一世n 1997年5月,即失落的世界:侏罗纪公园美国邮政局在美国首次发行了15枚华丽的邮票,描绘了各种恐龙和灭绝的爬行动物。这些邮票在恐龙爱好者和古生物学家中引起了轰动。爱荷华大学的古生物学家Christopher Brochu回忆道:“我们都跑出去拿它们。”作为一名研究鳄鱼及其祖先(统称为鳄纲动物和鳄形目动物)的专家,布罗丘特别欣喜地看到其中一枚邮票上印有晚侏罗世鳄形目动物Goniopholis。然而,当他走近一看时,他注意到了一些奇怪的东西:它尾巴上的棋子、鳞片的形状和牙齿的排列都不太正确。布罗库意识到,这幅画不是基于古尼奥波里斯的化石,而是基于当代的尼罗河鳄鱼。
布罗库说:“人们认为,要让一幅风景画看起来很原始,你所需要做的就是把一条鳄鱼扔进去,哪怕是一条现代鳄鱼。”。“有一种观点认为鳄鱼自恐龙时代以来没有任何变化,它们是所谓的‘活化石’。”这一观点经常在杂志、博物馆和自然纪录片中重复。但这是完全错误的。事实上,“活化石”的整个概念已经分崩离析。
查尔斯·达尔文在年创造了“活化石”一词物种起源描述一些地球更加暧昧的生物 - 例如肺鱼和鸭嘴兽 - 相对早期演变,“持续到今天”。他认为这些动物作为生存的现实证明,即海洋居民和两栖动物之间的进化转变。达尔文小心翼翼地指出,这句话是“幻想”,但它也是诗意和难忘的。它迅速乘以学术写作和流行的新闻。最终,它来表示很久以前出现的生物,而且没有改变EONS,并与任何其他生物不相同。“活化石”不再是一句话;它已成为一种强大的概念,塑造科学家对现代物种的态度。如果某些生物在进化时间冻结时,推理就会去,然后他们可能是我们的窗户到古老的生活中。
有一种习惯会说,‘哦,这块化石看起来像鳄鱼,我们把它放在抽屉里吧。’
今日生活化石的想法仍然存在于最近十大奇怪生物列表中的一切,以至于最近的科学研究。这是唯一的麻烦:没有生命的化石。确实,早期动物谱系的生活后裔可以教我们关于他们的祖先,而是今天任何物种都停止了不断发展的想法是假的。在过去的10年里,科学家从这个进化的狭窄套件中解放了许多物种,包括小植物,马蹄铁蟹,狼囊,蜥蜴样图塔和蝌蚪虾。其中,也许没有“活化石”一直被鳄鱼被戏剧赎回。
E.早期的古生物学家注意到某些古代鳄鱼与现代鳄鱼非常相似。然而,到了19世纪早期,研究人员还发现了鳄鱼化石,这些化石与现存的鳄鱼在细微但重要的方面明显不同。一些科学家淡化了这些区别,因为它们与当时流行的观点相矛盾:物种不会随着时间而变化。这些科学家中的许多人都是基督徒,正如《圣经》所言,他们相信所有的生命都来自于神的创造——所有的生物都是并且一直都是上帝创造的。在1836年,神学家和古生物学家先驱威廉·巴克兰写道:“鳄鱼科爬行动物的化石与现存的属类并没有太大的区别,因此不需要对任何特殊的、已经停止使用的发明进行任何描述。”巴克兰基本上是在说鳄鱼“没有改变,研究它们没有意义,”布罗楚解释说。
在19世纪后期,这些态度与融合在一起活化石 - 这一似乎很好地描述鳄鱼短语的日益流行的概念。古生物学家顺利进入20世纪中期假设两个祖先鳄鱼和现代的适应相同的生物模板:他们都是鱼鳞状,部分水产大鳄埋伏平均长度为10英尺,扁平的宽吻部和锥形非锯齿状牙齿。化石鳄鱼并没有被忽视,但他们并没有密切的检查或者挥霍。“有说法的习惯,‘哦,这个化石看起来像鳄鱼一样,我们只是把它放在抽屉里,’”阿兰·特纳,对化石crocodylians和石溪大学祖先的专家解释说。
鳄鱼的生存理论高估了它们的进化年龄约10倍。
