大多数已知物种是在多样性的“爆炸”中进化的,这是对“生命之树”的首次分析
大多数已知物种是在多样性的“爆炸”中进化的,这是对“生命之树”的首次分析。来源:Frontiers
(化石网cnfossil.com)据Frontiers:据说英国进化生物学家JBS Haldane曾打趣说,任何神灵显然都“对甲虫有着共同的喜爱”。这个“bon-mot”传达了一个重要的真理:“生命之树”——所有物种的家谱,无论是现存的还是已灭绝的——都是非常不平衡的。
在某些地方,它就像一丛茂密的短树枝;在其他地方,它只有稀疏但长的树枝。少数群体往往占主导地位:正如霍尔丹指出的那样,现存昆虫中40%以上是甲虫,60%的鸟类是雀形目动物,85%以上的植物是开花植物。
但是,这种物种集中在少数异常大的群体中是地球上生命的普遍现象吗?这个问题对于我们理解进化和生态学很重要,长期以来一直是生物学家争论的主题。但直到最近,由于我们对现存物种的数量、它们的进化关系和每个群体的年龄知之甚少,很难回答这个问题。
但现在,美国科学家终于给出了答案,发表在《生态学与进化前沿》上。
亚利桑那大学教授约翰·J·维恩斯博士说:“在这里,我们首次表明,大多数现存物种确实属于数量有限的快速辐射:也就是说,它们与许多在相对较短的时间内进化的物种组成群体。”。
“具体来说,如果我们看看生命王国、动物门和植物门,我们发现在每种情况下,80%以上的已知物种都属于物种多样化率极高的少数群体。”
Wiens和他的合著者、加州大学河滨分校的助理教授Daniel Moen博士在这里分析了物种丰富度和多样性在各个支系中的分布——每个支系都是从单一祖先进化而来的物种群体,如门、纲或科。
冒着遭受失败的风险
他们对陆生植物、昆虫、脊椎动物、所有动物和所有物种都这样做了。他们分析了每个支系的物种丰富度、年龄和估计的多样化率的数据:即新物种随时间的积累。
他们重点研究了陆生植物的10门、140目和678科,共涉及30多万种;昆虫31目870科,包括100多万种已知物种;脊椎动物12类,包括66000多种;动物28门1710科150多万种。最后,他们分析了所有生命中的17个王国和2545个科,包括200多万个物种。
结果清晰一致:无论生物的等级或群体如何,大多数现存物种都被证明局限于少数不成比例的大分支,其多样化率高于平均水平。
人们认为,当一个新的生态位打开时,物种会发生“快速辐射”:例如,大约250万年前,一群草雀从中美洲分散到加拉帕戈斯群岛的处女地,以分化为著名的达尔文雀;或者,5000万年前,动力飞行等进化创新引发了蝙蝠的辐射。
只见树木,只见森林
Wiens说:“我们的研究结果表明,大多数生命的多样性都可以用这种相对快速的辐射来解释。我们还根据我们的结果和早期研究的结果,提出了可能解释这些快速辐射的关键特征。”。
Wiens说:“这些特征包括生命王国中植物、动物和真菌的多细胞性;动物门节肢动物对土地的入侵和植物性饮食的采用;植物门开花植物中花朵的出现和昆虫授粉。”。
然而,一个“已知的未知”仍然存在:细菌王国中的物种分布。科学界已知大约有10000种细菌,但目前对真实数量的估计从数百万到数万亿不等。然而,细菌的起源可以追溯到35亿年前,因此它们之间的整体多样化率实际上相当低。
作者写道:“如果实际的细菌丰度真的比其他群体的描述丰度高得多,那么多样化率低的分支(即细菌)将包含生命中的大多数物种——这与我们的结果形成鲜明对比。因此,我们警告说,我们的结果主要适用于已知的物种多样性。”












