重温现代数据揭示达尔文进化论：快速适应能力也可用来解释物种分化

重温现代数据揭示达尔文进化论：快速适应能力也可用来解释物种分化通过汇编和分析来自现有物种和化石的大量数据集，研究人员能够证明，许多不同特征的微进化可预测性能够预测相隔长达一百万年的种群和物种之间的变化量。"达尔文认为物种是逐渐进化的，但我们发现，即使种群在短期内迅速进化，这种（短期）进化也不会随着时间的推移而累积。然而，从长远来看，种群和物种的平均差异仍然取决于它们的短期进化能力，"论文的资深作者、挪威国立师范大学生物学系教授克里斯托夫-佩拉邦（ChristophePélabon）说。对选择做出反应和适应的能力，即进化性，取决于可遗传（基因）变异的数量。研究人员在进行分析时，首先汇编了一个庞大的数据集，其中包含了从公开信息中获得的生物种群和物种的进化性指标。然后，他们绘制了不同性状（如喙的大小、后代数量、花的大小等）的进化性与种群和物种差异的曲线图。他们还研究了来自150个不同化石系的信息，其他研究人员在这些化石中测量了短至10年、长至760万年的化石形态特征差异。达尔文注意到，加拉帕戈斯群岛的不同雀鸟如何根据它们擅长吃的食物长出不同种类的喙。后来的研究表明，随着时间的推移，种子大小的快速波动会导致鸟喙大小的快速波动，这与发表在《科学》杂志上的新研究结果如出一辙。这幅插图来自达尔文，1845年。比格尔号皇家海军上尉菲茨-罗伊（FitzRoy,R.N.）环球航行期间所到国家的自然史和地质学研究札记》，第2版。来源：约翰-古尔德他们发现，可进化性较高的特征在现有种群和物种之间的差异更大，而可进化性较高的特征在两个连续的化石样本之间更有可能彼此不同。相反，进化性差或变异性小的特征在不同种群之间或连续化石样本之间变化不大。环境波动是关键佩拉邦说，进化能力强的性状变化快，因为它们能更快地应对环境变化。环境--如温度、食物种类或其他对个体生存和繁殖很重要的特征--是进化变化的驱动力，因为种群试图适应自己的环境。通常情况下，环境每年或数十年都在变化，围绕稳定值波动。这就产生了选择方向的波动。进化能力强的性状能迅速对选择的波动做出反应，并随着时间的推移产生高振幅的波动。进化能力差的性状也会波动，但波动速度较慢，因此振幅较小。"地理位置相距遥远的种群或物种所处的环境波动并不同步。因此，这些种群将具有不同的性状值，这种差异的大小取决于性状波动的幅度，因此也取决于性状的可进化性，"佩拉邦说。对生物多样性的影响研究人员的研究结果表明，过去的选择和环境相对稳定。随着气候变化，情况正在迅速变化，而且主要是朝着一个方向变化。这可能会对选择模式以及物种如何适应环境产生重大影响，因为环境仍在波动，但围绕最佳环境的变化即使在几十年内也不再稳定。他说："物种能够跟踪这些最佳状态并进行适应的程度还不确定，但这很可能会对生物多样性产生影响，即使是在短时间内。"编译来源：ScitechDailyDOI:10.1126/science.adi8722...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1431701.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1431701.htm

科学家发现远古鳄鱼的新物种 与中国扬子鳄存在进化关系

科学家发现远古鳄鱼的新物种与中国扬子鳄存在进化关系上图是一条扬子鳄，与新发现的泰国短吻鳄（Alligatormunensis）亲缘关系密切。这项开创性的研究揭示了独特的头骨特征，对亚洲鳄鱼的进化脉络有了更深入的了解。研究人员GustavoDarlim、MártonRabi、KantaponSuraprasit、PannipaTian和他们的团队通过研究泰国BanSiLiam的一个几乎完整的头骨化石，确定了这个新物种。他们将这一物种命名为"芒河鳄"（Alligatormunensis），以纪念附近的芒河。作者研究了这具残骸，并通过将其与四个已灭绝的鳄鱼物种、现存的美洲鳄（Alligatormississippiensis）、扬子鳄（Chinesealligator）和眼镜鳄（Caimancrocodilus）物种的19具标本残骸进行比较，研究了芒河鳄与其他物种之间的进化关系。他们还回顾了以前发表的有关短吻鳄物种骨骼特征和进化关系的研究。作者发现了几种A.munensis独有的头骨特征，包括宽而短的吻部、高大的头骨、齿槽数量减少以及鼻孔位置远离吻部顶端。此外，他们还注意到短吻鳄和扬子鳄头骨的相似之处，如口腔顶部有一个小开口，头骨顶部有一个脊，鼻孔后有一个凸起的脊。他们认为，这两个物种关系密切，可能在长江-西江和湄公河-湄南河水系的低地有共同的祖先。他们推测，青藏高原东南部海拔在2300万年前到500万年前之间的升高可能导致了不同种群的分离，进化出了两个不同的物种。作者观察到，A.munensis在口腔后部有很大的齿槽，这表明它可能拥有能够压碎贝壳的大牙齿。因此，他们认为A.munensis除了吃其他动物外，还可能吃硬壳猎物，如蜗牛。这些发现进一步揭示了亚洲短吻鳄的进化过程。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1384979.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1384979.htm

