有趣的趋同进化
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有趣的趋同进化
作者:暂无
来源:《科学之友》 2010年第5期
◆文/元元
一直以来,总有不少摄影者声称自己在国内拍到了“蜂鸟”。
但实际上,如果对照片上的“蜂鸟”进行物种鉴定的话,那他们拍到的无一例外都是大蛾子,而且绝大多数都是长喙天蛾属的种类。
按理来说,蛾子与乌的区别还是很大的。
比如,蛾子头上有一对触角,身上有6条腿,翅膀上是鳞粉;而鸟没有触角,只有两条腿,翅膀上是羽毛。
但是,从外形上来看,长喙天蛾无论大小还是形态都与蜂乌很相似。
正是这样的外形,使得它们都能够通过快速振翅,如直升机一样稳稳地悬停在半空中吸食花蜜。
毫无亲缘关系的动物而外形却相似的例子还有很多。
亚洲雨林的树栖犀鸟与美洲雨林的巨嘴鸟就是一例。
犀鸟属于佛法僧目,巨嘴乌属于列形目,两者并非亲戚。
但是,这两类乌都长着一张用来吞食果实的、与自己身躯差不多大的巨喙。
而且,同为大型树栖鸟类,这两者的体态也比较相似。
不过,它们的脚还是存在差异的,犀鸟的脚是三趾向前,一趾向后,向前的三趾基部愈合;而巨嘴鸟是两趾向前,两趾向后,跟啄木乌的脚一样。
非洲的蛇鹫与南美洲的叫鹤也是这方面的例子。
蛇鹫属于隼形目,是鹤类的“远亲”。
这两种大型鸟类都是步行在开阔原野上的俊美的肉食者,都有着像鹤一样的长腿和用来啄食小动物的钩形喙,外形极其相似。
但要想分清这两者也有诀窍:叫鹤的喙长而直,只在末端有钩;而蛇鹫的喙是真正猛禽的喙,就像鹰喙一样。
在哺乳动物中,澳大利亚的袋鼹与南非的金毛鼹相似到了惊人的程度。
袋鼹与袋鼠、考拉一样属于有袋类,金毛鼹与狗一样属于有胎盘类,两者风马牛不相及。
然而,作为在沙漠地区靠挖掘生活的食虫者,它们都有短胖身材和形如巴掌的有力四肢,还有着与沙漠颜色相同的皮毛。
而且,它们都没有耳郭,眼睛隐藏在皮下,没有视力。
这些性状都是对严酷的沙漠环境的适应。
不过,袋鼹仍然长着一个像考拉一样的鼻子,而且它们牙齿的形状也不尽相同,足见牙齿在哺乳动物分类学中的重要性。
同样是在澳大利亚与南非,同样是有袋类与有胎盘类,澳大利亚荒漠的袋跳鼠与南非荒漠的象齁也非常相似。
作为在沙漠里生活的食虫者,这两种动物都体形娇小,都有一对视力良好的大眼睛,都能直立起来用一双长腿像袋鼠一样跳行,还都拖着一条用来保持身体平衡的长尾巴。
亚洲荒漠的跳鼠与北美荒漠的更格卢鼠,也有前面两种动物的体态。
只不过,作为啮齿动物,这两者都是植食性动物,而不是食虫者。
但既然都是在广阔的荒漠营地生活的小动物,在寻找食物的同时又要躲避天敌,视力良好的大眼睛和快速跳行的能力也是非常重要的。
跳鼠属于啮齿目、鼠形亚目、跳鼠科,更格卢鼠属于啮齿目、河狸亚目、更格卢鼠科。
这两者的亲缘关系比较远,外形上的区别之一在于更格卢鼠有颊囊,可保存食物,而跳鼠没有。
澳大利亚与其他大陆分离得早,那时有胎盘类动物还没进化出来,所以,澳大利亚原本没有有胎盘类,而是自古就是有袋类的避难所。
可是后来,海狮游过去了、蝙蝠飞过去了、啮齿类里也有鼠科的成员漂洋过海过去了,这些有胎盘类就在澳大利亚繁衍并演化开来。
所以虽然跳鼠和更格卢鼠在澳大利亚都没有分布,但有适合它们生存的荒漠环境,也就是澳大利亚中部的那片红色沙漠。
