英媒：生命进化的五个隐秘法则

2023-09-13

英国《新科学家》周刊网站7月12日报道，一艘载满大象和老鼠的船在一小岛搁浅。动物活下来并繁衍。若干代以后，奇怪的事情发生了：大象小到与矮种马一般大，老鼠则长到猫那么大。

自然选择进化过程，适应环境的物种会把帮助它们成功的基因传给后代。但在某些地方，进化受制于某些规则，后果相当惊人。例如，在南北极附近，动物往往会长得比你想象的还要大。在热带地区，鸟类常有惊人的巨喙。岛屿上的进化过程则格外奇异。

这些模式背后的诸多生物“法则”由科学家于19世纪提出。生物学家不仅证实其中许多法则是正确的，还揭示了它们发挥作用的方式和原因的有趣细节。

1.科普法则：越大越好

9世纪末发现大量巨型恐龙。远古哺乳动物的进化趋势：随着地质时间推移，哺乳动物会进化出更大的体形。

这种观点一直存在争议。直到2015年庞大数据验证发现，至少在海洋这个法则真实的。

体形大似乎有某种内在优势。体形很大时，就可以做别的动物做不到的事情。面临的竞争较少。

最大的海洋生物，鲸和海栖爬行动物，呼吸空气，空气中的氧气比水里多得多，而且呼吸起来比较容易。能轻松地给身体组织输送氧气，容易长得更大。

2.艾伦法则：为散热改变身材

向北旅行，你会发现兔子和狐狸的耳朵越来越短，乌鸦和啄木鸟的喙也越来越短。说明身体附器的大小与温度有关。亚马孙地区的托哥巨嘴鸟长着巨大的喙。在比较凉爽的安第斯山脉地区，山地巨嘴鸟却长着（相对）小且短的喙。

科学家的解释是，热带动物面临过热风险，因此进化出表面积与体积之比很高的大附器，通过这些附器更有效地排放身体的热量。极地物种需要保存热量，因此附器较小。

动物要散发或保留身体热量，还有其他方法。物种在较暖气候条件下往往体形较小，在较冷气候条件下体形较大。需要散热的热带动物可以通过变小来提高表面积与体积之比。

伯格曼法则预测，随着气温升高，物种的体形应该会缩小。但大型鸟类如果进化出特别大的附器来促进散热，就可能保持较大的体形。

随着世界变暖，动物为保持凉爽而长出更大的附器。但气温将超过动物的体温，这一法则将不再适用。因此，附器在短期内可能会增大，从长期看可能会缩小。

3.福斯特法则：岛的力量

岛屿上动物进化出的体形往往要么异常大，要么异常小。

岛屿法则得名自生物学家布里斯托尔·福斯特。一旦重建岛屿物种和大陆物种之间的进化关系，这条法则才会显见。在与世隔绝的岛屿上，大型动物会越来越小，小型动物却变得越来越大。

4.范瓦伦法则：难逃灭绝

美国生物学家利·范瓦伦认为：一个在地球上存在了几百万年的物种，其灭绝的可能性与一个几千年前刚刚出现的物种一样大。解释是，一个物种永远无法提高自己的生存概率。比如，猎豹越跑越快，它们捕杀的羚羊也越跑越快，猎豹捕捉猎物的可能性没有提高。

计算机模型表明，由于生物竞争和非生物因素（比如自然灾害或气候变化）之间的相互作用，灭绝率保持不变。

新物种带来创新，面临的竞争较少，但种群数量不多，生存区域很小，灭绝风险较大。

成熟物种灭绝风险较小，但面临新物种，灭绝风险也越来越大。

5.格洛格尔法则：黯淡未来

赤道物种的颜色比靠近两极的同类物种要深。这可能是进化的副作用：由于在温湿的地方病原体较多，动物会进化出较强的免疫系统，而免疫系统基因碰巧与导致身体颜色较深的编码操作相关。

另外，热带地区紫外线辐射多于两极。颜色较深携带吸收紫外线的色素，保护生物免受辐射伤害。