具有里程碑意义的研究揭示了达尔文雀适应性的基因基础

具有里程碑意义的研究揭示了达尔文雀适应性的基因基础一个国际研究小组最近发表了一项关于自然种群中当代进化变化的具有里程碑意义的研究。这项研究利用了达尔文雀中近4000种自然栖息地动物最广泛的基因组数据集，揭示了这一标志性群体适应性的基因基础。研究结果最近发表在《科学》杂志上。自从达尔文写下有关加拉帕戈斯群岛雀类的文章以来，生物学家就一直在研究这些小型鸣禽，以了解它们的进化机制。在过去的一百万年中，一个祖先物种进化成了18个不同的物种。达尔文雀作为一种研究生物的优势在于它们能够展示物种演化的早期阶段。普林斯顿大学的彼得-格兰特（PeterGrant）和罗斯玛丽-格兰特（RosemaryGrant）从20世纪70年代开始追踪达尔文雀的几乎每一个个体。他们的研究表明，达芙妮-马约尔的雀类是随着环境的变化和物种间的相互作用而进化的。一个国际研究小组对达芙妮岛上研究的几乎所有雀类的基因组进行了测序，并揭示了适应性变化的基因结构。俯瞰厄瓜多尔加拉帕戈斯群岛大达芙妮岛上的火山口。图片来源：ErikEnbody这项研究的第一作者、乌普萨拉大学前博士后埃里克-恩博迪（ErikEnbody）说："我认为这是一个非常令人兴奋的机会，可以把我们对过去深处进化变化的理解与当前的观察结合起来。基因组数据是一个强大的工具，可以让我们实地观察鸟类，了解影响鸟类进化的因素，如果没有几十年来对加拉帕戈斯群岛的研究，这种规模的研究是不可能实现的。"该研究的资深作者莱夫-安德森（LeifAndersson）（乌普萨拉大学和德克萨斯农工大学）说："我们发现的一个显著特点是，只有少数几个基因位点可以解释雀喙的大量变异。这些基因变化的进化方式之一似乎是将多个基因捆绑在一起，然后随着环境的变化进行自然选择。"厄瓜多尔加拉帕戈斯群岛达芙妮大岛上的一只大地雀（Geospizamagnirostris）。图片来源：ErikEnbody。这些结果可能会让人类遗传学家大吃一惊，因为在人类的身高变异中，许多基因变异只占很小一部分。在研究的三十年间，中地雀的喙变得更小了。利用达芙妮岛上所有雀类的基因组，研究人员发现，这是因为小地雀的基因通过杂交和干旱时期转移而来，在干旱时期，喙较小的个体生存得更好。这项研究强调了长期研究对于了解进化变化机制的价值。来自厄瓜多尔加拉帕戈斯群岛海上的大鸨。图片来源：ErikEnbody研究人员从每只鸟的翼脉中采集了一滴血，并给每只鸟系上了带子。这样就可以对它们进行追踪，确定它们存活了多长时间、与谁交配以及它们的后代。罗斯玛丽-格兰特补充说："通过在整个研究过程中收集血液样本，我们可以在技术成熟时将样本用于基因组研究。"研究人员不仅研究了中地雀，还研究了岛上四种雀类的整个群落。随着岛上条件的变化以及与中型地雀杂交的增加，普通仙人掌雀的嘴逐渐变钝。这项研究描绘了一幅动态的图景：物种如何通过基因变化和有时在物种间传递的巨大表型效应来适应不断变化的环境。随着全球环境的不断变化，加拉帕戈斯岛上的雀类将为我们提供一个宝贵的窗口，让我们了解鸟类、其基因构成和环境如何相互作用，从而塑造野生种群的未来。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1388377.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1388377.htm

