新物种为什么会变成新物种?

1986年,乌普萨拉大学和贝尔格莱德大学的科研团队把种子甲虫Acanthoscelides分成两组,一半放在强性选择的环境里生活,另一半则是弱性选择。这两拨甲虫一直在同一条线上繁衍了大概200代,直到现在也没停下来。这种实验最早是为了弄清楚为什么有的动物能变成新物种。在那次研究里,科学家发现如果雄性之间争着交配的话,新物种的形成速度能快不少。这事儿在一个叫《Evolution Letters》的期刊上有记录。 通常来说,动物变成新物种得花上很多很多代,但是这次的实验直接让我们看到了刚开始的那点变化。Göran Arnqvist教授说,当雄性之间竞争激烈时,种群的基因和繁殖特征分化得更快。他们在1986年就开始动手了,把一大群甲虫分成了两组。一组让雌性随便跟不同的雄虫交配,另一组就只让它们配一次。结果发现,在那种争得头破血流的环境下进化的甲虫体型变大了,交配时间也变长了。而且影响精子受精的那些蛋白质也跟着变了。 既然种子甲虫是内部受精的生物,雄性不光传送精子,还会送一堆复杂的蛋白质和肽过去。这些东西对能不能让卵子怀上至关重要。Arnqvist还提到,强烈性选择条件下的种子甲虫体内这些混合物变化更大,连雌性身体里的受体系统也跟着变了。正是这种细微的改动,积少成多后就导致了新物种的出现。 这种改变之所以能发生,是因为DNA在记录着这一切过程。现在我们虽然能直接从物种的DNA里看到分化的情况,但是要搞清楚到底是什么生物因素导致了这一切,还是挺难的。Arnqvist团队在《Evolution Letters》上发表的这篇文章里也提到了之前的一些研究成果:雄性之间的竞争在新物种形成中很关键。他们通过自1986年以来持续进行的实验验证了这一点。 虽然新物种的进化通常需要超过200代的时间才能看得清楚,但我们确实能在这次实验里看到最初阶段的迹象。当性选择很强的时候,种群向不同方向进化的速度超过了两倍。这也说明为什么有些物种会出现分化——比如像哑天鹅和很多蚊子那样的单配偶制生物就不太会有这种分化现象。 性选择其实是一种自然选择的特殊形式。它更倾向于那些能在求偶竞争中占据优势的特征,而不是为了单纯的生存本身。比如雄鸟长漂亮的羽毛或者长出武器来打架都是为了这个目的。在那种一个雌性能跟多个雄虫配对的群体里,雄性之间为了争取受精机会的斗争就特别激烈。 对于怎么让实验一直做下去这事儿也不是特别难想——只要持续跟踪这些甲虫的直系谱系就行了。现在的这项实验已经持续了40年之久了。它给我们揭示了一个很重要的道理:原来性选择在新物种形成的过程中扮演着这么关键的角色!