进化需要多少时间?

大科技奇妙杂志 2024-08-30 01:52:56

进化需要多少时间?

以人的一生来衡量,地球所经历过的时间漫长得难以置信。如果你把地球存在的45亿年浓缩为24小时,每分钟将对应300多万年。恐龙在晚上11点39分48秒灭绝,人类在午夜前的0.2秒才出现。

正是地球漫长的历史,为生物的进化提供了充足的时间。因为进化是一个非常缓慢的过程,在有限的时间里几乎看不到变化,只有在大的时间尺度上,才会留下痕迹。鱼进化成鸟,草进化成树,无不以地质年代计。

这种观点在很长一段时间内一直占主流。事实上,有些生物学家担心进化的速度太慢,无法解释他们在世界范围内观察到的生物多样性,为此绞尽脑汁寻找除自然选择之外,可以让进化加快的其他因素。

然而,现在,这个问题翻转过来了。我们在过去30年里发现,进化在小的时间尺度上似乎速度很快,反而无法解释在大的时间尺度上表现出来的较为贫乏的生物多样性。

这被称为“停滞悖论”。详细点说就是:通过长镜头来看一百万年或者更长的时间,进化显得非常缓慢;但是,当生物学家观察短期内,譬如发生在几年到几十年间的进化(也叫“微进化”)时,却发现是非常迅速的。

例如,2011年对鸟类、哺乳类和爬行类动物的身体尺寸的研究发现,它们可以在短短的数百年时间里大幅地扩大或缩小。只是这些变化不能持久,需要几十万年或更多的时间才能进化出持久的变化。

为什么会这样呢?一个比较合理的解释是,一个地方的环境以长时间段来衡量,一般来说是非常稳定的,但在短期内,也会出现很多波动。不过,这些波动不会持续很久。譬如,一个地方历史上常年多雨,但有些年份也会出现干旱,干旱的年份过去,又回到多雨。而物种可以对短期的环境波动做出快速反应,但是,因为环境的波动不能持久,故而短期内进化出的新特征也不会持久。只有在环境发生重大变化时,才产生持久的飞跃性变化。

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