人类身边的“活化石”,它居然可以活那么久,蟑螂是活

发布网友 发布时间：2022-04-24 12:00

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热心网友 时间：2022-05-02 15:27

1997年5月，恰逢电影《侏罗纪公园2：失落的世界》在美国首映，美国邮政署发行了15枚恐龙和其他已灭绝爬行动物主题的邮票。这套印制精美的邮票在恐龙爱好者和古生物学家中都引起了极大的反响。爱荷华州州立大学的古生物学家克里斯托弗•布洛初（Christopher Brochu）回忆道：“我们都冲到了邮局去买。”作为研究鳄鱼及其祖先（统称为鳄目动物（crocodilians）和鳄形目动物（crocodyliforms））的专家，布洛初在看到印有角鳞鳄（Goniopholis，一种侏罗纪后期的鳄目动物）的邮票时格外欣喜。但他仔细观察后，却发现印在邮票上的角鳞鳄有着些许怪异之处：它尾巴上的格子、鳞的形状以及牙齿排列都不太对劲。布洛初意识到，邮票上的绘图并不是根据角鳞鳄的化石所作，而是根据现代尼罗鳄绘制而成的。

布洛初说：“人们认为要想让一幅景观显得富有远古气息，只要放一只鳄鱼进去就足够了，哪怕是现代鳄鱼也行。人们认为鳄鱼从恐龙时代到现在根本没有变过，认为它们是所谓的‘活化石’。”你常能在杂志上、博物馆里还有自然纪录片中接触到这种观点，但它是完全错误的。事实上，整个“活化石”的观念已开始崩溃瓦解。

活化石：很长一段时间里都没有变化过的生物？

查尔斯•达尔文（Charles Darwin）在《物种起源》创造了“活化石”这个说法。“活化石”被用于描述地球上一些兼具几类特征的生物——比如说肺鱼和鸭嘴兽，它们演化出现的时间相对较早，但又“幸存延续至今”。他视这些生物为演化变迁——比如说，海洋生物向两栖动物转变——的活证据。达尔文谨慎地指出，这一词汇是“臆造的”（fanciful），但它同样十分诗意，而且令人难忘。很快，“活化石”一词在学术写作和大众传媒中广泛流传。最终，这一词汇被普遍地用于指代那些出现于很久以前，但在很长一段时间中都没有发生过变化的生物，这些生物保留着远古时代的样貌，而与其他现代物种毫不相似。“活化石”不再仅仅是一个昙花一现的词汇，作为一种强有力的概念，它塑造了科学家们对于现代物种的态度。按照这种逻辑，如果某些生物在演化过程中没有发生变化，那么它们便能成为我们观察远古生物的窗口。

从十大不可思议动物到最近最新的科学研究，“活化石”的概念至今仍活跃在人们生活的方方面面。可唯一的问题是：根本就没有什么活化石。的确，从早期生物谱系延续到今天的活着的后代，能帮助我们了解它们的祖先，但要是说现存的哪种生物已经停止了演化，那就错得离谱了。在最近十年里，科学家已经将许多物种从“活化石”的牢笼中解放出来了，这其中包括腔棘鱼、鲎、苏铁、喙头蜥，还有鲎虫。在这些“活化石”中，重新认识鳄鱼的过程恐怕是其中最具戏剧性的。

鳄鱼：祖上也曾阔过

早期的古生物学家已经注意到一些古鳄鱼与现代鳄鱼是极其相似的。但在十九世纪前叶，研究者们也发掘出了一些与现代鳄鱼不尽相同的鳄鱼化石，它们与现代鳄鱼的差异虽然细微，但都十分重要。一些科学家刻意淡化了这些差异的重要性，因为当时的普遍观点是物种不会随着时间的推移而改变，而这些发现显然有悖于这一观念。这些科学家中的许多人都是*教徒，他们认为，正如圣经中所说的那样，世上所有的生物都来自神创，而且与上帝创造它们之时别无二致。1836年，神学家、古生物学界的先锋人物——威廉•巴克兰（William Buckland）写道：“鳄目爬行动物的化石与当代鳄鱼的差异并没有大到需要特意对其精心描述的程度。”布克兰实际上是在说这些鳄类“与现代鳄类并没有什么差别，也用不着去研究他们。”布洛初解释道。

