研究发现大多数物种通过适应类似的大规模环境压力而进化

自查尔斯达尔文时代以来，进化生物学家普遍认为大多数新物种的形成是因为它们适应了不同的环境——但多伦多大学的一项新研究表明并非如此。

这项发表在《科学》杂志上的研究揭示了研究人员称为我们理解新物种形成原因的“盲点”。

“我们发现物种实际上一直在适应类似的环境压力，”肖恩安德森说，他在获得博士学位时与杰森威尔教授共同撰写了这篇论文。在多伦多大学斯卡伯勒分校。“他们正在经历经典的达尔文式适应，但他们并没有在非常不同的环境中进行。”

虽然人们普遍认为种群必须在物理上被隔离才能开始进化成新物种，但研究人员表示，隔离期间发生的事情一直不明朗。几十年来，流行的理论一直是生态物种形成——群体进化是因为它们迁移到不同的环境并经历了其他物种不会面临的压力，无论是新的食物来源还是捕食者。称为发散适应，环境特征然后驱动自然选择导致新物种形成进化出比昆虫更适合种子的喙的达尔文雀就是一个例子。

但也很常见的是，一些物种已经进化到无法再与其近亲繁殖的地步，但仍与同类物种具有大部分相同的特征。这让研究人员预感，进化发生的环境虽然在地理上相距遥远，但可能并没有那么明显。这是一种既定但较少被接受的解释，称为平行适应。

安德森说：“对模式生物的研究在很大程度上主导了不同适应的想法——模式生物是具有这些巨大生态差异的物种。”“我们想看看通过研究尽可能多的物种我们能找到什么模式。”

研究人员使用了在物种及其近亲(称为姐妹对)中发现的最大和最广泛的不同特征数据集。他们还创建了一个统计模型，可以首次估计一个物种是在平行适应还是发散适应下进化的。在近3,000对姐妹鸟类、哺乳动物和两栖动物中，物种绝大多数是在类似的大规模环境压力下进化而来的。

“我们发现了这种真正一致的特征，其中平行适应似乎占主导地位——无论你看什么特征，它在你所拥有的几乎每一组物种对中都是相同的，”安德森说，他是现在在北卡罗来纳大学教堂山分校完成博士后研究。“我们对这个签名的一致性感到惊讶。”

安德森说，在某些情况下，物种可能会在基因水平发生变化的同时进化出相似的特征。这会导致它们变成不同的物种。

“这通常不仅仅是一种压力——物种正面临着一系列相似的压力，”安德森说。“与外部环境并不是唯一可以给一个物种带来挑战的东西。它自己的基因组可以通过产生诸如自私的遗传元素之类的东西来做到这一点。”

这些结果可能具有深远的影响，因为有关导致物种进化的原因的理论有助于生物学家得出有关生物多样性的结论。如果大多数物种在不同的适应条件下进化，那么构建生物多样性就需要具有不同资源和挑战的多样化栖息地。但如果是平行适应，生物多样性取决于地理距离和时间间隔。

“我希望这会产生的影响是，人们不会认为不同的适应必然会驱动物种形成，”安德森说。“这些结果也可能会改变我们看待生物多样性演变的方式，以及我们认为最重要的因素。”