓜,人为种植了许多,然而由于基因缺乏多样化,一场流行性疾病就可以摧毁它们整个物种。
演化到了死胡同的大熊猫动物之间分为食草动物和食肉动物,一般来说食草动物对应的身体特征是:粗大的牙齿和较长的肠道。食肉动物对应的身体特征是:尖锐的牙齿和较短的肠道。
之所以会如此,是因为食物的区别。
食草动物由于需要通过植被为生,而植被中有大量难以消化的纤维素,所以食草需要粗壮的牙齿将植被咀嚼成细小的颗粒。
之后这些食物会进入胃部,由胃部的微生物帮忙发酵,肠道帮忙吸收,所以食草动物的肠道较长。
而食肉动物的食物是肉类,相对于植被来说,肉类更容易吸收,而且营养更多,所以消化的时间变短,而过长的肠道又非常浪费能量,因此食肉动物的肠道一般比较短。但是食肉动物想要获取肉类需要尖锐的牙齿,将猎物咬死,因此它们的牙齿大多比较锋利。
但如果一个生物,拥有食肉动物的特征,却演化出喜爱吃植被的特性呢?可能会灭绝吧!
这是因为植被能够提供的能量有限,再加上不好吸收,所以食肉动物如果想要通过植被为食,需要每天大量的进食,尽管如此还可能因为能量摄入不足而死亡。
反之,如果身体是食草动物,但演化出了喜欢食肉的特征,那么该生物会因为不能捕食到足够的猎物而灭亡。
也就是说,动物的特征应该和它的口味是匹配的,一旦身体特征和口味不相符,就是演化到了死胡同,此时生物便会死亡。
然而大熊猫是个奇葩,它们由于丢失了鲜味基因,所以彻底变成了食草动物,而且还非常挑食,只吃竹子,就连竹子都挑,只吃某几类竹子。
挑食也就算了, 大熊猫连发情期都非常短,每年只发情一次,每次只发情2-3天,如果这个时间没有雄性熊猫找到它们,它们就过期不候,想要繁衍需再等一年。
你以为再等一年就能和它繁殖了吗?并不是,在此之前你还要学会怎么繁殖,每次大熊猫在繁殖时,周围都会有亚成年以及繁殖能力弱的熊猫在旁边观摩学习,如果今年你没学习好,对不起,下次开课还要再等一年。
好不容易经历了那么多,最后大熊猫每胎只繁衍1-2只,如果是双胞胎,大熊猫妈妈还会只抚养一个,抛弃比较弱的个体。
讲真,如果不是人类发现并把它们当成国宝保护了起来,依照大熊猫这种挑剔的个性,在野外环境下早就灭绝了。
哪些生物进化到了死胡同?
这类生物太多了!这是生物演化过程中的一个大坑:当某种改变可以让一个个体获得生存优势时,它的后代必然会沿用和加深这种特质,以求获得更大的生存优势。
但到最后,曾经的优势特质却很可能成为害死这一物种的病灶。比如恐龙庞大的体形;比如大角鹿雄伟的鹿角;比如剑齿虎特化的犬齿……
现在,因进(演)化跑偏而进入“死胡同”的物种也有很多,就不一一列举了。我把它们分成三类来说吧。
种类过少的。有些物种是自己所在属中唯一的一种,比如银杏树,比如香蕉,比如鸭嘴兽,比如大熊猫,再比如,智人……
这些“孤独的物种”中,有些是远古生物的孑遗,因为自身适应性强(其实也可以说是幸运)而挺过灾难活到今天;有些是近现代人类人为选育的结果;另外一些则是竞争力太强,排挤了所有同属物种继而实现了一家独大的。
▲曾几何时,人类也是好几个物种的共称。
对一个物种而言,独霸所有自然栖息地无疑是巨大的成功。但失去了平行物种,多样性丧失后,危险便可能随时到来。