到了十九世纪的后半叶，这种态度与愈发流行的“活化石”概念——一个似乎与鳄鱼完美契合的词语——结合在了一起。直到二十世纪中叶，古生物学家们都仍然认为鳄鱼的祖先与现代鳄鱼的生物模板是相同的：它们都有鳞屑，都是部分水生、在水中伏击猎物的捕食者，平均身长3米，吻部扁平，长着没有锯齿边缘的锥状齿。鳄目动物的化石并没有被忽视，但也没有人对它们进行仔细研究。石溪大学研究鳄目动物化石及其祖先的专家艾伦•特纳（Alan Turner）解释道：“人们的习惯是在看到鳄鱼化石时说：‘看啊，这好像是块鳄鱼化石，那我们就把它塞进抽屉里去吧。”

到了20世纪80年代，事情开始出现了转变。新化石的出土，化石分类方法的精细化，以及分析现存物种的前沿分子技术的出现，使得鳄目动物的演化历史又一次成为研究热点，*了过去长存已久的观念。布洛初开始细致地检查来自世界各地的鳄目类动物的化石，在巨型矩阵中分类和比较它们最细微的特征，以判断出他们的演化关系。随着研究的不断深入，早期的古生物学家误判了鳄鱼的演化轨迹这一事实便愈发明显。他发现许多化石仅仅是因为它们与现代鳄鱼略有相似之处就被归为了鳄形目动物——实际上它们与现代鳄鱼关系要远得多。真正的鳄形目家族的差异性远比过去所知的更大，不管在外表上还是生活习性上。“我开始意识到人们并没有充分理解它们的多样性。”布洛初说。

恐龙世界里的的拉布拉多：狮鼻鳄（Simosuchus clarki） 的艺术想象图。它是鳄鱼草食、穴居的远房祖先。图片来源：Wikipedia

通过仔细检查未充分研究过的和最近新发现的化石，布洛初和其他的古生物学家证明了远古鳄形目动物不仅仅是现代意义上典型鳄鱼的轻微变体。鳄类曾像恐龙一样多种多样。事实上，鳄类动物的祖先曾经是地球上最为多样的物种，占据着统治地位，直到两亿年前的一场不知名的大灾难导致了许多种类的灭绝，并使得恐龙得以兴盛壮大起来。存活下来的鳄类继续繁衍生息，越发多样，在六千五百万年前小行星撞击地球毁灭了所有恐龙（除了鸟类）后，再次繁盛起来。

今天的鳄鱼又都是哪儿来的呢？

布洛初和其他的古生物学家引领了对鳄类祖先多样性的新认识，与此同时，另一组独立的证据也正在改变着科学家们关于现代鳄目动物——鳄鱼、凯门鳄、短吻鳄和恒河鳄——究竟从何时演化而来的想法。人们曾经认为，鳄类在远古时期就已经出现，而且在相当长的时间内没有什么变化，就像所有活化石一样。当时的标准理论认为，我们今天所知道的鳄目类动物起源于白垩纪（6600万到1.45亿年前）的非洲，当时七块*还没有分离太远。随着各个*漂移，鳄目动物也随之散落四处，这解释了它们为什么会分布在全球范围的热带上。如果这一理论是正确的，那么现代鳄目动物彼此间在基因和分子层面应该会有很大的不同，因为它们有充足的时间来积累基因突变。然而在二十世纪九十年代，分子分析显示，现存的鳄目类动物的免疫系统分子在结构和行为上都非常相似。

