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因为湖泊太浑浊,鱼类在其中不停杂交,最终创造了进化奇迹

 

东非高原的维多利亚湖是一个形成时间很短暂的湖泊,大约只有16000年的历史,但在这么短的时间内,大约 500 种不同种类的慈鲷科鱼已经成功地在这里进化。

生物演化是一个漫长的过程,通常情况下,一个新物种的进化需要超过一百万年的时间。

相比于常规的演化时间,维多利亚湖的慈鲷就像兔子一眨眼就变成了狼一样,它们在极短时间内超级疯狂的完成生态分化。

这样的事情一直困扰着科学家,但是最近的一项研究指出,这种多样性的爆发主要归功于物种间育种产生的杂交品种。

该研究发现,数百种截然不同的物种实际上都是从到达维多利亚湖慈鲷的三个谱系进化而来的。

在大约 16000 年前,维多利亚湖经历了严重干旱后又重新注满水,三个谱系的慈鲷就是那时候被重新引入湖泊的。

这些谱系在湖中聚集在一起不停彼此杂交,结合了它们的遗传变异,产生了这种巨大的杂种多样性,然后演变成不同的物种。

慈鲷从最初的低级开始,如今在维多利亚湖中茁壮成长,占据了生态系统中几乎所有可以想象到的生态位。

它们看起来也不同,拥有各种不同的形状、大小、颜色和形式。

这些物种饮食也非常不同,有些是藻类刮食者,有些以浮游动物为食,还有一些是以其他鱼类为食的顶级掠食者。

你很难想象这500多种外观和行为上完全不同的物种是在短短16000年时间内进化出来的。

研究小组认为,之所以会出现这种令人惊讶的情况,是因为湖水第一次重新注满时会非常浑浊。

这意味着最早进入湖泊的慈鲷无法分辨彼此的颜色,也很难识别不同的物种,在浑水笼罩下,一场杂交的盛会正在上演。

可以说,这500多个物种是一场意外,它们的祖先在分不清彼此的情况下完成了杂交,最终有了这些独立物种。

但是,为什么不同物种能够杂交,还能产生如此多新物种呢?

其实,两个不同的物种无法繁殖并产生可存活或可繁殖的后代,这个并不绝对,自然界比我们想象得要有趣得多。

维多利亚湖慈鲷杂交的成功就是一个例子,与始终成为进化死胡同的杂交品种相反,它们有可能成为基因生存的积极力量。

许多不同物种的亲本所生的杂交后代不会成功,甚至可能无法生育。然而,对于少数幸运者来说,基因组合可以为他们提供优于同龄人的优势,帮助他们生存和繁殖。

杂交意味着在产生大量的遗传多样性,即使它们中的一些个体表现很糟糕,但如果它们中的个别做得很好,那仍然是有益的。

其实,这种规则不仅适用于维多利亚湖的慈鲷,如果你环顾四周,你将能够看到大多数现存动物(从蝴蝶、蜘蛛到海洋哺乳动物)基因组中的渐渗杂交。

利用新的基因组技术对DNA进行测序,科学家现在发现基本上所有物种——包括人类——都有一些来自另一个物种的 DNA 部分,这表明过去存在杂交。

事实上,如果你观察许多现代人类的基因组,你可以找到智人与尼安德特人和丹尼索瓦人(后来灭绝的另外两种古人类)繁殖的遗传证据。

无论好坏,人类也是史前杂交的产物。

对于生活在东亚的一些人来说,有证据表明丹尼索瓦人的DNA帮助他们适应了更高的海拔。

而另一方面,欧洲人基因组中的尼安德特人DNA可能导致某些疾病的风险更高,包括 这次新冠,以及非常明显的抑郁症。

这项研究挑战了杂交总是以基因死胡同告终的观点,在某些情况下,一些混合动力实际上可能表现得更好。在大多数情况下,它们可能不是,但在某些情况下却是。

这项新研究发表在《科学》杂志上。

原文:https://www.iflscience.com/over-500-fish-have-rapidly-evolved-in-a-single-lake-thanks-to-hybridization-70999

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