于是,那些到达澳大利亚的鼠类就有一个分支进入了沙漠,随着进化进程,
后腿越来越长,开始会直立起来像跳鼠一样跳了。
这就是今天分布于澳大利亚的属于啮齿目、
鼠形亚目、鼠科的窜鼠。
窜鼠的形态与跳鼠和更格卢鼠都很相似,只是头部仍像小老鼠。
澳大利亚的确是个盛产奇迹的地方。
澳大利亚没有水獭,却有适合水獭生存的河流。
于是,那些到达澳大利亚的鼠类有一个分支开始适应半水栖生活,体形慢慢增大,耳郭逐渐变小,后
足趾间进化出蹼,并且一改啮齿类以草籽树种为食的习性,变成了以水里的鱼、蚌、虾、蟹为食,过上了“水獭”的生活。
这就是如今的澳洲水鼠,大的个体体重可以超过l kg,长相也有
几分像水獭。
在澳大利亚,还有一个雀乌的分支进化出了相当大的体形,腿脚变得大且极其强壮,并失
去了大部分的飞翔能力,开始过上像雉鸡一样在地面行走的生活。
这就是今天的澳大利亚琴鸟。
身为雀鸟,它竟然长成一副雉鸡样,会像雉鸡一样用脚刨地找食,而且雄鸟还有像缎带花边一
样精致的长尾羽。
不过,琴鸟还没演化出像雉鸡那样的弧形喙,食性仍然是食虫而不是全面杂食。
由于是雀鸟的一类,琴乌的晚成雏孵化后不能很快地独立谋生,而是留巢待哺,这就使得
琴鸟的产卵数和繁殖率都比雉鸡低得多。
琴乌所在的雀形目不仅是鸟类第一大目,恐怕也是鸟类中最为“山寨”的一个目。
在雀形
目里,不仅有琴鸟这个“冒牌雉鸡”,还有冒牌猛禽(伯劳)、冒牌雨燕(燕子)、冒牌涉禽(河乌)和冒牌蜂乌(太阳鸟)。
这些“山寨”类群虽然身体结构不如“正版”那么特化,但
都照样生存得很好。
尤其是燕子,在国内知名度反而超过雨燕。
生态位指的是物种在生态系统中的功能与地位,就如同人在社会中的职业。
俗话“同行是
冤家”在自然界中也同样适用。
澳大利亚已经灭绝的袋狼是一种有袋类,与有胎盘类的狼没有
亲缘关系。
然而,袋狼无论体态还是头骨都与狼极其相似,可以像狼一样快速奔跑,像狼一样
用嘴和牙齿杀死猎物。
本来,澳大利亚没有狼,袋狼占据着相当于狼的生态位。
后来,早期人
类把真正的狼(狗)带到了澳大利亚,这些狼(狗)吃掉了袋狼的猎物,抢占了袋狼的生态位,成为今天的澳洲野狗。
而袋狼在那之后本来还在塔斯马尼亚岛上苟延残喘,直到20世纪才因为人类的活动而彻底灭绝。
达尔文认为:“物竞天择,适者生存。
”所以,只要是在相似的生态系统中占据相同生态
位的物种,无论亲缘关系多么远,都会在自然选择之下进化出比较相似的形态构造。
有时候,同一个简易结构会在不同的动物类群中反复出现。
两栖纲的牛蛙、爬行纲的乌龟、乌纲的鸭、哺乳纲的水獭,都在趾间有适于游泳的蹼;松鼠科的鼯鼠、自成一目的鼯猴,还有
蜜袋鼯和树顶袋貂这两种来自不同科的有袋类,都在四肢间长着用于滑翔的皮膜。
以上都是陆生动物趋同化的例子。
陆生植物的趋同进化就更多了,以至于在一般人眼里
“植物都长得差不多”、“满山都是树”等等。
海洋动物也是这样。
常有人误以为海葵不怎么像动物,而有点像花。
然而,事实上,海葵
的体态正是海洋动物最常用的体态。
无论是腔肠动物门的珊瑚、海葵,还是环节动物门的龙介虫、缨鳃虫,帚虫动物门的帚虫,棘皮动物门的龙介虫、缨鳃虫,帚虫动物门的帚虫,棘皮动
物门的海羊齿、海百合,都是身体的一端固着在海底,另一端伸出一大丛华丽的触手。
这些动
物彼此之间的亲缘关系可能比人与蜻蜒还要远,却都长成了相似的模样,貌美如花,却并不是花。