活化石的崛起和堕落

我1997年5月，同月失落的世界:侏罗纪公园在美国首次亮相，美国邮政服务发布了15个华丽的邮票，描绘了各种恐龙和灭绝的爬行动物。邮票导致迪诺爱好者和古生物学家相似的轰动。“我们都冲了出去得到他们，”爱荷华大学古生体学家克里斯托弗布译民记得克里斯托弗·布什。作为鳄鱼及其祖先的专家（以鳄鱼和鳄梨和鳄鱼称为群体），Brochu特别欣喜若狂，看看一个邮票精选的巨噬菌素，来自晚期侏罗纪的鳄鱼。然而，当他看起来更接近时，他注意到了一些奇怪的奇怪：赛尾，其鳞片的形状，并且其牙齿的排列并不是正确。这个绘图，Brochu意识到，不是基于Goniopholis的化石，而是在当代尼罗河鳄鱼上。

“人们认为，要使景观看起来primeval，你需要做的就是把鳄鱼扔进混合 - 甚至是一个现代的人，”布切为说。“这想到了鳄鱼从恐龙的时间没有改变，他们是所谓的”活化石“。”“这是一个经常在杂志，博物馆和自然纪录片中重复的概念。但它是完全错误的。事实上，“活化石”的整个概念已经崩溃了。

查尔斯达尔文创造了“活化石”一词物种起源描述一些地球上更加暧昧的动物，如肺鱼和鸭嘴兽，这比较早的演变和“忍受到今天。”他看到这些动物生活之间，比方说，海洋居民和两栖类动物的进化过渡的证据。达尔文很谨慎地指出，这句话是“异想天开”，但也有人诗意，令人难忘。它在学术写作和大众媒体迅速地成倍增加。最终，它来了，以表示早已出现并没有改变永世生物，保护不同于其他任何生物的原始外观。“活化石”不再是一个合格的短语;它已成为一个强大的概念，向塑造现代物种科学家的态度。如果某些生物是在进化时间冻结，推理去，那么他们可能是我们的窗户，生活的远古时代。

有一种习惯，'哦，这个化石看起来像鳄鱼，让我们把它放在抽屉里。“

活化石的想法，今天坚持一切从怪异生物的前10名的名单，最近的科学研究。唯一的问题是这样的：有活化石没有这样的事情。的确，早期动物谱系的后代的生活能教给我们关于他们的祖先，但任何物种生活在今天已经停止进化的想法是完全错误的。在过去的10年中，科学家们从这个进化的束缚，包括腔棘鱼，马蹄蟹，苏铁，蜥蜴般的tuataras和蝌蚪虾解放了无数种。其中，也许没有“活化石”已为大幅赎回的鳄鱼。

视图交互

E早期的古生物学家注意到某些古代鳄鱼与现代鳄鱼非常相似。然而，到了19世纪早期，研究人员还发现了鳄鱼化石，这些化石与现存的鳄鱼在细微但重要的方面明显不同。一些科学家淡化了这些区别，因为它们与当时流行的观点相矛盾:物种不会随着时间而变化。这些科学家中的许多人都是基督徒，正如《圣经》所言，他们相信所有的生命都来自于神的创造——所有的生物都是并且一直都是上帝创造的。在1836年，神学家和古生物学家先驱威廉·巴克兰写道:“鳄鱼科爬行动物的化石与现存的属类并没有太大的区别，因此不需要对任何特殊的、已经停止使用的发明进行任何描述。”巴克兰基本上是在说鳄鱼“没有改变，研究它们没有意义，”布罗楚解释说。

在19世纪晚期，这些观点与日益流行的活化石概念相融合——这个短语似乎完美地描述了鳄鱼。早在20世纪中期的古生物学家就认为，远古的鳄鱼和现代的鳄鱼都符合相同的生物模板:它们都是有鳞的、部分水生伏击性掠食者，平均身长10英尺，扁平而宽阔的鼻子和锥形无锯齿牙齿。鳄鱼化石没有被忽视，但它们也没有被大量仔细检查。“人们习惯说，‘哦，这个化石看起来像鳄鱼，让我们把它放进抽屉里吧，’”石溪大学鳄鱼及其祖先化石专家艾伦·特纳解释说。

鳄鱼的生活理论大约高估了其进化年龄约10倍。

事情开始于20世纪80年代改变。新化石的发现，分类化石的更复杂的方法，和生物物种的新锐分子分析在复苏鳄鱼的进化历史的兴趣，并推翻了长期的概念。布罗开始从世界各地精心研究鳄鱼的化石，分类和巨矩阵，以确定进化关系比较它们最小的功能。将更加紧密地看着他，更明显的成为较早古生物学家误解鳄鱼的进化轨迹。他发现标记crocodyliform，许多化石，因为他们看起来依稀相似的现代鳄鱼实际上更多的远亲爬行动物。真正crocodyliform家人很丰富的比已经承认，无论在外观和生活方式：“我开始意识到有很多怀才不遇的多样性，”他说。

