地球上存在的絕大多數生物都是從沒有滅絕的史前生物進化而來的,與古老的祖先相比,它們的形態發生了很大變化。
如果我們可以穿越時空並回到兩億年前,那麼毫無疑問那時的地球將會是一個全然不同的世界。
除了能見到龐大的恐龍外,我們還能見到許多叫不出名字的不尋常的生物,總之,這一切都是陌生的。
但是,當你走近沼澤地時,你可能會發現有一種熟悉的生物正在這個陌生的世界裏與你對望,它就是鱷魚。
在億萬年的漫長時間裏,鱷魚的形態幾乎沒有什麼太大的變動,其他生物演化出了數千種不同的物種,而鱷魚在地球上只進化出了25種不同的物種。
那麼,為什麼鱷魚會在如此長的時間裏停止進化呢?或者説它們為什麼會進化的如此緩慢呢?
鱷魚的誕生史
在中生代初期,也就是三疊紀(始於2.37億年前),地球上是沒有鱷魚的,唯一的大型動物是恐龍,而其中的主龍就是鱷魚的祖先。
主龍是眾多植食性恐龍中的一員,以淡水湖泊和河流中的海洋生物為食,雖然看起來很像鱷魚,但它們的鼻孔位於頭頂而不是鼻尖。
到了中生代中期,也就是侏羅紀時期(始於2億年前),一些主龍進化成了新的物種——鱷魚和鳥類,比如䴉鸛。
圖注:主龍的頭骨
最早的鱷魚是小型兩足陸生動物,許多是素食者,雖然確切的進化關係仍不確定,但道斯威爾龍或Erpetosuchus(注:未查到中文名稱)很可能是“第一條鱷魚”。
另外,三疊紀早期生活於亞洲的戲樓鱷也有可能是最早的鱷魚,因為它們生活在水中,且具有很明顯的鱷魚特徵。
隨着時代的發展,這些原始的鱷魚開始向海洋遷徙,它們的身體開始拉長,四肢開始張開,鼻子變得狹窄扁平,長嘴巴中佈滿了牙齒。
中生代末期——新生代始於1.45億年前,一直持續到6500萬年前,在這段時間裏,現代鱷魚——鱷科作為一個獨立的物種開始出現並蓬勃發展。
從2億年前的原始鱷魚到真正獨立的鱷科,再到如今的鱷魚,雖然它們的體型在中間有過分叉,但整體形態幾乎沒變。
圖注:原始鱷魚
進化的另一種模式——間斷平衡
我們之所以會認為鱷魚進化緩慢是因為我們理所當然地認為所有物種是不斷進化的,而這一固有認知來自於達爾文的進化論。
達爾文認為,生物的進化是一個緩慢而連續的漸變積累過程,一個生物現在所呈現的形態是長時間中慢慢“修正”過來的。
不過,對於很多生物來説,人類並沒有發現它們在早期或原始形態與最近的形態之間的“中間形態”的化石,或者説它們似乎缺少一個“過渡階段”。
左:間斷平衡進化模型 右:漸近進化模型
這是達爾文進化論的一個“漏洞”,針對於此,在1972年,美國古生物學家古爾德提出了“間斷平衡”理論。
間斷平衡理論認為,進化主要是通過短暫的物種形成爆發而發生的,在此之後則是漫長的停滯期或平衡期。
在該理論的假設中,地球上絕大多數物種近99%的時間都在停滯中度過,而進化的時間只佔1%。
比如,如果一個物種在化石記錄中出現了大約1000萬年,那麼這種物種的形成其實只花了10萬年。
雖然這種理論與通常的持續進化有所不同,但古爾德也承認,間斷平衡也有可能與持續進化共存,也就是説,這是對達爾文進化論的完善補充。
鱷魚為什麼進化緩慢
顯然,鱷魚的進化模式遵循“間斷平衡”,它們之所以看起來沒有變化是因為它們正處在穩定的平衡期。
科學家通過用機器算法估計了鱷魚的進化速率後發現,雖然鱷魚的進化速度緩慢,但有時會因為環境的變化而突然變快。
特別是,當氣候變暖時,它們的進化速度會變快,而且它們的體型會增大,這也説明,環境穩定是它們處於平衡期的一個因素。
另外,使得它們處於平衡期的一個原因是它們自身完美的生活方式和身體結構,它們不需要為了生存而做出改變。
6000萬年前的恐龍大滅絕事件也讓地球上大部分的動植物喪生,而鱷魚卻活了下來,這足以説明它們強悍的生存能力。
從這一點來講,它們的形態能夠在如此極端的大滅絕事件中讓它們免於毀滅,那之後比這種大滅絕温和百倍千倍的環境變化又怎能逼迫它們做出改變呢?
最後
鱷魚的穩定與moba類遊戲中的人物平衡有一定類似之處,比如説如果有的人物過於弱勢的話,就會被重新增強。
而在地球上,生物為了穩定的生存也會發生進化,以讓種羣更具適應能力,而不至於被淘汰。
在大自然這個遊戲中,鱷魚顯然是一位攻防俱佳的“人物”,它們自被“設計”後就未有大的變動。