根据评论区的意见,对原答案进行一些补充和修改。看来这个题下面的很多关注者都是专业人士呀,主要增加火山湖鱼形成的案例。
——-原答案——
火山湖 ( crater lake)里的鱼是最现成的例证。
百度百科上,火山湖是这么解释的:火山喷发后,喷火口内,因大量浮石被喷出来和挥发性物质的散失,引起颈部塌陷形成漏斗状洼地,即火山口。后来,由于降雨、积雪融化或者地下水使火山口逐渐储存大量的水,从而形成火山湖。
火山喷发时,几乎所有的动植物都死了,包括鱼。火山停止喷发后,没有外界河流的引入,火山湖的水主要来自降雨或降雪。那么火山湖里面的生态系统是如何建立的?
自然界不是静止不动的,风就是最好的传播者。很多植物种子可以通过风传播。至于鱼,可以通过鸟或其他动物有意或无意的带来。甚至飓风来可能直接把鱼刮来。
关于火山湖中鱼类的演化是非常有意思。火山湖中通过风或鸟引来外来鱼的概率其实不高。现有发现,很多火山湖的鱼亲缘关系都比较近。也就是说,一次偶然的事件,将一种鱼带到了火山湖中,这个鱼慢慢的繁衍后代。通常情况下,一个物种有其特有的生活习性及生态位。当这个鱼的后代在面临火山湖不同的生态位时,会不断的演化以便更适应某一特定的生态位。由此,这个鱼的后代就会演化出多个物种,有底栖的,水面的,中间层的,食草的,食肉的等等。演化出多种形态,丰富的物种多样性。
学术界有很多的研究关于火山湖里的鱼怎么演化的。
举一个拉美的案例吧【1】。在尼加拉瓜(Nicaragua),目前至少有八个火山湖。这些火山湖形成的时间非常近,最后一次火山喷发是1800年前。 Apoyeque,这个火山湖就是缺乏陆地水源联系,即水系是独立的( completely aquatically isolated)。
这个湖中生活着一种丽鱼 (Midas cichlids , Amphilophus cf. citrinellus),但是有两种形态,一种嘴唇薄,一种嘴唇厚。研究者通过分子标记(微卫星和线粒体DNA)分析发现,两种形态的鱼遗传差异非常小。这种鱼是大约100年前殖民到Apoyeque湖来的。但是这两种形态的鱼饮食上有很大的差别,也就是说在很短的时间内就可以出现生态-形态上的差异。
在这个火山湖不远的地方还有一个叫Apoyo的湖,也上演着相似的故事【2】。
另外,有答主提到生物的从头演化,即从无机物演化到再出现鱼的过程。我只能说,这个看起来很美,理论上也可行,但实际几乎不可能。要知道从无机物演化到现有的生命系统非常复杂,到现在为止,人类的实验也没有重现这一过程。地球早期的环境很复杂,生命系统的演化也充满了随机性。至少现在看来,还没有其他星球演化出了地球上这种生命系统。因此,要想重新再现无机物演化到再出现鱼的过程不靠谱,就算有,也很可能不是鱼的样子。
参考文献
【1】Elmer KR, Lehtonen TK, Kautt AF, Harrod C, Meyer A (2010) Rapid sympatric ecological differentiation of crater lake cichlid fishes within historic times. BMC biology 8, 15.
【2】Barluenga M, Stölting KN, Salzburger W, Muschick M, Meyer A (2006) Sympatric speciation in Nicaraguan crater lake cichlid fish. Nature 439, 719.
来源:知乎 www.zhihu.com
作者:summerfly
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