物种在数亿年前的寒武纪曾经出现杂交转移的现象(二)

成年的水母在水中浮游的情形

威廉姆森审视了整个棘皮动物门认为海星是一种棘皮动物,其中还包含了海胆,海蛇,海百合类,威廉姆森对这些动物非常感兴趣。棘皮动物门包括了一些古老的海洋生物,可以说是从寒武纪开始出现。作为幼虫时期,大多是两侧对称的情况,但是它们成年后便成为径向对称了,其中的原因是从幼虫腹腔多功能的干细胞开始发育,使得形态上出现巨大的变化。同样怪异的属于变态发育的还有海鞘,属于脊索动物门,雌雄同体的海鞘在成虫后会长出新繁殖芽,并重新成长,两者是完全分来的,而相当长一段时间将其归类为无脊椎动物。

脊索动物门是一个在动物界高等的生物,顾名思义其背部存在一条脊索,它们有一些基本的功能,比如原始的脊髓,简单的大脑,这些生物大部分时间在大洋的底部。当然,威廉姆森注意到许多幼虫和成虫之间存在着惊人的不匹配现象。由于他不了解贝尔福的早期工作性质,他开始构建幼虫的生命族谱,然后再比较与此相对应的成虫生命族谱。从这些总结中,他提出了一个备受争议的“幼虫转移”理论,他认为这些幼虫与成虫间出现离奇性的不匹配现象是由于这些物种在年代早期,由于一次偶尔的机会形成了杂交种。

换句话说,海洋无脊椎动物的幼虫和成虫形式看起来是完全不同的生物体,正是因为他们的幼虫在演化的过程中出现了杂交的现象。该理论是查普曼和霍尔在1992年提出。这个理论引起了众多生物学家的怀疑,而威廉姆森则进行了一系列关于不同海洋无脊椎动物门类之间是否存在杂交现象的实验。这些实验将可能导致威廉姆森的理论无法适用于在进化论框架下自然杂交的情况,但是却可以在杂交的后代中观察实验是否成功,这也可以说明众多生物学家认真地采纳威廉姆森的理论。

威廉姆森在2006年继续拓展了他的想法,他提出不同物种之间的杂交是一种非常迅速的进化潜力,这可能有助于解释动物王国本身的起源之谜。持该论点的论文曾刊登在伦敦林奈学会动物学杂志上。现代动物的先驱者首次出现在5.45至5.25亿年前,在加拿大布尔吉斯页岩和类似的岩床上发现的化石表明,这些先驱者的到来并没有预示着接下来会发生大规模的进化时期。而布尔吉斯页岩地区则是一处对生物学家而言是不寻常且惊人的地方,在生物学家古尔德后期著的书籍中提到,该地区就像是一个迅速开花的基因组,在此期间,几乎所有现代动物的主要群体都可以在这里找到祖先,如同平地惊雷般地出现了,这个“爆炸”被称为“寒武纪大爆发”。

但是,对于威廉姆森而言,并没有出现令人信服的证据显示史前生物出现了重大且快速的杂交时代。但是生物学家古尔德注意到,在一些布尔吉斯页岩地区确实存在着具有特殊结合功能的物种出现,通常是几种不同的物种。英国剑桥大学生物学家西蒙康威莫里斯(Simon Conway Morris)认为:在寒武纪物种统计上,有一个非常奇特的生物,它的头部类似于节肢动物,但是它的腹部却是属于另外一个完全不同的门类。

对此,威廉姆森在他的一篇论文中提出,动物身体结构主要组成部分的异同是由于它们在幼虫时期已经通过杂交转移,这就导致了身体各部分有些与此门类相似,有些则不同。奇幻般的外表之下,隐藏着杂交转移的现象。事实上,威廉姆森更进一步指出,这个变化可追溯到寒武纪时期,正是大量生物在寒武纪爆发出快速演变的现象,导致了许多由于这个原因而产生的杂交转移,只是我们还没了解到这些杂交发生到了何种程度,这个发现对现代动物门类的起源存在惊人的暗示。


腾讯科技讯(Everett/编译)





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