华盛顿大学的博士后研究员吉米•奥克斯（Jamie Oaks）被这个谜团吸引了。他开始采集所有现存的23种鳄目动物的DNA样本，以比较那些最可能出现突变的基因组片段。化石记录已经明确证实，古代鳄目动物较我们之前的认知更为多样，不过它也同样说明，和古代哺乳动物及其他脊椎动物相比，鳄目动物的演化速度整体而言算不上很快。然而，就算把这种低于正常水准的演化速度考虑进去，奥克斯也没有在现代鳄目动物的基因组中找到从白垩纪开始分化的物种理应会有的差异数量。他推断，现代鳄目动物是在距今八百万年前到一千三百万年前从它们共同的祖先中分离出来的，比人类与黑猩猩分离的时间早不了太多。“活化石”理论至少把鳄鱼的进化年龄高估了十倍。

奥克斯还在他采集到的尼罗鳄的（Crocodylus niloticus）DNA样本中发现了一些怪异之处：这些DNA彼此并不匹配。事实上，样本间的差异之大，已经足以显示它们或许是两个不同的物种。如果真是这样，那现代鳄类不仅不足以被称为“活化石”，而且在从共同的祖先中分离出来后，仍然在继续分化——这可不是活化石该有的行为。奥克斯的研究本身虽然十分吸引人，但还不足以说服科学界将尼罗鳄分成两个物种。

然而，他不知道的是，另一组科学家正在准备证实他的结论。本世纪初，野生动物保护人士迈克尔•克勒芒（Michael Klemens）在去乍得考察时，在一个沙漠绿洲中发现了一群奇怪的小鳄鱼。这些小鳄鱼非常温顺，迈克尔和他的同伴甚至可以在它们身边毫无顾忌地游泳。他从一只刚死去的鳄鱼身上收集了组织样本，并将样本寄到位于纽约的美国自然史博物馆，在那里，福德汉姆大学的助理教授，研究鳄目动物多样性的学者伊冯•海卡拉（Evon Hekkala）为它的基因组作了测序。当她将这些温顺鳄鱼的DNA与其他尼罗鳄的DNA进行比对时，她发现了一些很突出的差异。她发现在毛里塔尼亚也有过这种温顺鳄鱼的记录，这让她回忆起了自己读到过的古希腊历史学家希罗多德关于古埃及人在祭祀活动上使用温顺鳄鱼的描述。这是否意味着这些温顺的鳄鱼是一种完全不同的物种呢？

在对123种非洲鳄鱼样本，以及57个来自博物馆，包括古埃及的木乃伊鳄鱼的鳄鱼样本进行DNA分析之后，海卡拉证实了她的猜想。在他们基因组的几个片段上，所有温顺的鳄鱼都有同一个DNA序列，而典型的尼罗鳄拥有另一个序列。甚至连它们的染色体数目都是不同的。她说：“我们十分确信它们是两个完全不同的群体，而且彼此基因没有混合。”这两个物种大概在距今三千万年前到六千万年前开始分化，其中，尼罗鳄（Crocodylus niloticus）分布东非，而体型更小、更温顺的西非尼罗（Crocodylus suchus）鳄则分布在西非。大多数的鳄类木乃伊都是西非尼罗鳄，这意味着古埃及人已经意识到了他们间的差异。

在海卡拉、奥克斯以及其他科学家的共同努力下，鳄目动物在时间及空间上的演化地图得以重绘，这也将它们移出了“活化石”的行列。正如化石记录显示的那样，鳄目动物在距今一千五百万年前的一场大灭绝中幸存了下来，在那一时期，地球温度显著降低，冰盖面积大幅扩张。在那时，这种多样性曾令人惊叹的爬行动物——有水里游的，地上跑的，山上爬的，有类蜥蜴的，像猫的，还有长着狮子鼻的）只剩下了少数幸存者。这些幸运的少数在热带地区开疆拓土，很有可能经历了史诗般的远洋航程——就像鸟类借着上升气流滑行以减少体能消耗一样，现代盐水鳄可以乘浪远游数百公里，而只需消耗很少的能量。新的DNA证据表明：在最近的一千三百万年内，这些满世界漫游的鳄目动物的后代分散到了世界各地，演化成为我们今天熟知的24种现代鳄目动物。

