自然的选择--北极熊和棕熊是什么关系?

要想彻底了解北极熊和棕熊的关系,我们需要跟随着科学家,回溯到遥远的过去...

在过去大约200万年里,地球一直处于“第四纪冰期”(结束于1--2万年前)。

200万年间的大部分时期,气候寒冷而干燥。

北极冰盖向南延伸比今天更远,范围更大。

在这漫长而寒冷的冰川期,冬季海水结冰,从北极一直延伸至今日洛杉矶所在的位置...

一只游荡在冰冻荒原的古棕熊

自然的选择--北极熊和棕熊是什么关系?


自然的选择--北极熊和棕熊是什么关系?


一只大棕熊游荡在冰冻的爱尔兰荒原。

可能看起来,这像一只普通的熊,但某些不同寻常的变化,正在这只母熊的体内发生。

某种催生新物种的变化。

要观察这种变化,我们需要降低到更小的比例范围,达到细胞级别,这样才能探究熊的生殖系统。


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母熊体内的卵子

要想知道其中一个卵子里正在发生什么,我们必须变得更小。

缩小到分子级别...

“小宇宙”

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“驱动蛋白”正在沿着“横梁”跳动前行,传输“货物”


看见那些圆形小家伙了吗?正在沿着“横梁”跳动前行。

它们是一种蛋白质,叫做驱动蛋白。

这些驱动蛋白是“搬运工”, 忙着在细胞间移动“货物”。

然而,这些微小的“生物” -- 以及像它们一样的“生物” -- 是每个活细胞的一部分,包括我们体内的细胞。


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DNA

如果生命体也有圣殿,那么它就在细胞核里,包含着我们的DNA...我们遗传密码的古老经文。

它是用一种所有生命都能读懂的语言写成的。

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DNA 双螺旋结构

DNA是一种分子,形状像长而盘绕的梯子,或叫作“双螺旋结构”。

梯子的横档是由4种不同的小分子组成的。

这些就是基因字母表中的字母。

这些字母的特定排列组合,拼写出针对所有生命体的指令,告诉它们如何生长,移动,消化,感知环境,愈合, 繁殖...

DNA 双螺旋就是一台分子机器,有大约1000亿个称为“原子”的部件。

DNA的单个分子中有众多的原子,犹如一个典型星系中的繁星数量。

同样的,其他动物以及所有生物也是如此。

每个生命,就是一个小宇宙...

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DNA 在复制自身

自然的选择--北极熊和棕熊是什么关系?

DNA 复制


DNA信息在细胞与细胞之间,以及一代接一代的传递中,被极其谨慎地复制着。

一个新的DNA分子的诞生,开始于一个解链蛋白将双螺旋的两条链分开,把横档拆开。

细胞核的液体中,遗传密码的“分子字母”自由地游动。

双螺旋的每一条链都复制着分开的另一条链的,就产生两个完全相同的DNA分子。

这就是生命如何繁殖基因并将其代代相传。

当一个活细胞分裂为两个时,每个细胞都会带有一个完整的DNA副本。

一种特定校对功能的蛋白质,确保只有正确的“字母”被接受,DNA被准确地复制。


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失误发生了

但没有什么是完美的。

偶尔,一个校对错误溜过,在遗传指令中就产生了微小的随机变化。


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变异发生在这只熊的卵细胞中。

如此微小的随机事件,也能在更大的层面产生影响。

变异改变了控制皮毛颜色的基因。

它会影响熊的后代皮毛中深色素的产生。

大多数变异是无害的。

有些则是致命的。

但是有一些,纯粹是偶然的,可以使某个生物获得一个关键的竞争优势...


自然的选择--北极熊和棕熊是什么关系?


两只熊宝宝


自然的选择--北极熊和棕熊是什么关系?

1年过去了。

这只熊现在是母亲了。

作为变异的结果,她的两只熊宝宝中的一只生来就是白色的皮毛。

当幼崽长大可以自己外出冒险时,哪只熊更有可能悄悄接近毫无防备的猎物?

棕色的皮毛与雪反差明显,很远就能被察觉,而白色则相反...

自然的选择--北极熊和棕熊是什么关系?

...

冰雪环境的选择

白熊繁衍兴旺,并将其特有的一组基因遗传下去。

这种情况一再发生。

随着后代的繁衍,白色皮毛的基因散播遍及了整个北极熊种群。


自然的选择--北极熊和棕熊是什么关系?

深色皮毛的基因在(特定区域的)生存竞争中失去了优势

深色皮毛的基因在(特定区域的)生存竞争中失去了优势。

突变是完全随机的,而且随时都在发生。

但环境会奖励那些对生存有利的突变。

它自然地选择更适合生存的生物。

这种选择并非是随机的。

两个种群的熊分开了,经过数千年,进化出了其他分别的特征。

它们变成了不同的物种。


自然的选择--北极熊和棕熊是什么关系?


自然的选择--北极熊和棕熊是什么关系?


自然的选择--北极熊和棕熊是什么关系?


这就是查尔斯-达尔文所说的 “物种起源”。

单个的熊不会进化,熊的种群在世代繁衍中进化。

如果由于全球变暖,北极的冰继续逐渐减少,北极熊可能会灭绝。

它们将被棕熊取代,棕熊能更好地适应现在冰融后的环境。


这是一个不同于狗的故事。

没有饲养者引导这些变化。

而是环境本身选择了它们。


1859年,达尔文首次提出了证据,支持这个理论 -- 自然选择的进化,科学史上最具颠覆性的观念。


编译:E闻天下

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