长达30年惊人的实验表明：进化在慢动作中展开

在一项长达30年的迷人实验中，科学家们亲眼目睹了一种动物物种的进化。

萨克斯玉黍螺（Littorina saxatilis）是北大西洋沿岸常见的一种小型海蜗牛。这包括瑞典的科斯特群岛和它们的岩石小岛，被称为斯克里，1988年那里的有毒藻类爆发，导致大部分蜗牛种群灭绝。

这一致命事件为长期的进化实验奠定了基础。1992年，哥德堡大学的海洋生态学家克斯廷·约翰内松（Kerstin Johannesson）将700只蜗牛重新引入了一个蜗牛数量已经灭绝的地区。

但是约翰内松并没有用相同的蜗牛来取代失去的蜗牛种群。相反，她将蜗牛移植到不同的“生态型”，由不同的栖息地塑造，看看它们是否会随着时间的推移进化出原始斯克里居民的特征。

果不其然，经过几十代人的进化，新的殖民者沿着一条与它们的前辈惊人相似的道路进化，由相同的栖息地塑造。研究人员准确地预测了蜗牛外表和基因的变化，提供了一个引人入胜的进化实例。

在科斯特群岛地区，根据每个种群所面临的环境压力，撒沙草有几种不同的生态型。所谓的螃蟹生态型生活在它们被螃蟹捕食的地方，所以它们往往更谨慎，进化出更大、更厚的外壳，没有图案，入口相对较小。

另一组被称为波浪生态型，它们生活在远离螃蟹的岩石上，但却暴露在海浪中。这些蜗牛更粗壮，更小，外壳更薄，有图案，开口相对更大。

在1988年之前，波浪生态型生活在目前实验中使用的斯克里岛 —— 一个只有3米（9.8英尺）长的岩石小岛上。但在藻类爆发消灭了它们之后，约翰内松和她的团队用螃蟹生态型的蜗牛代替了它们，看看它们是否会进化成类似波浪蜗牛的样子。

研究小组对蜗牛进行了三种不同类型的变化监测。首先是外观：蜗牛壳的平均长度、厚度、颜色、图案和脊线预计将从蟹类生态型过渡到波浪型生态型。

考虑到蜗牛以每年一两代的速度繁殖，这些外在的变化或表型很快就变得明显起来。它们的外壳从全米色变成了更广泛的颜色，变得更薄更光滑，开口更宽，尖端也不那么尖了。

监测到的其他类型的变化是基因变异（某些变异出现在基因组中特定位置的可能性），以及被称为染色体倒位的更大的遗传变化。正如预期的那样，这两种物种都偏离了最初的蟹类生态类型，开始与邻近的波浪种群相似。

研究小组表示，这种可预测的进化是由于几个因素。首先，所需的性状已经存在于螃蟹生态型的基因组中，尽管浓度很低。其次，来自160米（525英尺）外的波浪蜗牛可能漂过来，并将它们的基因贡献给了这种混合。

这些约翰内松很好地适应了不断变化的环境，但其他动物可能没有这么幸运。

该研究的共同通讯作者安雅·韦斯特拉姆（Anya Westram）说：“并非所有物种都能获得大型基因库，从头开始进化新特征的过程非常缓慢。”

“适应是非常复杂的，我们的星球也面临着复杂的变化，包括极端天气、快速推进的气候变化、污染和新的寄生虫。也许这项研究有助于说服人们保护一系列自然栖息地，这样物种就不会失去它们的遗传变异。”

这项研究发表在《科学进展》杂志上。

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