双壳类动物为何在进化中滞后

参考消息网8月2日报道据美国《科学日报》网站5月30日报道，地球上的生命常常会踏上一个几乎空荡荡的竞技场，面对一个千载难逢的机会。一些重大的变化——包括大气、海洋或是有机体本身——发生后，现存的物种开枝散叶，进入一个全新的世界。科学家们对这一过程之所以着迷，是因为这是一个独有的契机，可以审视生命发展史上处于那些关键时刻的进化过程。

由芝加哥大学科学家领导的一项新研究考察了双壳类动物——包括蛤蜊、蚌、扇贝和牡蛎在内——是如何在被称为“寒武纪大爆炸”的快速进化期里与其他生物一起进化的。研究小组发现，尽管其他许多世系的生物突然出现并迅速进化出多种形式和功能，但双壳类动物在进化速度上落在后面，也许是因为它们花了太长时间才进化出它们蓬勃生长所需的特定适应特征。

科学家们说，这项研究将对我们如何理解进化和灭绝将产生影响。

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5亿多年前，地球生命的多样性突然出现爆发式的增长。这个戏剧性的事件被称为“寒武纪大爆炸”，许多一直延续到今天的生命形式出现了。

这其中就包括了双壳类动物，即那些生活在海底的双壳生物。一个研究人员团队决定对双壳类动物的兴起进行登记分类，看看它们是如何在一个几乎空荡荡的海洋里发展出一种全新的身体结构的。

研究团队包括史密森学会自然历史国家博物馆的斯图尔特·埃迪、英国自然历史博物馆的凯蒂·柯林斯和芝加哥大学四年级本科生莎龙·周。他们查阅了化石记录，仔细研究每一个已知的化石物种，了解双壳类动物是如何进化出新的形态和生存方式的，比如挖掘进入海底沉积物或者附着在岩石上。周解释说：“例如，你可以观察壳的形状，判断它们是否有可能挖掘进入海底沉积物，因为它们会变得又长又瘦，便于挖掘。”

他们拼凑出了关于双壳类动物进化的全貌——并感到意外。

芝加哥大学地球物理学教授威廉·雅布隆斯基说：“你可能认为他们会立即利用这种新的身体结构，继续获取生物学上的好处。但它们没有。”

相反，与当时出现的其他生物相比，双壳类动物的进化速度较慢。雅布隆斯基说：“这有点让人惊奇。即便它们在大约4000万年里都开始进化并开始实现多样化后，它们也从未展示出物种或生态方面的真正爆发。”

他们想要核实的一点是，这是否可能是化石记录中的某些断档造成的错误。柯林斯解释说，首先，那个时代的化石很难找，因为许多岩石后来变质形成其他类型的岩石，而且也很难确认它们到底存在于何处。

然而，埃迪和周进行了一系列测试和计算机模拟，发现这并不太可能影响结果。埃迪说：“我们需要设计非常极端的模拟才能改变我们在岩石中看到的模式。更有可能的是，缓慢的起步才是真实的故事。”

尚不清楚为何双壳类动物会在进化中滞后，但一种可能性是，它们还没有进化出一个能让它们启动进化的关键器官：可以从水中过滤浮游生物的大尺寸腮，就像今天许多双壳类动物所拥有的腮一样。等到它们出现这个适应特征时，海底的生物已经变得相当拥挤了。雅布隆斯基说：“如果你早早来到舞池，你可以为所欲为，但如果你晚到，你活动的范围就受限了。”

尽管存在滞后，但双壳类动物的确存活下来，甚至今天蓬勃兴旺。雅布隆斯基说：“这告诉我们，即使对于多细胞生命最开始的生物来说，成功的途径也不止一条。”

科学家对整理这些进化过程的记录尤其感兴趣，因为它们可以说明生命在发生重大破坏或灭绝后如何适应环境并沿着不同路径发展。研究人员计划研究双壳类动物在漫长的时间里是如何对物种灭绝作出反应的，看看是否也出现类似的模式。

雅布隆斯基说：“出于各种原因，我们希望了解在某种生物灭绝后种群重新布局意味着什么——例如，我们正在经历的大灭绝可能导致什么发生。”

责编：海闻

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