科学家首次在野外直接观察到雀类新物种的快速形成

陈华燕

新物种是怎么形成的？这是生物学上最根本的问题之一。大致听说过进化论的人可能都知道，地球上我们现在看到的各种各样的生物都是由最初的单细胞经过亿万年的进化而来的。对于新物种的自然形成，普遍认为需要经过漫长的进化时间。例如，在北美原本取食山楂的绕实蝇（Rhagoletis pomonella）在苹果引种美国后，转向取食苹果的种群在100年左右的时间内逐渐形成了一个新的实蝇物种。最近发表在Science杂志的文章揭示，杂交可以使达尔文地雀（Darwin’s finches）在短短30多年内自然形成新的物种（Lamichhaney et al. 2017）。这个研究是科学家首次在野外直接观察到新物种快速形成的过程。

1981年，研究人员在加拉帕哥斯群岛的一个名叫达芙妮岛（Daphne Major）的小岛上发现了一只非本地物种的雄地雀，仙人掌大地雀（the large cactus finch，Geospiza conirostris，图1）。这种地雀的体型比达芙妮岛上的3种土著地雀都大。这只雄地雀竟然鬼使神差般地成功与其中一种中型土著种的雌地雀（Geospiza fortis，图2）交配并产下了可育的后代。随后的30多年内，研究人员一直跟踪观察这两只地雀的后代种群（目前约有30只）。最近，研究人员通过分析这个后代种群的基因组，发现这个种群的遗传物质已经显著不同于达芙妮岛上的3个土著种，已经形成了一个新的地雀物种。土著地雀的雌鸟由于无法识别这个后代种群雄鸟的鸣叫声，已不再与新种群的雄鸟交配。研究者根据遗传物质发现，仅仅经过2代，这些后代种群已跟土著种产生完全的生殖隔离，即这个后代种群已不能跟土著种杂交而只能种群内近亲繁殖。因此，现在这个新种群在生殖和遗传上都与土著种相隔离，已事实上是个新的物种。由于这个新种的体型比土著种都大，研究人员把它们叫做“大鸟（Big Bird）”（图3）。

通常情况下，杂交种后代很能适应他们所在的环境。但在这个例子中，达芙妮岛新形成的地雀种类体型比土著种都大，喙的大小跟土著种都不一样，已经能够觅食新的和未被利用的食物。而且研究人员认为，没有证据表明这些新种种群在将来会重新与土著种交配，即使会再次发生杂交，但目前这个种群的数量已经够大而且他们可以利用新的食物，这些优势特性会经过自然选择保留下来。

这个发现表明，杂交可以导致新物种的快速形成，甚至是仅仅通过简单的引入外来物种的一个个体。另外，我们又有一个有力的例子可以向不相信进化论的人证明，物种不是上帝创造的，而是在可以在我们眼皮子底下进化出来的。

图1. 一只与新种的父本（G. conirostris）同种的地雀.

图3. 一只新种的地雀（Big Bird）.