20世纪80年代开始发生变化。新的化石发现,分类化石的更复杂方法,以及生活物种的前沿分子分析恢复了鳄鱼进化史的兴趣,并推翻了长期概念。Brochu开始精心检查来自世界各地的鳄鱼化石,对巨型矩阵中最微小的功能进行分类,以确定进化关系。他看起来更仔细,越明显,早期的古生物学家误解了鳄鱼的进化轨迹。他发现许多化石标记为Crocodyliform,因为它们模糊地类似于现代鳄鱼的实际上更恒定相关的爬行动物。真正的Crocodyliform家族比在外表和生活方式中的承认更多样化:“我开始意识到有很多低估的多样性,”他说。
Brochu和其他古生物学家通过仔细研究未被研究过的和最近发现的化石,证明了古代鳄鱼形动物不仅仅是我们现代概念中的“鳄鱼”的微小变化,也许最好的体现是鳄鱼牌的标志。鳄鱼曾经和恐龙一样多样化。事实上,鳄鱼的祖先是这个星球上种类最多样、最具统治力的动物,直到大约2亿年前的一场神秘的灾难杀死了它们中的许多人,使恐龙得以崛起。幸存下来的鳄鱼继续繁荣和多样化,在6600万年前的小行星撞击导致除鸟类以外的所有恐龙灭绝后再次反弹。
大约在Brochu和其他古生物学家对鳄鱼祖先多样性的新认识的同时,另一条证据正在改变科学家们的想法,即当代鳄鱼——鳄鱼、凯门鳄、短吻鳄和长吻鄂——究竟是何时进化的。就像所有的活化石一样,鳄鱼被认为是在遥远的过去出现的,然后基本上保持不变。标准理论认为,我们今天所知的鳄鱼物种起源于白垩纪时期的非洲(1.45亿至6600万年前),当时七大洲的距离要近得多。随着大陆的分离,鳄鱼也随之而去,这解释了它们是如何最终形成环绕地球的热带地带的。如果这是真的,那么现代鳄鱼物种在基因和分子水平上应该彼此非常不同,因为有足够的时间来积累大量的突变。然而,到了20世纪90年代,分子分析显示,现存鳄鱼物种的免疫系统分子在结构和行为上非常相似。
这些驯服鳄鱼可以是一个完全不同的物种吗?
在这个谜团的启发下,华盛顿大学的博士后研究员杰米奥克斯开始收集所有23个活鳄鱼物种的DNA样本,比较基因组中最有可能出现突变的部分。尽管化石记录证实了古代鳄纲动物比以前认识到的更为多样,但它也表明,总体而言,与哺乳动物和其他脊椎动物相比,鳄纲动物的进化并不特别迅速。即使考虑到这一慢于平均水平的进化,奥克斯也没有发现现代鳄鱼基因组之间的差异,正如人们所预期的那样,这些物种早在白垩纪就已经分化。他得出的结论是,现代鳄鱼物种在800万至1300万年前从最后一个共同祖先分裂而来,而远古人类不久前就与黑猩猩从最后一个共同祖先分裂而来。鳄鱼的活化石理论高估了它们的进化年龄约10倍。
奥克斯还注意到,他从标志性的尼罗河鳄鱼(尼罗鳄例如他们彼此不般配。事实上,它们之间的差异非常大,足以表明他观察的是两个不同的物种。如果是这样的话,那么现代鳄鱼不仅太年轻,不可能成为活化石,而且在从它们的基础祖先分化出来之后,它们还继续进化——这是活化石不应该做的事情。奥克斯的研究本身就很有趣,但还不足以说服更大的科学界把尼罗河鳄鱼分成两个物种。
然而,他不知道的是,另一组科学家正准备证实他的结果。21世纪初,在一次去乍得的旅行中,野生动物保护主义者迈克尔·克莱门斯(Michael Klemens)在沙漠绿洲里遇到了一些奇怪的小鳄鱼。它们非常温顺,他和他的同伴们可以毫不担心地在它们旁边游泳。他从最近死去的鳄鱼身上提取了一份组织样本,并将其送到了纽约市的美国自然历史博物馆(American Museum of Natural History),在那里,福特汉姆大学(Fordham University)研究鳄鱼多样性的助理教授埃文·赫卡拉(Evon Hekkala)对其基因组进行了测序。当她将这种温顺的鳄鱼的DNA与其他尼罗河鳄鱼进行比较时,她注意到一些相当显著的差异。她在毛里塔尼亚发现了类似的驯服鳄鱼的报告,她记得有一次读到希腊历史学家希罗多德(Herodotus)关于古埃及人在神庙仪式上使用圆润鳄鱼的描述。这些驯服鳄鱼可以是一个完全不同的物种吗?
