自从1986年开始,一群研究者把一大群甲虫分成了两半,一边让它们在强竞争中交配,另一边让它们的交配受到限制。这场持续了200代的大实验就给人看清楚了性选择是怎么加速新物种形成的。研究人员把种子甲虫Acanthoscelides obtectus作为实验对象,这是由乌普萨拉大学和贝尔格莱德大学合作搞出来的。他们把研究结果写进了期刊《Evolution Letters》里。阿恩奎斯教授是这个项目的重要负责人,他说雄性为了争夺雌性经常会进化出特别的东西,比如武器或者漂亮的颜色。在这个实验里,给允许自由交配的群体施加压力的雄性,体型变得更大,交配时间也变长了。更让人惊讶的是,雄性传给雌性的那些帮助受精的蛋白质也发生了变化。这些蛋白质变化太细微了,以至于科学家们一开始都没注意到,直到他们把DNA给仔细分析了一遍。阿恩奎斯认为正是这些小变化,从长远来看导致了新物种的出现。以前大家都以为物种形成得花上好几百年,但这次实验直接把这种过程在实验室里给演示出来了。不过想要准确知道到底是什么因素导致了物种分化,还得继续研究下去。 大家都知道物种形成就是现有物种慢慢变成新物种的过程。现在科学家们可以直接从DNA里去追踪这一分化的过程。可是要准确找出哪些因素是导致物种形成的原因,仍然是个难题。性选择就是其中一个被提出来的过程。它偏向于那些在跟同性别的竞争对手争夺配偶时能占上风的特征,而不是单纯为了生存本身。比如说雄性常常会发展出华丽的颜色来吸引异性的注意。雌性如果跟多个雄性配对的话,雄性之间为了争夺受精机会的竞争就会更激烈。而在那些只进行一次交配的物种里,比如哑天鹅和很多蚊子,性选择就显得弱很多。 自然界的物种形成通常需要很长时间才能观察到。这次实验就是为了能直接看到这种进化过程而设计的。研究人员把种子甲虫分成了两组小群体:一组给它们强烈的性选择压力,另一组则给它们较弱的压力。经过200代的时间,他们发现这两组群体朝着完全不同的方向进化去了。在强竞争条件下进化出来的雄性体型更大、交配频率更高、持续时间也更长。他们还发现影响精子能否让卵子受精的蛋白质发生了变化。“雄性在交配时不仅给雌性传递精子,”阿恩奎斯解释道,“还传递了一系列复杂的蛋白质和肽。这种混合物对精子能否让卵子受精至关重要。我们观察到在强性选择条件下生活的种子甲虫中这种混合物的变化更显著。” 正是这种细微的变化最终导致了新物种的产生。虽然这次实验只进行了200代,但我们已经能清楚看到物种形成最初阶段的迹象了。在强性选择条件下生活的种群在基因上和繁殖特征上彼此之间的差异比那些弱竞争条件下生活的种群要大得多。“尽管新物种的进化通常需要超过200代才能完成,”阿恩奎斯说,“但我们可以清楚地看到物种形成最初阶段的迹象。” 阿恩奎斯教授还提到:“之前的研究表明雄性之间的竞争在新物种形成中扮演着重要角色。我们通过自1986年以来进行的实验确认了这一点。”尽管新物种的进化通常需要超过200代才能完成,但我们可以清楚地看到物种形成最初阶段的迹象。在强性选择条件下进化的种群在基因上和繁殖特征上彼此之间的差异比那些弱竞争条件下生活的种群要大得多。“在强性选择条件下进化出来的雄性体型更大、交配频率更高、持续时间也更长,”阿恩奎斯说,“我们还观察到影响精子能否让卵子受精的蛋白质发生了变化。”