Brochu和其他古生物学家通过仔细研究未被研究过的和最近发现的化石，证明了古代鳄鱼形动物不仅仅是我们现代概念中的“鳄鱼”的微小变化，也许最好的体现是鳄鱼牌的标志。鳄鱼曾经和恐龙一样多样化。事实上，鳄鱼的祖先是这个星球上种类最多样、最具统治力的动物，直到大约2亿年前的一场神秘的灾难杀死了它们中的许多人，使恐龙得以崛起。幸存下来的鳄鱼继续繁荣和多样化，在6600万年前的小行星撞击导致除鸟类以外的所有恐龙灭绝后再次反弹。

大约在Brochu和其他古生物学家对鳄鱼祖先多样性的新认识的同时，另一条证据正在改变科学家们的想法，即当代鳄鱼——鳄鱼、凯门鳄、短吻鳄和长吻鄂——究竟是何时进化的。就像所有的活化石一样，鳄鱼被认为是在遥远的过去出现的，然后基本上保持不变。标准理论认为，我们今天所知的鳄鱼物种起源于白垩纪时期的非洲(1.45亿至6600万年前)，当时七大洲的距离要近得多。随着大陆的分离，鳄鱼也随之而去，这解释了它们是如何最终形成环绕地球的热带地带的。如果这是真的，那么现代鳄鱼物种在基因和分子水平上应该彼此非常不同，因为有足够的时间来积累大量的突变。然而，到了20世纪90年代，分子分析显示，现存鳄鱼物种的免疫系统分子在结构和行为上非常相似。

难道这些驯服鳄鱼是一个完全不同的物种？

这种难题感兴趣，华盛顿大学的博士研究员名为Jamie Oaks，开始收集来自所有23种活鳄鱼种类的DNA样本，比较最有可能出现突变的基因组的切片。虽然化石记录证实，古代鳄鱼比以前实现的多样化，但它也表明，与哺乳动物和其他脊椎动物相比，鳄鱼不是特别迅速的进化。甚至占这种慢于平均水平的演变，橡树也没有发现现代鳄梨基因组之间的差异几乎，因为这些物种随着这些物种都偏离白垩纪而异。他得出结论，现代鳄鱼物种从8到1300万之间的最后一个共同的祖先分裂，而不是在古代母语与黑猩猩的最后一个共同的祖先分裂之前。鳄鱼的生活化石理论大约过于10倍的进化年龄。

奥克斯还注意到，他从标志性的尼罗河鳄鱼(Crocodylus niloticus.例如他们彼此不般配。事实上，它们之间的差异非常大，足以表明他观察的是两个不同的物种。如果是这样的话，那么现代鳄鱼不仅太年轻，不可能成为活化石，而且在从它们的基础祖先分化出来之后，它们还继续进化——这是活化石不应该做的事情。奥克斯的研究本身就很有趣，但还不足以说服更大的科学界把尼罗河鳄鱼分成两个物种。

然而，他不知道的是，另一组科学家正准备证实他的结果。21世纪初，在一次去乍得的旅行中，野生动物保护主义者迈克尔·克莱门斯(Michael Klemens)在沙漠绿洲里遇到了一些奇怪的小鳄鱼。它们非常温顺，他和他的同伴们可以毫不担心地在它们旁边游泳。他从最近死去的鳄鱼身上提取了一份组织样本，并将其送到了纽约市的美国自然历史博物馆(American Museum of Natural History)，在那里，福特汉姆大学(Fordham University)研究鳄鱼多样性的助理教授埃文·赫卡拉(Evon Hekkala)对其基因组进行了测序。当她将这种温顺的鳄鱼的DNA与其他尼罗河鳄鱼进行比较时，她注意到一些相当显著的差异。她在毛里塔尼亚发现了类似的驯服鳄鱼的报告，她记得有一次读到希腊历史学家希罗多德(Herodotus)关于古埃及人在神庙仪式上使用圆润鳄鱼的描述。难道这些驯服鳄鱼是一个完全不同的物种？

一个曾经令人惊叹的各色爬行动物部落——有游泳的、短跑的、爬树的，有蜥蜴的、像猫的和哈巴狗鼻子的——已经减少到少数幸存者。

DNA分析123个非洲鳄鱼 - 以及57个来自博物馆标本的单独样品，包括古埃及中的鳄鱼，证实了她怀疑。在其各自基因组的几个部分中，所有温和的嗜睡的Crocs都有一个DNA序列，以及所有典型的尼罗鳄鱼。它们甚至有不同数量的染色体。“这让我们非常有信心实际上有两种不同的人群，他们没有混合他们的DNA，”Hekkala说。两种不同的物种在3到600万年之间分歧：Crocodylus niloticus.在东部和较小的，不那么咄咄逼人的地区Crocodylus suchus在西方。绝大多数的鳄鱼木乃伊都是c . suchus这表明古埃及人已经认识到了这种区别。