一个曾经令人惊叹的各色爬行动物部落——有游泳的、短跑的、爬树的,有蜥蜴的、像猫的和哈巴狗鼻子的——已经减少到少数幸存者。
对123只非洲鳄鱼以及57个博物馆标本的DNA分析证实了她的怀疑,这些标本包括在古埃及制成木乃伊的鳄鱼。在它们各自基因组的几个部分中,所有温和的鳄鱼都有一个DNA序列,所有典型的尼罗河鳄鱼都有另一个。他们甚至有不同数量的染色体。赫卡拉说:“这让我们非常确信,实际上有两个不同的群体,他们没有混合DNA。”。这两个不同的物种在300万到600万年前就已经分化了:尼罗鳄在东部和较小的,不那么咄咄逼人的地区Crocodylus suchus在西方。大多数木乃伊鳄鱼是c . suchus这表明古埃及人已经认识到了这种差异。
总之,Hekkala,奥克斯等科学家帮助重绘的鳄鱼是如何进化的空间和时间,并得出结论,从活化石的类别中删除他们的地图。由于化石记录已表明,鳄鱼存活期间剧烈降温和冰表的扩张大约15亿年前,一个特别严重的大灭绝。至此,一个曾经平凡杂色部落爬行动物,游泳者,短跑运动员,而树的登山者,在lizardy的,猫等,哈巴狗鼻 - 已减少到生还者屈指可数。世界各地的那些幸运的少数殖民热带地区,极有可能踏上史诗般的旅程海洋(就像上暖流鸟海岸,节省自己的能量,现代咸水鳄冲浪的电流旅行数百英里,以最小的努力)。新的DNA证据表明,在过去1300万年内,最后剩下鳄鱼的周游世界后裔演变成我们今天所认识的24种现代。
E.xactly为什么这些鳄鱼仍然存在,而其他人则肯定是不知道的。它可能归结为潜伏在水中,直到猎物过于接近,是谋生于这个星球的绝佳方式,也是只有这么多房间的生态利基。一个强大的,严重的装甲的身体也不会受到伤害。无论他们恢复力的原因如何,很明显,现代鳄鱼比最初怀疑要年轻得多,他们继续适应,而且它们只是一个像任何其他物种一样戏剧性的传播故事中的一组角色。要叫鳄鱼的“活化石”那么,就是暴露严重缺乏视角。
“我认为‘活化石’这个词应该被淘汰,”特纳说。“它没有什么好处,因为它几乎总是建立在过度简化的基础上。“活化石”通常是根据整体形态的相似性来判断的。crocs就是这样。如果你眯着眼看,这些不同的血统看起来都差不多,但细节却各不相同。它忽略了进化在多个层面上是如何运作的。我不会错过的。”
奥克斯呼应他说:“总的来说,我认为术语伤害超过了它帮助人们进化的理解。仅仅因为一个物种看起来与数百万年类似的化石前当然并不意味着它已没有进化。术语“活化石”往往是在简单地通过低多样性解释的情况下使用;只是因为只有一个或几个品种,代表了分类群并不意味着它们在进化上是静态的。”
我们看到,当我们看一个鳄鱼的原始龙是一种错觉。
我们忽视某些生物的进化的内在动力倾向的故事,假装他们莫名其妙地卡住了沿着车辙的方式,强调了我们常常自顾自进化的看法。我们希望看到的化石记录作为进展的证据,稳步提高,与人类进化工程的巅峰之作。首先进化不久前生物都是以某种方式不那么“先进”。任何动物今天还活着,看起来像那些原始的野兽要逊色于我们。与它们的外观在这里,现在调和其存在的唯一办法是表现得好像他们承受着巨大的进化停顿。相反,我们认为自己这样高度发展,我们已经超越了自然选择的通常压力。而只有最适合的野生动物中生存,我们可以保证健康和广大的安全;因为我们的超级进化的大脑,我们的科学,技术和医学,我们从大自然中解脱出来自己。即使尊敬的科学传播者,如戴维·阿滕伯勒已经延续这一信念。
然而,认为人类进化停止是因为我们太先进的想法就像认为腔棘鱼或鳄鱼进化停止是因为它们看起来太原始的想法一样,都是错误的。在过去的一万年中,人类已经进化出了蓝眼睛、乳糖耐受能力和疟疾抵抗力,这只是最近的一些适应性。并不是所有的进化都会导致可见的差异;有时它隐藏在生物的基因组中,等着有合适工具的人来解读它。无论是人类还是鳄鱼,无论是否显而易见,所有生物都在不断进化。进化的速度因物种和环境的不同而不同,其复杂的方式科学家们仍在试图理解,但它从来不会停止。我们在看鳄鱼时看到的原始龙是一种错觉。相反,我们应该认识到进化中最伟大的幸存者之一——一个和我们一样现代的地球同胞。没有活化石。化石不能改变; life must.
Ferris Jabr是纽约市的一名作家。他曾为我写过信纽约时报那《纽约客》那科学美国人那《连线》杂志那新科学家那流行的力学那新下一个和锥子。
智力竞赛图片来源:Shutterstock,海鳗除外:Jeramiah Smith/史密斯实验室和大象鲨:维基百科










