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新的盘古大陆

探索新盘古大陆如何重塑生态系统,影响物种多样性和进化未来。

作者:Carl Zimmer
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再次感谢大家对我之前两篇关于优生学的文章的评论。作为一名新手博主,我对大家的关注点感到惊讶。我曾以为大家会关注过去——优生学运动的历史意义——但大家的讨论却集中在未来,对基因工程可能为我们物种带来的各种未来进行了推测。巧合的是,我最近也在思考未来,但角度不同,这得益于《生态学与进化趋势》杂志上即将发表的两篇论文。它们关注的不是引入基因,而是引入物种。在人类出现之前,动植物迁徙到新地方要困难得多。除非它们是鸟类或随风传播的孢子,否则它们无法跨越海洋到达新大陆或岛屿。它们必须等待巴拿马地峡这样的陆桥出现,才能开辟通往新栖息地的道路。然后,人类开始四处迁移物种。例如,当波利尼西亚人传播到太平洋各地时,他们带着猪和老鼠乘坐独木舟。随着独木舟被油轮和飞机取代,物种的迁徙速度急剧攀升。加州大学伯克利分校的哈罗德·穆尼(Harold Mooney)将这种新格局称为“新盘古大陆”。从某种意义上说,我们创造了一个单一的超大陆,动植物可以在其长度和宽度上自由交流。在《生态学与进化趋势》的一篇论文中,科罗拉多州立大学的朱利安·奥尔登(Julian Olden)及其同事们正在思考新盘古大陆上的生命将会是什么样子。(在《生态学与进化趋势》网站上,你需要订阅才能获取全文,但你可以查看奥尔登的《出版物页面》。)奥尔登等人描绘了一幅相当严峻的图景,尽管他们也留下了一些积极的可能性。随着越来越多的物种被迁移到新的家园,作者预测生物多样性将会受到损害。这种损害将发生在许多不同的层面:——例如,在同一个物种内部,一个种群可能会获得其他种群不共有的基因组合。这是产生新物种的关键要素,但它对于旧物种的生存也很重要——当灾难(干旱、火灾等)发生时,基因变异可以作为一种保险政策,让物种的一些成员得以生存。根据奥尔登的论文,在新盘古大陆上,许多物种将在基因上变得更加单一。例如,从一个美国本土种群中,割喉鳟被放养到世界各地。新来的鳟鱼与本土亚种杂交,与它们融合,模糊了它们原有的独特性。圈养繁殖和基因改造可能会使问题更加严重。——就像物种内的变异会减少一样,物种间的变异也会减少。近缘物种通常仍然保留相互杂交的能力。在许多情况下,阻止它们杂交的唯一因素是地理上的隔离。将它们聚集在一起,它们就会真正地结合。杂交后代会与亲本种群的成员交配,逐渐地,这两个物种就会融合。——在其他情况下,生物入侵者将仅仅通过竞争导致物种灭绝。这种情况已经发生。想想斑马贻贝,它们已经严重破坏了大湖区及周边河流中本土贝类的多样性。根据奥尔登的论文,所有这些多样性丧失的结果是,自然界将变得高度同质化,其程度可能在本生命史中前所未见。一些科学家认为,我们现在正离开全新世,进入同质世。很难说新盘古大陆上的自然界将如何变化。有证据表明,当生态系统失去多样性时,它们更容易受到干旱和其他灾难的影响。维持其完整的连接网络变得更加简单,因此更容易被破坏。新盘古大陆甚至可能影响进化本身的未来。由于基因变异减少,物种适应气候变化或新捕食者的可能性会降低。新物种的形成可能变得更加困难。一方面,许多曾经孤立的种群正在与入侵者杂交。另一方面,将不再有竞争的避难所,种群可以在其中进行试验并找到新的生存方式。通过看到这样的论文就感到完全绝望是错误的。一方面,其他科学家也看到了同样的证据,并做出了不同的预测。加州大学圣巴巴拉分校的两位生物学家 Dov Sax 和 Steven Gaines 在另一篇即将发表的《趋势》论文(PDF《此处》)中表明,入侵可以增加一个地区的生物多样性,而不仅仅是减少它。我们不仅仅是在说把斑马贻贝算作正面。与本土物种杂交的入侵者并不总是会破坏多样性——就像我《前几天提到》的那样,杂交后代可以成为新物种的来源。入侵者本身也在进化,当它们适应新家园时,在某些情况下甚至可能成为全新的物种。Sax 和 Gaines 在他们的论文中展示了一些令人印象深刻的数据。例如,在海洋岛屿上,尽管考虑到已经灭绝的物种,但在过去几千年里,植物多样性实际上翻了一番。如果生物入侵是影响生物多样性的唯一因素,一些研究人员甚至预测,新盘古大陆的多样性最终应该会回升到人类水平。亚利桑那大学著名的进化生态学家 Michael Rosenzweig 在《此论文》(从第10页开始)中总结了他的论点。(但请参阅田纳西大学 Michael Collins 的《反对观点》。)如果利用 Sax 和 Gaines 的工作来声称一切都很好,并且任何对未来的担忧都是生态怪胎歇斯底里的症状,那将是更大的错误。生物入侵可能会或可能不会导致长期的整体物种损失。但这并不是塑造新盘古大陆的唯一力量。物种可用的空间也在萎缩,因为森林、草原和其他栖息地正在收缩。这意味着全球生物多样性水平将会下降。因此,尽管我们目前可能在一些物种身上看到了赢家,但它们将继承一个遭受严重生态破坏的世界——这可能会让它们的胜利成为一场惨胜。当然,我们是新盘古大陆上最大的赢家,因为我们已经遍布每一个大陆。对我们来说,最大的问题是我们赢得了什么。对我来说,这个问题对我们的未来比去医生办公室是否能让你的未出生孩子的智商提高10分更为重要。

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