比比皆是。
所有还在传代的生物都在进化 ,从各种细菌到苍蝇·蚊子再到新冠病毒都会不断突变、出现新的性状,世界各地还会发现新演化出的物种。在人类的育种和一些地方恶劣的自然环境影响下,进化表现得更加明显。
一年之内
2021 年中期, 新冠病毒 Delta 变异病毒株 已经扩散到超过八十个国家并持续突变。读者可以自行搜索关于新冠病毒变异株的新闻报道。
目前推测 大理石纹鳌虾 于二十世纪九十年代(最晚 1995 年)起源于水族馆中,减数分裂发生的随机错误或是水温变动的影响产生了一颗二倍体卵子,该卵子受精并发育成三倍体个体,单独建立了种群。大理石纹鳌虾不能和仍然存在的祖先物种(龙纹鳌虾)产生可育后代。这是在一代间建立了生殖隔离、形成了新物种 [1] 。
不少昆虫可以在一代间通过生殖器外骨骼的形状变化建立生殖隔离(交配前隔离:器官隔离)而分离为新物种。一些昆虫在恶劣环境中可以突变为孤雌生殖。
数年间
滥用或不正确地使用抗菌药物,使用无效的药物配方(不到一个疗程,药物质量低下或储藏不良),或是早期中止治疗,都可能导致 细菌耐药性 的发展。
这不限于抗生素耐药性。人们已经看到医院环境中的粪肠球菌对酒精的耐受力在 18 年间增强了十倍 [2] ,对异丙醇的耐受力也在上升。许多含酒精的洗手液的浓度较低并会被冲洗,让病原体反复暴露于非致命浓度的酒精——在新冠病毒大流行期间尤其如此。这有望进一步增强若干病原体对酒精的耐受力。
至于碘伏和次氯酸钠,那不止是「耐药」这个程度了。 Burkholderia cepacia 复合种(Bcc,含 24 个物种 [3] )可以 在碘伏里生活 ,可以 耐受过氧化氢、次氯酸钠 [4] 、氯己定、三氯生、苯扎氯铵、洗必泰等 [5] ,能够 污染 商业生产的聚维酮碘和水基的鼻喷雾剂、漱口水、注射液、洗手液、婴儿湿巾等。
真核病原体也不遑多让。世界卫生组织于 2000 年将青蒿素类药物作为抗疟首选药物在全球推广。2009 年, 抗青蒿素疟原虫 在泰国与柬埔寨边界地区自然产生。2020 年初, 抗青蒿素疟原虫 在非洲自然产生,DNA 序列比对显示其和东南亚的抗青蒿素疟原虫是彼此独立产生耐药性的。
有害昆虫、有害植物、致病真菌的抗药性 同样构成世界性的问题,在数年内就能对「曾经很好用」的农药表现出抗性。
这不是「没脊椎的特权」。在一部分脊椎动物中观察到 在仅仅 3 代内出现生殖隔离(建立新的生物学物种) 的现象:
Speciation in real time
还是加拉帕戈斯岛上那帮鸟。十几年前就被关注过,几年前重新验证了血统的来源,证明了 3 代内完全分离。数十年
过去数十年间,学者们肉眼观看了 北美苹果蝇、意大利麻雀、黄花约克麦草 等新物种在他们身边自然诞生,欧洲杜鹃和北美杜鹃的杂种在荒地上蓬勃生长,北美野牛和家牛的杂种、马鹿和梅花鹿的杂种都可以产生可育后代而不再跟祖先杂交。
亚马逊雨林中尚未被砍伐的地区也受到人类引起的气候变化的影响。对过去 40 年间收集的数据进行的重新分析表明,亚马逊雨林中对环境敏感的留鸟的数量在减少,且 研究范围内大多数留鸟物种的体型与翅膀长度都发生了变化 。
数百年
人自己就是范例之一 。可以参照:
日本的 秋田蕗 是自然形成的多倍体蜂斗菜,有着多倍体的典型巨大化(植株高 2~3 米),龙猫头上那片叶子就是了。
江户时代这玩意还是需要一群人到山上找半天才有两个比较大的稀罕物,现在已经满常见了,这个突变的历史可能比江户城的历史(到 2021 年末约 565 年)还要短。
十九世纪伦敦地铁建成并将一些 蚊子 关了进去,现在它们已经变成了和地面上的蚊子不一样的物种。
600 多年前,葡萄牙人将一小撮 欧洲小鼠 带到了马德拉岛上,现在岛上的小鼠已经分化成 6 个彼此不能产生杂交后代的物种,其染色体数从祖先的 40 条变成了 22 条到 30 条不等,染色体数相同的小鼠之间可以产生后代。
数千年
微生物的 DNA 序列可以在这样长的时间里发生超过整个基因组的 20% 的变动。
人类的驯化可以在这样长的时间里让动植物产生明显的外观变化。
这是一根五千三百多年前的 玉米 棒,和大刍草(墨西哥野玉米)已经有明显的差异:
左为大刍草的「玉米棒」,右为玉米棒,中间是二者的杂交种的玉米棒:
从左到右是玉米棒在过去数千年里的变化:
其余 家禽、家畜、农作物 跟玉米的情况大同小异, 许多农作物是人类自己创造的多倍体新物种 ,小黑麦之类是独立为新物种的种间杂种。
未来
人们目睹明神海丘的 准核生物 似乎正在从原核生物变成真核生物 [11] 、多种生物正在产生内共生现象,人们也可以自行引起内共生 [12] 。
2020 年有一项研究发现, 在物种多样性较低的地区,新物种生成的速度比传统上认为物种多样性较高的地区更快 [13] 。
人类掀起的「生物多样性危机」在消灭一部分物种的同时,也会推动另一部分物种的种化,产生适应人类改造过的环境的新物种。关于地球上新物种的形成速度,不同学者的观点有很大差异:
参考
