“演化演化，您的好友飓风已上线！”| 果壳科技有意思

物种日历

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“演化演化，您的好友飓风已上线！”

卢平

在自然界中，演化的脚步常常以千万年计，数不清的生命一代代在大自然中为生存而竞争、合作、淘汰、繁衍，才产生了今天绚烂的生物多样性。作为演化的基石，“时间”却是演化生物学家们头疼的难题：如何把有限的科研生涯，投入到研究无限缓慢的演化过程中？

大部分的演化历史已经“宫阙万间都作了土”，更别说直接观察演化过程了，图为芝加哥菲尔德博物馆陈列的致命刃齿虎和猛犸骨架。图片：卢平

可观察的演化不好找

宏观的演化很难直接观察。想要亲眼看到一个物种变成另一个物种，或者见证眼睛这类复杂结构的出现，几乎不可能。但是演化却又每时每刻都在真真切切地发生。环境的细微变化、偶然的恶劣条件，都会在生命的群体中留下选择的痕迹——同一个物种的每个可以自由交配的群体，都是一个所谓的“种群”；由于环境因素，种群中一个性状特征频率的变化，就是自然选择推动演化的小小一步。

桦尺蠖的工业黑化是自然选择导致演化的著名例子：在一个世纪的时间里，工业污染导致的树干熏黑使得黑色型的桦尺蠖在种群中频率大幅上升。

黑色型（左）和灰白色型（右）桦尺蠖在未经污染黑化的树干上。图片：Martinowksy / wikimedia

飓风吹，吹走了小短手

哈佛大学的一群研究者们就有幸观察到了自然界中真实发生的这么一小步，并将结果发表在了最新一期的《Nature》上。2017年，Colin Donihue博士和同事们受邀来到加勒比海北部的两个小岛上，研究当地居民清除入侵黑家鼠的行动对岛上蜥蜴种群的影响。他们的研究对象是一种在巴哈马群岛分布的安乐蜥 Anolis scriptus。研究队伍采集了这种蜥蜴的基本形态学数据后，就匆匆离开了——飓风伊尔玛 (Irma) 已经上线，正在路上。

Anolis scriptus 雄性个体，正在抱树状态。图片：Will Flaxington / iNaturalist.org

两周之内，伊尔玛和玛丽亚两场飓风先后席卷了巴哈马群岛。风暴过去之后，研究队伍又匆匆赶回了岛上，想要知道这个剧烈而短暂的环境事件会不会对蜥蜴们产生什么影响。他们重新采样测量了安乐蜥的体型数据，发现结果还挺符合科学家们的预期——重新采集到的蜥蜴们有着更长的前肢，脚趾上的垫子也更大。

Anolis scriptus 的脚趾垫特写。图片作者：Colin Donihue / colindonihue.com

原来，这种蜥蜴生活在灌丛和低矮的树林中，用布满褶皱的趾垫攀附在树枝上。面对时速超过二百英里的飓风，跳跃到避风处是危险的——放飞自我的结果就是不知道会被风吹到哪里去。所以稳妥的策略是尽可能地扒紧树枝，等着风停。

前肢抱紧，后肢兜风

可以想像，长长的前肢可以让它们更好地“抱树”，而那些趾垫更宽大、褶皱更多的个体也更难以被风吹落。经过了飓风的强力选择，臂长手大的蜥蜴更有可能幸存下来，所以整个种群的平均体型就有了上面所说的统计变化。故事似乎很合理，但另外一个观察到的趋势有些迷：幸存的安乐蜥们后肢更短。

我站～在风口浪尖紧握住——哎呀！面对强力吹风机的安乐蜥“把持不住”的全过程。图片：Nature Video

百思不得其解中，研究者们搬出了强力吹风机——强风下的小蜥蜴们现了原形：“把持不住”时，它们是用前肢扒住树枝，而后肢悬在空中。这就不难解释为啥幸存的个体是小短腿了——短短的后肢能减少兜风嘛，同样是更不容易掉落的特征。为了部分验证假说，研究队伍测量了安乐蜥前脚的抓握力，证实了趾垫越大越能“把持自我”。后续的研究里，不同体型的小蜥蜴可能会经受风洞实验的考验，直接证明臂长、腿长、趾垫尺寸和抱树能力的联系，排除其他可能因素的干扰。