适应辐射进化

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介绍

进化是一个复杂的过程。长时间研究不同生物（包括现存和已灭绝的）的物理和功能特征，有助于理解现今物种是如何进化而来的。有时，环境和生活条件会迫使生物体获得对其生存至关重要的新的特征。如果没有这些特征，特定生物体可能难以在该环境中生存。

假设一些生物体被引入新的环境中，而它们的生理结构并不适合其生态位。它们通过进行细微的改变来适应环境，以便能够在其生态位中生存。这些细微而快速的改变会导致物种分化成不同的形式。一个物种的生物体快速适应并分化成不同形式，以便成功传播的过程称为**适应辐射**。适应辐射导致物种的快速分化。它涉及基因突变，导致多种不同的表型变异，这些变异最能适应环境。

导致适应辐射进化的因素

• 当物种暴露于新的环境条件下时，就会发生适应辐射。如果由于新的地貌（如山脉、岛屿等）的形成而发生地理隔离，也可能发生这种情况。

• 当一个种群**暴露于新的栖息地**，那里有未被利用的资源时，种群成员会拥有充足的资源可以使用。它们会进行强烈的多样化，并适应自身以利用可用的资源。物种会在形态上发生多样化，以最大限度地利用资源。这种情况最常见于岛屿上，由于地理隔离，那里陆生物种有限。

• 仅仅暴露于新的环境并不代表与自身栖息地的分离。

• **环境条件的变化**显然会改变资源的可获得性。

• 有时，环境条件的重大变化会导致某些物种灭绝。缺乏竞争者会为那里其他物种留下未被利用的资源，使它们能够多样化并集中利用这些资源。

适应辐射进化的重要性

研究适应辐射有助于理解物种在一个特定生态位中的相互作用。虽然食物网可以清楚地理解物种间的相互关系，但通过研究适应辐射进化可以理解它们的依赖程度。特别是在大规模灭绝的情况下，当现存成员拥有大量新的机会时。由于现存物种会进行适应以利用资源，因此适应辐射为理解导致进化的环境因素提供了新的认识。

让我们通过例子来理解适应辐射

例子 1

适应辐射有很多经典的例子。其中一些是达尔文加拉帕戈斯群岛的雀类、非洲大湖慈鲷鱼、花蜜鸟和哺乳动物。

让我们考虑一下哺乳动物的适应辐射进化，其主要运动附肢是四肢结构。

• 现今的胎盘哺乳动物几乎遍布全球各地，在体型、行为和许多其他方面都极其多样化。它们是小型食虫动物、短腿、陆生祖先的后代。

• 食虫祖先有五指（五指型）短腿。虽然它是陆生的，但其附肢不能起到运动功能。

• 恐龙的突然灭绝导致现存哺乳动物的快速物种形成，使它们能够适应性地辐射到现今哺乳动物的不同形式。

• 它们发展出适应环境的特性，并遵循五条不同的进化路线。

**攀爬的胎盘哺乳动物是树栖的**——它们通过发展能够抓握的附肢而辐射。例如，生活在树上的猴子和松鼠。

**飞行的胎盘哺乳动物是空中飞行的**——它们发展出用于飞行的四肢。例如蝙蝠和滑翔松鼠。

**游泳的胎盘哺乳动物是水生的**——它们的附肢专门用于游泳和在水生环境中生存。鲸鱼、海豚、海豹、北极熊、海狮和海象是具有五指型附肢的水生哺乳动物。

• **穴居的胎盘哺乳动物是穴居哺乳动物**——像鼹鼠和獾这样的哺乳动物有强壮的五指型四肢，可以挖地很深。

• **奔跑的胎盘哺乳动物**——这些哺乳动物进化出四肢以促进在地面上快速移动。狮子、马、猪、羚羊和狼是一些奔跑型哺乳动物的例子。

尽管所有上述类别的胎盘哺乳动物都有专门用于不同任务的四肢，但它们都起源于具有五指型四肢的共同祖先。进化路线向不同方向辐射，以在其各自的生态位中实现运动。

例子 2

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适应辐射进化的显著特征

可以通过检查是否存在其显著特征来区分适应辐射进化与其他进化现象。

如下所述：

• **考虑祖先**——当所研究的后代物种共享一个共同祖先时。

• **将表型与现有环境相关联**——当环境与物种的形态或生理之间存在关系时。

• **性状的效用**——当所研究的物种共享一些形态或生理性状，这些性状对于在特定环境中生存是必要的时。

• **快速物种形成**——适应辐射本质上是一个快速的过程。

因此，当所研究的后代物种显示出具有共同祖先的快速物种形成，并利用与生态位环境相关的性状时，可以认为它们是通过适应辐射进化而出现的。

结论

适应辐射是一个生物体通过对环境变化进行某些适应而快速形成新形式的过程。一段时间后，产生的变异体在形态和表型上与原始物种明显不同。如果生物体暴露于新的环境中，或者由于某些大规模灭绝而缺乏竞争者，则可能发生适应辐射。在这两种情况下，生物体都会迅速分化以利用可用的资源并适应生活条件。

适应辐射与其他进化过程相比，具有许多显著特征。主要特征是所有后代都具有共同的祖先，并通过发展对生存至关重要的性状而从中迅速分化。达尔文加拉帕戈斯群岛的雀类、非洲大湖的慈鲷鱼、花蜜鸟、夏威夷银剑和澳大利亚的有袋动物是一些众所周知的适应辐射例子。

常见问题

Q1. 你能将适应辐射与生物多样性联系起来吗？

A1: 当一个共同祖先分化成不同形式的变异体，这些变异体进行适应以适应新的环境时，就会发生适应辐射。一段时间后，新形成的适应性物种会发生分化，以至于它看起来与其祖先完全不同。由于适应辐射是一个在不同方向上同时快速进行的过程，它为生物多样性增添了色彩。

Q2. 适应辐射只能作用于能够迁徙的活动生物体，这是真的吗？

A2: 迁徙并非生物体体验新环境的唯一手段。固着植物也可以经历适应辐射。例如，夏威夷银剑的二十八个物种是由单个共同祖先进化而来的。它们占据三个不同的属，并栖息在不同的生态位中。

Q3. 推动适应辐射的是什么？

A3: 当生物体面临新的生态机会时，它们会不断多样化，以便最大限度地利用这些机会。因此，正是这些不断出现的新生态机会推动了适应辐射的过程。

Q4. 为什么称之为适应辐射？

A4: 由于后代通过适应从共同祖先产生，并向不同方向辐射，通过利用不同的资源来定居不同的栖息地，因此被称为适应辐射。

Q5. 适应辐射会影响物种形成吗？

A5: 适应辐射导致从原始共同祖先形成不同的物种，对其物种形成产生积极影响。