- ^ 大理石纹螯虾是如何进行「自我复制」来繁殖的? - 赵泠的回答 - 知乎 https://www.zhihu.com/question/266920159/answer/2128466682
- ^ Pidot SJ, Gao W, Buultjens AH, Monk IR, Guerillot R, Carter GP, Lee JYH, Lam MMC, Grayson ML, Ballard SA, Mahony AA, Grabsch EA, Kotsanas D, Korman TM, Coombs GW, Robinson JO, Gonçalves da Silva A, Seemann T, Howden BP, Johnson PDR, Stinear TP. Increasing tolerance of hospital Enterococcus faecium to handwash alcohols. Sci Transl Med. 2018 Aug 1;10(452):eaar6115. doi: 10.1126/scitranslmed.aar6115. PMID: 30068573.
- ^ Bcc 是革兰氏阴性非发酵 β-变形菌,每个细胞通常有 3 条规模在 6MB 到 9MB 的 DNA 链,能够快速突变和改变表观遗传特性,可以迅速适应新接触的环境。它们广泛分布于环境中,具有非凡的代谢多功能性,可以与多种植物互利共生(固氮,或制造毒素攻击其他细菌、单细胞真核生物、线虫、真菌),可以在营养有限的条件下生存、代谢贫营养水环境中存在的有机物。
- ^ Peeters E, Nelis HJ, Coenye T. Evaluation of the efficacy of disinfection procedures against Burkholderia cenocepacia biofilms. J Hosp Infect. 2008 Dec;70(4):361-8. doi: 10.1016/j.jhin.2008.08.015. Epub 2008 Nov 1. PMID: 18977555.
- ^ Biocide susceptibility of the Burkholderia cepacia complex. Rose H, Baldwin A, Dowson CG, Mahenthiralingam E J Antimicrob Chemother. 2009 Mar; 63(3):502-10.
- ^ Torbeck L, Raccasi D, Guilfoyle DE, Friedman RL, Hussong D. Burkholderia cepacia: This Decision Is Overdue. PDA J Pharm Sci Technol. 2011 Sep-Oct;65(5):535-43. doi: 10.5731/pdajpst.2011.00793. PMID: 22293841.
- ^ Culture-based and non-growth-dependent detection of the Burkholderia cepacia complex in soil environments. Miller SC, LiPuma JJ, Parke JL Appl Environ Microbiol. 2002 Aug; 68(8):3750-8.
- ^ Sutton S, Jimenez L. 2012. A review of reported recalls involving microbiological control 2004–2011 with emphasis on FDA considerations of 「objectionable organisms.」 Am Pharm Rev 15:42–57.
- ^ https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abk1743
- ^ 不过,1945年人类在动物园豢养的20头普氏野马只有10头有繁殖能力,其近亲交配极度严重,现在也没有缓过来的趋势。
- ^ 在生物史上从原核细胞发展,是先有多细胞生物还是先有真核生物呢,这两者谁在生物史上的意义更重大呢? - 赵泠的回答 - 知乎 https://www.zhihu.com/question/442444906/answer/1710886927
- ^ 内共生假说可否通过实验验证? - 赵泠的回答 - 知乎 https://www.zhihu.com/question/391582063/answer/1189980451
- ^ https://www.cas.cn/kj/202012/t20201216_4770947.shtml