赫卡拉、奥克斯和其他科学家一起，帮助重新绘制了鳄鱼目动物在空间和时间中如何进化的地图，并最终将它们从活化石的类别中剔除。化石记录已经显示，1500万年前，在冰川急剧冷却和扩张的时期，鳄鱼在一次特别严重的大灭绝中幸存了下来。至此，一个曾经令人惊叹的各色爬行动物部落——有游泳的、短跑的、爬树的，有蜥蜴的、像猫的和哈巴狗鼻子的——已经减少到少数幸存者。这些幸运的少数人在世界各地的热带地区定居，最有可能的方式是踏上史诗般的海洋之旅(就像鸟类在热气流上滑行以节省能量一样，现代盐水鳄鱼在洋流上冲浪，以最小的努力游了数百英里)。新的DNA证据表明，在过去的1300万年间，最后幸存的鳄鱼的后代在全球巡回，进化成了我们今天所认识的24种现代鳄鱼物种。

EXactly公司为什么这些鳄鱼依然存在，而其他遇难肯定是不知道。这可能归结为一个事实，即潜伏在水中，直至猎物太接近是要在这个星球上生活，并且有空间才有了那么多的生态位的绝佳方式。一个强大的，全副武装的身体也没有破坏。不管他们的应变能力的原因，很显然，现代的鳄鱼是年轻得多比最初怀疑，他们不断适应，他们是进化的故事只是一个字符集戏剧性的任何其他物种。要调用一个鳄鱼“活化石”，那么，是揭露严重缺乏的视角。

“我认为‘活化石’这个词应该被淘汰，”特纳说。“它没有什么好处，因为它几乎总是建立在过度简化的基础上。“活化石”通常是根据整体形态的相似性来判断的。crocs就是这样。如果你眯着眼看，这些不同的血统看起来都差不多，但细节却各不相同。它忽略了进化在多个层面上是如何运作的。我不会错过的。”

Oaks呼应了他的观点:“总的来说，我认为这个词对人们理解进化的伤害大于帮助。仅仅因为一个物种看起来与数百万年前的化石相似，当然并不意味着它没有进化。“活化石”一词通常用于简单地解释为低多样性的情况;仅仅因为只有一个或几个物种代表一个分类群，并不意味着它们在进化上是静态的。”

我们在看鳄鱼时看到的原始龙是一种错觉。

我们倾向于忽视某些生物进化故事的内在动力——假装它们在某种程度上陷入了困境——这强调了我们对进化的自私看法。我们喜欢把化石记录视为进步的证据，稳步进步的证据，而人类是进化工程的巅峰。在某种程度上，那些很久以前就开始进化的生物并不“先进”。今天活着的任何动物，只要长得像那些原始野兽，就一定比我们低等;唯一能使它们在这里和现在的存在与它们的外表相调和的方法是，就好像它们受到了一次巨大的进化暂停一样行事。相反，我们认为自己进化得如此之高，以至于我们已经超越了通常的自然选择压力。野生动物只有适者生存，我们可以保证绝大多数动物的健康和安全;由于我们高度进化的大脑——我们的科学、技术和医学——我们已经将自己从自然中解脱出来。甚至像大卫·阿滕伯勒这样受人尊敬的科学传播者也将这一信念延续了下去。

然而，想法，我们已经停止进化，因为我们是如此先进的是一样刚愎自用的概念，腔棘鱼或鳄鱼已经停止进化，因为他们都显得很原始。在过去1万年，人类进化的蓝眼睛，乳糖耐受性，和疟疾性，仅举几例近期的调整。而且并不是所有的进化导致了明显的差异;有时它仍然隐藏在生物的基因组中，等待着有人用合适的工具来阅读。不管是人还是鳄鱼，不管是明显与否，所有的活物不断演变。进化速度因物种和环境，以复杂的方式科学家们仍在试图了解情况不尽相同，但它从未进入静止状态。我们在看鳄鱼时看到的原始龙是一种错觉。相反，我们应该每一位认识的演变上最伟大的幸存者，一个在这个星球的同胞之一，因为现代的我们。有没有活化石。化石无法改变; life must.

Ferris Jabr是一家位于纽约市的作家。他写了纽约时报，《纽约客》，科学的美国人，《连线》杂志，新科学家，流行的力学，新下一个， 和用锥子扎．

测验照片信用：Shutterock，除Sea Lamprey外：Jeramiah Smith / Smith Lab和Elephant Shark：维基百科