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进化 大多数人说起进化时，他们都会想到达尔文关于自然选择的观点，这也是我们课本里的东西。 一种有机体在很长一段时间内进化成一种非常不同的物种，比如鱼类进化成陆生动物，或者早期灵长类动物进化成人类。 然而，对科学家来说，进化意味着更微妙的东西，即种群中基因变异频率的变化。 与流行的进化论相反，这种变化是由许多因素驱动的，而不仅仅是自然选择，突变、迁移和纯粹的机会都是进化变化的机制。 有一个非常有争议的话题:导致新物种出现的进化过程是什么?它们与在一个物种或种群内发生的进化过程有什么不同吗? 我们可以从遗传学和化石记录的角度来研究这些问题。单靠遗传学无法解释现在已经灭绝物种的进化，所以科学家们依靠化石来提供过去进化的快照。 此外，还可以比较已灭绝物种的现存近亲的DNA。 为什么会出现新物种? 对于新物种的出现有一个必要的条件，那就是现有物种的种群(个体群)之间存在一定程度的分离。 这可能是物理上的分离，比如山脉的地理屏障，或者岛屿上的隔离，也可能是生态上的，比如有不同的饮食习惯或交配偏好。 随着时间的推移，不同种群DNA的变化最终将使分离的种群很难或不可能交配，它们将成为不同的物种。 达尔文物种形成的终极例子(一个物种分裂成几个)是加拉帕戈斯群岛的雀类，在达尔文的《小猎犬号环球航行记》中描述过。 在这种情况下，由于饮食和岛屿位置的分离导致了不同物种的出现，不同的喙形反映了它们对各自饮食的适应。 我们现在知道，这种解剖学上的变化反映在基因水平上，就是通过改变负责喙形的基因。 但是什么样的基因变化最终导致了物种的分裂呢?目前该领域的研究为这个问题提供了线索，使科学家们能够跟踪基因变化的过程。 基因突变 杂交区 在上一个冰河时代，欧洲的许多动物种群在不同的温暖地区(如现在的西班牙和巴尔干半岛)避难时，在地理上就变得分离了。 当冰河时代的冰川在大约一万年前融化时，长期分离的物种再次接触，因为它们能够离开它们的避难所，重新在大陆上繁衍生息。 但是，相隔数千年意味着不同的种群获得了各自特有的一些基因变异，这使得种群重新聚在一起时更难杂交。 例如，当欧洲乌鸦种群在冰河时代分离时，出现了两种明显不同的进化类型：西部的全黑食腐乌鸦和和东部黑灰色冠毛乌鸦。 食腐乌鸦（左）和冠毛乌鸦（右） 今天，在“杂交区”两种乌鸦都在那里出现，这两个物种可以杂交并繁殖后代，尽管成功率低于它们在自己的种群。 通过分析杂交区乌鸦的基因组，并将其与自身区域深处乌鸦的基因组进行比较，科学家们已经能够识别出不易穿越杂交区的DNA序列。这些基因组片段是特定于一个种群的，在其他种群中非常罕见，是新物种出现的关键。 在这种情况下，负责羽毛差异的基因是最不可能跨越杂交区域。这有力地表明，食腐乌鸦只喜欢与其他看起来像食腐乌鸦而不像冠毛乌鸦的乌鸦交配，反之亦然。 如果这一过程继续下去，这两个群体很可能最终成为完全独立的物种。 几十年来，科学家们一直在观察和研究乌鸦(或达尔文雀)身上发生的分隔和混合过程，突出了进化过程的普遍性。 从根本上说，这些过程也在微生物中发生——比如埃博拉病毒进化成更具传染性的病毒。主要区别是时间，埃博拉病毒在几年内发生的基因变化程度，在鸟类身上发生了数千年。 然而，在每一种情况下，当生物体适应新环境或随机的基因突变发生时，结果是不同的种群变得越来越不同。 以乌鸦或文雀为例，这最终导致完全的生殖隔离，从而产生一个新物种。 有羽毛但不会飞的恐龙Aurornis 从恐龙到鸟类 但是，那些看似全新的有机体的出现呢？比如鲸鱼从它们的陆地祖先进化而来，或者鸟类从它们的恐龙祖先进化而来。 我们如何追踪和理解地球上生命的这些重大变化，这些变化远远大于个体物种的出现？ 追踪这种进化的主要挑战是，它发生的时间跨度非常长，而且大多数祖先生物都灭绝了。不过，化石可以保存上亿年，并提供了在这段时间内解剖学变化的详细信息。 近几十年来，在中国东北地区发现了数千件保存完好的化石标本，详细地阐明了鸟类从恐龙进化而来的过程。 例如，我们现在知道，在鸟类出现之前很长时间恐龙就有羽毛了，这表明羽毛最初并不是用来飞行的。保温、伪装和展示都是羽毛赋予这些早期有羽毛爬行动物的优势。 同样，鸟类也不是突然出现并完全成形的。通过追踪翅膀驱动飞行所需的不同解剖学特征，如体积小、翅膀、羽毛、融合的尾巴、叉骨以及其他许多特征，我们发现，鸟类完整的身体结构是在1亿多年前逐渐形成的。 一旦这个身体进化完成，鸟类就会经历一个巨大而迅速的分化成各种各样的不同形式，导致了我们今天所知道的近10000种鸟类。 鸟类从恐龙进化而来是一个持续的过程，不是突然的变化。如果一位穿越时空的古生物学家能够坐下来观察1亿多年来鸟类的进化，他就不会注意到任何特别的时刻或事件，不过那时她肯定能说出恐龙在哪里停止，而鸟类在哪里开始。 在很大程度上，多亏了中国的化石发现，让我们队鸟类的进化理解发生变化，现在基本谁都知道鸟类是有恐龙进化而来。 不仅如此，雷克斯霸王龙现在被认为与鸡的亲缘关系比与许多恐龙更近，比如翼龙。 进化论 这种高于物种水平的变化有时被称为“宏观进化”，而我们可以在物种内部观察到的基因突变(有时被称为“微进化”)则相反。 不幸的是，这种分歧表明有两种不同类型的进化，或者说进化是由“微观”和“宏观”层面上的不同机制驱动的。 这种区别经常被那些不接受进化论的人所利用，他们声称只有“微进化”才会发生。但这种分歧是错误的，因为除了那些改变群体中遗传变异比例的机制外，没有其他机制。进化是由突变、迁移、选择和机会驱动的。 好了，如果你发现进化论有什么不明白的，欢迎在评论里告诉我们！ |
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