科学家们发现了一种物种产生的新方式

科学家们发现了一种物种产生的新方式由康斯坦茨大学动物学和进化生物学教授AxelMeyer领导的一项研究，成功地证明了在慈鲷鱼中出现了一个新的杂交物种。这可能是在脊椎动物中首次出现的这种遗传变异方法。研究人员利用120多个个体的全基因组测序以及其他一些技术，揭示了尼加拉瓜锡洛亚火山口湖中的慈鲷A.sagittae和A.xiloaensis出现了一个新的杂交物种。他们的研究结果最近发表在《自然通讯》杂志上。研究小组早在2018年就在锡洛亚火山口湖中发现了类似于两种慈鲷鱼的杂交种的鱼类。此外，基因测试显示，这些鱼的基因组有两个物种的元素，取决于标记。"我们现在可以对这些鱼的完整基因组进行测序，并更仔细地观察杂交鱼的基因组是如何组成的。事实上，我们有可能在染色体上确定杂交种的哪一部分来自A.sagittae，哪一部分来自A.xiloaensis"AxelMeyer说。尼加拉瓜锡洛亚火山口湖的慈鲷鱼（这里是Amphilophusxiloaensis）资料来源：阿德-科宁斯；慈鲷鱼出版社研究小组还能够发现，由于标记的细节，这个新物种的大多数个体只在它们之间进行繁殖，这表明它确实是一个新物种。也有可能是由于交配选择中的一个"错误"而形成的杂交种，这将解释为什么它们的后代可能被证明是不孕不育的，或者是再次与两个亲缘物种之一交配的杂交动物。在几百代内出现的非常年轻的新物种，在形态学上、生理学上和生态学上都不是两个亲本A.sagittae和A.xiloaensis之间的直接中介。相反，这些杂交种显示出具有亲本中没有的特征的过渡性表型的各个方面。因此，它们占据了与它们的两个亲本不同的生态位，使它们能够在湖中共存。来自体质的生态学后果这些鱼类在尾根的形状上与它们的祖先不同--尾鳍附着在身体上的部分。"可能这就是为什么它们的游泳能力更强，你会发现这种类型的身体比例经常出现在可以快速加速的鱼身上"，Meyer解释说。这使得杂交鱼能够在不同的觅食地游荡，而不是西洛亚湖中的其他四个物种，包括两个亲缘物种，其中一个是生活在开阔水域的修长物种，而另一个具有较深的身体形状，生活在靠近岸边的地方。通过对这些动物的稳定同位素分析，研究人员能够表明，新物种的猎物包括其他鱼类、螃蟹和虾--这些猎物在食物链中已经非常高。可能这个新物种的个体是湖中最成功的捕食者。独特的生态位新的杂交物种占据了一个独特的生态位，这在西洛亚湖这样的小型生态系统中是非常重要的，因为它的直径只有一公里多一点。阿克塞尔-迈耶说："单个物种在如此有限的生境中长期共存的前提条件是，它们之间没有竞争关系"。特别是由于新的标本不是在很大的地理距离上发生的，而是在与原始物种相同的小栖息地的共生条件下发生的。基因组测序、形态计量学、稳定同位素分析--通过这种不同数据集的组合，研究人员能够了解新物种是如何进化的。在一项新的研究中，研究人员考察了当杂交鱼被赋予相互繁殖或与母体物种的个体繁殖的选择时，错误发生的频率。最后的问题是：交配选择是如何被遗传控制的？...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333033.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1333033.htm

