
當我們回顧進化如何將我們從沒有眼睛的生物體帶入現代,最終成為能寫部落格的人時,它似乎是一種龐大而不可知的力量。但當我們觀察個體特徵及其巧妙的出現和消失時,因果關係的運作就變得清晰而迷人。人們不斷毒害你的湖?那麼,魚先生,為什麼不發展出對這種毒素的抗性,並將其遺傳給你的後代呢?蝙蝠總是忽略你的花朵,卻去為其他花朵授粉?那麼,熱帶藤蔓,你為什麼不進化出一種能反射迴聲定位訊號的衛星碟形葉片呢?我們收集了十個進化和適應的例子,它們要么是新的,要么是新發現的,涵蓋了植物、動物,當然也包括人類。我們自己也並非完美無缺。
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註:這些例子涵蓋了幾種不同類型的變化,包括個體突變(例如人類)、後天習得的行為(例如莫斯科犬)、新的適應性演化(例如洞穴魚)以及新發現的演化(例如衛星碟形葉片)。請將此視為事物如何變化的概述,而非任何具體的論點。

南非一種名為「鼠尾草」 (Babiana ringens)的開花植物,為了吸引授粉鳥類前來採蜜,進化出了非常獨特的特徵:它長出了一個特殊的鳥棲架。鼠尾草的花朵生長在地面上,這意味著它可能不太容易吸引那些不願意在危險的地方停留太久的鳥類。為了吸引孔雀石太陽鳥,這種植物進化出了一根堅韌的莖,位於一個完美的棲息位置,方便鳥類覓食。有趣的是,根據多倫多大學的研究人員的說法,同一株植物在不同地區會呈現出明顯的差異——當它依賴太陽鳥授粉時,會生長出一根又長又吸引人的莖(安靜點,各位),而在授粉昆蟲眾多的地區,由於使用頻率較低,這根莖會逐漸縮短。但莖稈對植物來說仍然是一個很大的優勢——沒有莖稈的植物,無論是莖稈被折斷還是其他什麼原因,產生的種子數量只有有完整莖稈的植物的一半。

今年夏天早些時候,我們偶然發現了一種新出現的抗藥性家鼠。由於最近發生的雜交進化,它們現在能夠對一些人類最致命的滅鼠劑免疫。華法林是一種常見的滅鼠藥,對大多數鼠類有效,包括常見的家鼠,但對生活在地中海沿岸的阿爾及利亞鼠無效。阿爾及利亞鼠是與家鼠親緣關係密切的另一種鼠類。這兩種老鼠原本不會相遇,但人類的遷徙使它們相遇,最終,這種雜交鼠開始在德國出現,並且安然無恙——這都歸功於它們新獲得的這種有益特性。

我們並非唯一喜愛蝙蝠的生物-原來古巴雨林藤蔓植物Marcgravia evenia也費盡心思吸引蝙蝠的注意。最近發現(但非近期進化而來), M. evenia的葉片呈現獨特的凹陷形狀,如同小型衛星天線。這是為什麼呢?因為當蝙蝠發出迴聲定位訊號時,它能發出強烈的訊號。這使得這種花對那些視力不佳、經常依靠迴聲定位的飛行哺乳動物朋友來說,具有獨特的辨識度。這種設計不利於光合作用,但顯然其益處遠大於弊端。

紐約最令人恐懼、最容易引發恐慌的昆蟲不是蟑螂,而是臭蟲。正如我們在五月報道的那樣,在經歷了半個世紀的「相對沉寂」之後,臭蟲在上世紀90年代末突然捲土重來,而且比以往任何時候都更加猖獗。事實證明,臭蟲已經進化出一些使其更難根除的機制,例如:一層厚厚的蠟狀外骨骼可以抵禦殺蟲劑;更快的代謝速度可以產生更多自身天然的化學防禦物質;以及能夠阻斷擬除蟲菊酯類殺蟲劑的顯性突變。你幾乎不得不佩服這些小傢伙。

幾週前,我們發現了一個演化實例:細胞層面的演化,而且是在人類體內發生的演化。一項針對心臟科醫師的小型研究發現,這些醫生血液中的過氧化氫含量高於正常水平。心臟科醫師在工作中經常使用X光,而這項發現可能預示著未來可能接觸到致癌物質。但研究也發現,過氧化氫水平的升高會觸發一種名為穀胱甘肽的抗氧化劑的產生,而穀胱甘肽是一種細胞保護劑。本質上,這些醫生正在從內而外地增強自身抵禦職業危害的能力,而這種保護機制始於細胞深處。這是一個令人驚嘆的故事——點擊此處了解更多詳情。