以香蕉为例,它们曾经在1959年“灭绝”过一次,原因只是一种不起眼的真菌——尖孢镰刀菌。对这种突然出现的真菌而言,“大麦克”香蕉是最理想的宿主,而当时全球种植的香蕉几乎都是“大麦克”蕉。这使得尖孢镰刀菌在极短时间内感染了几乎全球的香蕉种植园,“大麦克”蕉迅速灭绝了。现在我们吃的香蕉主要是新培育出来的香芽蕉,但由于香蕉果实中的种子没有繁殖能力,只能通过扦插的方式获得新的植株。所以现在全球香蕉的基因高度一致(严格来说它们都是克隆体),一旦尖孢镰刀菌发生变异(或新出现什么菌)可以感染香芽蕉了,那香蕉又得“灭绝”一次。
人类、银杏、鸭嘴兽等“孤独物种”也面临着相似的威胁,没有了多样性,只需一场有针对性的瘟疫便有可能使物种全军覆没。
高度特化的。有些动物几乎只吃一种食物,它们的捕食器官、消化系统发生了特化,难以适应其它食(猎)物。比如剑齿虎只能捕猎大型有蹄动物;考拉只吃几种特定的桉树叶;食蚁兽只吃白蚁;熊猫只吃竹子……一旦特定食物灭绝了,它们很可能也会跟着灭绝。
▲当大熊猫还是食肉动物时,它长这样。
另外自然界中存在很多“跨物种协作”的共赢关系,在植物与昆虫之间,这种合作关系更加普遍。但当双方都高度适应了这种合作后,它们便可能演化出互相依赖的特性,将自己的前途命运绑定在对方的身上。
这一类型的代表物种是无花果与榕小蜂(也称无花果小蜂)。这两个原本毫不相干的物种经过长久的合作,分别演化出了只针对对方的适应性。
▲榕小蜂。
无花果并非真无花,只是花序膨大,把花藏在里面了。我们吃的那个“果”其实是个肥大的隐头花序。在这个假果子的底端,有一个微小的孔洞,可以直达花序内部的花蕊。孔太小了,只有寄居在假果内的榕小蜂能够通过。
榕小蜂在一颗假果里完成交配后,受孕的雌性便会从小孔中爬出去,寻找另一颗假果产卵。注意,此刻它身上是粘满花粉的。如果它钻进了另一个雄花里,这里有“不育”的假子房,雌蜂可以把卵产在里面,卵孵化后幼蜂便以这颗假果为食、为家,直到羽化成年;如果雌蜂钻进了一个雌花里,它携带的花粉便会使雌花受精,结出种子,但雌蜂会被封死在花内,这朵花便成了她的坟墓。
这样的合作看似魔性,如互相残害一般,但实际上两个物种都可以从合作中捞到好处。榕小蜂得到了幼年的食物源和庇护所,无花果得到了忠实的御用传粉者。于是,两个物种演化得越来越离不开对方,只能一荣俱荣,一损俱损。但这真的明智吗?
自己作死的。这一类型中全是动物,而且它们的作死型演化全与雌性奇葩的性选择有关。一般雌性动物选择配偶的标准只有强壮健康,而有些动物偏要考察些奇怪的东西。
比如已经灭绝的大角鹿吧,雌性喜欢角大的雄性,所以只有顶着巨角的雄性才能留下后代。这使得大鹿角基因得以发扬光大,雄性们的鹿角一代更比一代大。最后雄鹿犄角的宽度达到了惊人的2.5米,重量可超百斤,头上顶着这么个大家伙生活得多吃力呀。终于在7700年前,大角鹿成功地把自己折腾灭绝了。
▲大角鹿复原图。
与之相似的还有如今南亚的一种野猪,叫鹿豚。雌性野猪喜欢长有巨大弯曲獠牙的雄性,所以雄猪上颌的獠牙演化得越来越长。但这两颗长牙生长到一定长度后便会开始向后弯曲,最终刺入雄猪自己的眼窝或颅骨。当然,往往在它们开始刺入皮肤之后,雄猪便因为持续不断的感染而死亡了。被自己的牙扎死,这大概是最蠢的死法了吧。
▲此猪命不久矣。
更要命的是,这些长着长牙的雄猪在被扎死之前便已经将自己的基因传递给了下一代,所以未来它们的獠牙还会更长,它们的演化已经进入了死胡同,赴大角鹿的后尘只是时间问题。
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