科学家揭秘细菌物种间的相互作用与组织动态模式

科学家揭秘细菌物种间的相互作用与组织动态模式由于两种细菌物种之间的追逐相互作用，可以创建结构模式。在一个新模型中，马克斯·普朗克动力学与自组织研究所(MPI-DS)的科学家描述了个体层面的相互作用如何导致物种的自组织，他们的发现提供了对集体行为一般机制的见解。在最近的一项研究中，MPI-DS生命物质物理系的科学家开发了一个模型来描述细菌群体中的通讯途径。细菌通过感知环境中化学物质的浓度并调整其运动来表现出整体的组织模式。“我们模拟了两种细菌之间的非互惠相互作用，”第一作者YuDuan解释道。“这意味着物种A正在追逐物种B，而物种B的目标是排斥物种A。”研究人员发现，仅仅这种追逐和避免的相互作用就足以形成一种结构模式。生成的模式的类型取决于交互的强度。这补充了之前的一项研究，其中提出了一个模型，该模型还包括细菌的种内相互作用，以形成一种模式。根据两个物种A和B之间的追逐和避免相互作用，不同的自组织模式可以在全球层面上进化。图片来源：MPI-DS/LMP在这个新模型中，还包括细菌运动的影响，不需要粘附或对齐来形成包含数百万个体的复杂超级结构。“虽然细菌种群动态显示出整体秩序，但在个体细菌水平上情况并非如此。特别是，单个细菌似乎以无序的方式移动，其结构只有在更高的水平上才可见，这非常令人着迷。”MPI-DS生命物质物理系组长BenoîtMahault总结道。该模型还允许考虑两个以上的物种，增加可能的相互作用和新兴模式的数量。值得注意的是，它也不限于细菌，还可以应用于各种集体行为。其中包括光控微型游泳者、群居昆虫、动物群体和机器人群。因此，这项研究提供了关于在具有许多组件的网络中形成大规模结构的机制的一般见解。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1389173.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1389173.htm

科学家在马达加斯加北部确认发现新的叶尾壁虎物种

科学家在马达加斯加北部确认发现新的叶尾壁虎物种Uroplatusgaramaso的主模式（代表标本）展示了这个新物种引人注目的尾部和身体颜色。资料来源：丹麦自然历史博物馆MarkD.Scherz博士巴伐利亚州动物学收藏馆爬行动物馆馆长、本研究的第一作者弗兰克-格劳（FrankGlaw）博士说："当我们在2000年首次发现这一物种时，我们就已经怀疑它可能是科学界的新物种。我们花了很多年的时间才积累了足够的信息，可以自信地将其描述为一个新物种。"叶尾壁虎是跳跃高手，它们在跳跃前往往会将手脚并拢。图片来源：JörnKöhler博士，德国达姆施塔特黑森州博物馆研究小组收集了有关该物种遗传学、形态学和分布的数据。他们对马达加斯加北部进行了多次考察，扩大了对这一新物种的了解。这一发现最近在开放获取的科学杂志《Salamandra》上公布。白天，Uroplatusgaramaso隐藏在树干上，头朝下，后肢伸出，流苏紧贴树皮，几乎不可能被发现。在这里，壁虎被直视，就像人们在森林中可能（不会）发现它们一样。资料来源：丹麦自然历史博物馆马克-D-舍尔茨博士研究工作中的一个挑战是Uroplatusgaramaso与另一个物种Uroplatushenkeli非常相似，过去曾被混淆过。达姆施塔特黑森州博物馆的约恩-科勒（JörnKöhler）博士解释说："这在马达加斯加的爬行动物中很常见。有很多这种所谓的'隐匿物种'正在等待分类处理"。叶尾壁虎是伪装大师，而Uroplatusgaramaso是其中的佼佼者。在这里，壁虎躲在树干的右侧。图片来源：丹麦自然历史博物馆MarkD.Scherz博士通过仔细分析，作者发现了这两种壁虎的一些区别特征。德国比勒费尔德大学的Philip-SebastianGehring博士说："真正的关键是我们发现U.henkeli的舌尖是黑色的，而U.garamaso的舌尖是粉红色的。新物种的体长为20厘米，比U.henkeli稍小，尾部较窄。"马达加斯加塔那那利佛大学的FanomezanaRatsoavina博士是研究叶尾壁虎的博士，她说："这个新物种是过去几年中马达加斯加描述的一系列新Uroplatus壁虎中最新的一个。"在这里，我们揭示了壁虎的隐藏位置。图片来源：丹麦自然历史博物馆马克-D-舍尔茨博士丹麦自然历史博物馆爬行动物馆馆长马克-舍尔兹博士说："我们即将完成该属的分类目录，但这只是我们了解其进化和生态的开始。嘴的颜色对识别不同物种非常有用，但其功能却完全未知。我们对这些壁虎还有很多不了解的地方，从它们更广泛的进化关系到它们的行为"。Uroplatusgaramaso不同寻常的眼睛有助于将其与近缘物种叶尾壁虎区分开来。图片来源：JörnKöhler博士，德国达姆施塔特黑森州博物馆...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1382797.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1382797.htm