莫斯科的流浪狗問題十分嚴重。每300個莫斯科人(我們或許會以為「莫斯科人」是居民,但事實並非如此)中就有一隻流浪狗,數量之多,以至於謝韋爾佐夫生態與進化研究所的研究員安德烈·波亞爾科夫(Andrei Poyarkov)從進化論的角度對它們進行了研究。波亞爾科夫將這些狗分為四種性格類型,從退化成狼性特徵的到專門的「乞食者」類型。後一種類型尤其有趣,因為它們展現了一套全新的行為模式:乞食者能夠分辨哪些人最有可能給它們食物,甚至進化出了乘坐地鐵的能力,將多個地鐵站納入它們的領地範圍。您可以在這裡閱讀更多關於莫斯科流浪狗的資訊。

澳洲甘蔗蟾蜍的故事既悲慘又神祕。 1935年,人們為了控制肆虐農作物的本土甘蔗甲蟲而引進甘蔗蟾蜍。然而,這些蟾蜍幾乎立刻就開始瘋狂繁殖,如同魔怪一般吞噬一切,導致許多本土物種滅絕。隨著蟾蜍擴散到澳洲東北部的大部分地區,研究人員開始注意到一些非常奇怪的現象:這些蟾蜍發生了變異,出現了一系列非常特殊的特徵:腿部更長、耐力更強、更快。這些變異使得新進化的甘蔗蟾蜍移動速度更快、擴散範圍更廣,但問題是:這實際上降低了它們的健康水平。速度較快的蟾蜍死亡率最高,而且經常出現脊椎疾病。那麼,這種進化的意義何在呢?在分析了環境之後,研究人員為這種自然選擇創造了一個新術語:空間分選。其理念是,蟾蜍移動速度越快,海蟾蜍的領土擴張速度越快,就越容易吸引配偶——即便蟾蜍的健康狀況較差,即便它們實際上並不需要不斷擴張領地(當然也不缺食物)。研究人員將其描述為「雖然不如達爾文進化過程重要,但它仍然能夠透過一種迄今為止很大程度上被忽視的過程來塑造生物多樣性。」[Wired]

當你研發出一種基因改造玉米,克服了所有關於安全性和「上帝」之類的常見質疑,僅僅是為了避免某種害蟲啃食莊稼,結果卻發現這種害蟲已經變異了,這可不是什麼好兆頭。孟山都公司(基改玉米的生產商)和西部玉米根蟲(上圖所示的成蟲)就遭遇了這種情況。根蟲很快就對孟山都基改玉米中所含的殺蟲劑產生了天然抗藥性。我們曾寫道:「玉米種子中含有一種基因,可以產生一種名為Cry3Bb1的結晶蛋白,這種蛋白會破壞根蟲的消化道,導致其痛苦地死亡,但對其他生物無害(我們認為)。」然而,愛荷華州立大學的一篇研究論文描述了根蟲對這種蛋白產生有效抗藥性的案例,這引發了人們的擔憂:根蟲的適應性措施。

我們往往理所當然地認為狗會吠叫——但在野外,犬類幾乎從不吠叫,而是嗚咽、短促地叫或嚎叫。一些研究探討了其中的原因,目前的結論是,狗吠叫是為了我們。這個結論的得出方式略顯迂迴:Csaba Molnar 的研究表明,狗的吠叫包含訊息,而且人類能夠理解這些訊息。儘管狗主人堅持認為並非如此,但他們通常無法區分自家狗的吠叫與同品種其他狗的吠叫。然而,人類卻能輕易區分「警報」吠叫和「玩耍」吠叫,頻譜分析表明,警報吠叫往往彼此非常相似,並且與其他類型的吠叫截然不同。從進化角度來看,狗與它們的野生近親相距並不遠,可能只有 5 萬年,因此莫爾納的理論(公平地說,這也是普遍接受的理論;想了解更多信息,請查看這篇精彩的《紐約客》文章)是,野狗和狼被選擇性地培育出某些特定特徵,其中之一可能就是吠叫的意願。

每年,墨西哥南部的佐克人都會舉行宗教儀式,將一種用巴爾巴斯科植物根莖製成的有毒糊狀物傾倒在當地的硫磺洞中,祈求降雨。這種糊狀物對墨西哥孔雀魚(Poecilia mexicana) ——一種與孔雀魚親緣關係密切的小型洞穴魚——劇毒無比,而這正是儀式的目的所在。魚死後,佐克人食用這些魚,並希望以此祈求墨西哥南部降雨。由於大規模的魚類死亡事件,墨西哥政府實際上已經禁止了這種做法。但如果他們再等一段時間,或許就不必如此了。根據去年發表在《生物學快報》(Biology Letters)上的一篇論文,墨西哥孔雀魚實際上已經開始進化出對這種毒素的抵抗力。一個研究團隊發現,一些魚設法在這次大規模的攻擊中倖存下來,即使是那些最終死亡的魚,似乎也比該物種通常的存活時間更長。他們將洞穴中發現的魚與其他地方發現的同種魚進行了對比測試,發現洞穴魚已經選擇性地進化出了對毒素的抵抗力,存活時間比非洞穴魚長約50%。順便一提,這篇發表在Livescience上的文章指出,這種魚的味道非常糟糕。