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海豚和虎鯨無法通過進(jìn)化重回陸地

2023-08-09 17:15:38 來源：參考消息

參考消息網(wǎng)8月9日?qǐng)?bào)道據(jù)美國(guó)趣味科學(xué)網(wǎng)站7月17日?qǐng)?bào)道，一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，虎鯨、海豚等水生哺乳動(dòng)物不斷進(jìn)化直至重回陸地生活的可能性幾乎不存在。研究人員發(fā)現(xiàn)，讓這些動(dòng)物能在水中生存的適應(yīng)性變化已經(jīng)跨過了一個(gè)進(jìn)化門檻，它們已無法重回陸地生活。

4億年前到3.5億年前，第一條魚從水中爬到陸地上。這些笨拙的脊椎動(dòng)物（比如提塔利克魚）擁有讓它們能四處走動(dòng)的四肢雛形，后來逐步進(jìn)化成我們今天看到的四足動(dòng)物。

(資料圖)

四足動(dòng)物是有四肢、有明顯腳趾的脊椎動(dòng)物，包括兩棲動(dòng)物、爬行動(dòng)物和哺乳動(dòng)物。雖然大多數(shù)哺乳動(dòng)物留在了陸地上，但有些哺乳動(dòng)物（從約2.5億年前開始）回到水里，作出了一些使它們得以利用水生棲息地的適應(yīng)性改變。

向陸地的遷移只發(fā)生過一次，但回到水里的遷移卻一再發(fā)生。這促使研究人員提出以下問題：水生哺乳動(dòng)物是否可以重新適應(yīng)陸地生活？如果不可以，為什么？

在這份7月12日發(fā)表在英國(guó)《皇家學(xué)會(huì)生物學(xué)分會(huì)學(xué)報(bào)》上的新研究論文中，研究人員分析了超過5600種哺乳動(dòng)物。他們發(fā)現(xiàn)，從陸地到水里的遷移很可能“不可逆轉(zhuǎn)”。

進(jìn)化過程不可逆的觀點(diǎn)最早由19世紀(jì)比利時(shí)古生物學(xué)家路易·多洛提出。這項(xiàng)被稱為多洛定律的法則指出，一旦一項(xiàng)復(fù)雜的特征隨著時(shí)間的推移而消失，它不大可能在后代中重新出現(xiàn)。

為了在哺乳動(dòng)物身上驗(yàn)證這一觀點(diǎn)，研究人員把數(shù)千個(gè)物種分成四類：完全陸生物種、具有一定水生適應(yīng)性但在陸地上仍行動(dòng)自如的物種、陸上活動(dòng)能力受限的物種，以及鯨等完全水生物種。

他們研究了擁有共同祖先的物種分支之間的進(jìn)化關(guān)系。通過比較這些物種的特征，研究人員創(chuàng)建了能估算進(jìn)化出特定特征可能性的模型。

研究論文的主要作者、瑞士弗里堡大學(xué)的博士生布魯娜·法里納說：“我們的研究重點(diǎn)之一是，將從完全陸生到完全水生形態(tài)的整條適應(yīng)性變化曲線納入，并測(cè)試這些適應(yīng)性變化是否不可逆轉(zhuǎn)?！?/p>

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，半水生和完全水生物種之間有一個(gè)門檻，一旦跨過這個(gè)門檻，水生適應(yīng)性變化就不可逆轉(zhuǎn)。遷移至水生環(huán)境與多種變化有關(guān)，包括幫助物種在更寒冷環(huán)境中留住熱量的較大體重，以及支持更強(qiáng)新陳代謝過程的肉食性飲食。法里納說，這些變化可能會(huì)提高水生物種與陸生生物競(jìng)爭(zhēng)的難度。

法里納說：“我們發(fā)現(xiàn)，（一小步一小步地）從完全陸生變?yōu)榘胨强赡艿?，但部分水生適應(yīng)性改變存在不可逆轉(zhuǎn)的門檻?！币虼?，像鯨和海豚這樣的完全水生動(dòng)物重回陸地的可能性幾乎為零。

愛爾蘭利默里克大學(xué)比較基因組學(xué)研究員、未參與該研究的維拉格·夏爾馬說：“雖然多洛定律經(jīng)常出現(xiàn)在此類宏觀進(jìn)化研究中，但該論文的作者們成功駁斥了由海洋到陸地的遷移并非完全不可能實(shí)現(xiàn)這一錯(cuò)誤觀點(diǎn)?！?/p>

他還說，這篇論文只關(guān)注哺乳動(dòng)物，因此，未來的研究可以著眼于不可逆性是否同樣適用于其他四足物種。

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