图片来源： Michael Marsicano

所有的物种，都在改变——也包括我们

我们并不知道为什么是这些鳄类动物幸存了下来，而其他的走向消亡；也许是因为在这个星球上，潜藏于水中等待猎物靠近是个上好的生存方式，但这个生态位只能容纳这么多动物。一副强壮、长着厚厚鳞甲的身躯也没什么坏处。无论它们究竟为何如此坚韧，很清楚的是现代鳄类远比最初的猜想年轻，它们一直在适应环境，而且也是演化故事中一组充满戏剧性的角色，和其他物种一样。因此，把鳄类称作“活化石”暴露了认知上的严重缺陷。

特纳说：“我认为‘活化石’这个词是时候退出历史舞台了，它没派上什么好用场，因为它几乎总会过度简化问题。人们常以形态上的笼统相似来作为‘活化石’的判定准则，在鳄鱼这件事上，人们就是这么做的。如果你随眼一瞥，这些种系各异的动物似乎都长得差不多，但它们在细节上是有很大的不同的。这种理论忽视了演化是如何在多个层次上同时发生作用的。我可不会怀念这个词。”

奥克斯表示赞同：“总的来说，我认为‘活化石’这个说法对人们理解演化过程弊大于利。因为某一物种看起来和千百万年前的化石差不多，就认为它们就没再演化，这实在是错得离谱。被称为‘活化石’的类群，其实往往只用较低的多样性就可以解释；不能因为一个类群只有一个或几个种，就认为它们演化停滞了。”

我们总倾向于忽略某些物种演化故事中的内在活力，假装它们不知怎么走着走着就卡在路上了——这恰恰说明，我们有多喜欢以自我中心的眼光看待物种演化。我们喜欢将化石记录视为进步的证据，不断提高直至达到人类这一物种演化的最高峰；我们觉得在很久以前演化出的生物没那么“高级”；我们认为任何与原始的野兽相像的现代动物都劣于我们，而化解它们的样貌与它们存在于此时此地的事实间的矛盾的方法，就是认为它们已经停止了演化。与此相反的是，我们认为我们是如此的高级，以致于已经摆脱了自然选择的压力。对野兽来说，自然的规则是适者生存，但我们人类却能保证我们中的绝大多数都享有健康与安全。靠着我们先进的大脑——有了它，我们才拥有了科学、技术还有医学——我们从自然中跳脱出来。甚至是著名的科学传播者，比如大卫•艾登堡（David Attenborough）也持有这样的信条。

然而，认为人类已经高级到了停止演化的程度的观点，就和认为因为腔棘鱼或鳄类看起来很原始，所以它们一定已经停止了演化的观点一样，是错误的。举几个最近的例子，在最近的一万年里，人类演化出了蓝眼睛、乳糖耐受和对疟疾的抵抗力。不是所有的演化都会产生可见的差异，更多的时候，这些差异都隐藏在物种的基因当中，等待着有人能用正确的工具解读它们。无论是人类还是鳄鱼，无论是否显而易见，所有的生物都在不断演化。物种演化的速率随物种种类和环境而变化，其方式之复杂，科学家们仍然未能彻底解读，但演化从未停止过。我们看到鳄鱼时想象出的原始巨龙形象只是个错觉。正相反，我们应该承认鳄类是演化过程中最伟大的幸存者之一，是与我们共同栖息在地球之上、与我们同样现代的同胞。世上没有什么“活化石”。化石无法改变，但生命必须变化。