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驯化动物也野生动物的进化速度研究

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由于狗和猪等家养物种发生了如此巨大而迅速的变异,可以认为驯化的进化速度比野生的要快。但事实果真如此吗?马德琳·盖格(Madeleine Geiger)在《动物学前沿》(Frontiers in Zoology)上发表了一项新研究,她解释了自己对此进行的研究。

家畜的种类之多令人吃惊。例如,短鼻牛头犬、优雅的灰狗和巨大的圣伯纳德犬都属于同一种生物或物种,这似乎是很自然的。然而,家畜代表了一种不同寻常的变异。

如果你考虑到这种变化出现在相对较短的时间内,那将是惊人的与野生物种相比,它们可能已经进化了数百万年,最早的家畜“最多”只有4万年。更进一步说,我们今天可能在家养动物中观察到的许多颅骨形状的极端差异(例如,某些犬种的鼻子非常短)是最近才出现的,而且大约是过去200年育种实践的结果。此外,驯养动物的其他特性,如作物的谷物产量、牛的牛奶产量或家禽的大小,可能在短短几代内发生很大的变化。

这导致了一种假设,即与野生生物相比,驯化生物的进化速度(或者说速率)更大,尽管一项研究发现,驯化并不会导致植物特征的更快变化。简而言之,关于驯化的进化速度仍有很多未知之处。因此,我和我的同事马塞洛·桑切斯-维拉格拉(Marcelo Sanchez-Villagra)着手填补这一空白。我们的主要目的是比较家养和野生哺乳动物头骨尺寸变化的进化速度,以狗和猪为例进行研究。

我们收集了以前发表过的关于不同家狗和猪品种以及它们的野生亲戚(狼和野猪)的头骨尺寸的新数据,并进行了比较。为此,我们去了博物馆,测量了在不同年份死亡的个体的头骨(例如1885年至2012年间来自瑞士的圣伯纳德犬)。这些大多是简单的线性测量,我们使用卡钳进行测量(图1)。

图1

图1所示。这是在博物馆藏品中进行测量的典型一天(虽然这不是当前研究的一个例子,但基本上是相同的):数百个标本在盒子和抽屉里等待被发现和测量。然后用卡钳对不同的颅骨尺寸进行线性测量,并记录在数据表中。

然后,我们计算(使用统计回归)这些测量值是否随着时间变得更小或更大,即从最古老的头骨到最近的头骨,或者根本没有直接的变化。这些变化的幅度是进化速率,或者换句话说,是随时间变化的量。在进一步的研究中,我们计算了家养哺乳动物和野生哺乳动物的进化率是大是小,还是相似。

我们还将我们估计的进化率与之前发表的文献进行了比较。这些数据包括了除狗和猪以外的其他物种的头骨尺寸以外的特征:例如,灰狗和马比赛速度的变化或猪背膘厚度的变化。

我们的分析表明,大多数头骨尺寸的变化在驯化品种并不比在野生种群更快,即在美国,野猪和家养的猪、狗的进化速度是相似的。这个结果是令人惊讶的,被头骨的广泛变化形式在一些狗在过去几十年进化的特征(图2)。除了头骨尺寸(例如,赛车速度在马和灰)很大程度上取决与物种和育种目标和被发现是快和慢而野生种群的进化率。

图2

图2说明了变化的头骨测量在几十年在两个国内狗:这两个白色的酒吧照片显示平面的鼻子和脑壳,分别为圣伯纳德犬的鼻背弯曲和斗牛梗的腹侧弯曲趋势。

综上所述,我们的研究表明,驯化动物的进化速度无论如何并不比野生动物快,尽管考虑到在相对较短的时间内出现的巨大变化,驯化动物的进化速度往往被视为如此。这可能意味着在自然条件下的进化。,没有人为干预-并不像之前描述的那么慢。无论如何,很明显,不同物种和不同情况下的进化速度是不同的,而对它们进行量化应该能让我们了解进化转变的快慢,从而解决达尔文提出的一个基本问题。

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