适应辐射

适应性辐射是指许多近缘物种从一个共同的祖先物种快速进化的过程。“适应性辐射”一词最早由奥斯本于 1902 年提出。他认为，在任何一个大的、孤立的地区，足够多样的地形、土壤、植被和气候都会导致各种各样的生物。

达尔文将同一亲本后代在发生变化时倾向于在特征上分歧的现象称为“分歧”。宏观进化深受适应性辐射的影响。适应性辐射导致一个地区出现物种多样性。

适应性辐射的原因

当存在重大的物理扰动和环境变化时，适应性辐射更为普遍。此外，它还有助于生物体成功地过渡到新的栖息地。此外，它还会导致物种形成。此外，它还会产生近缘但表型不同的物种。以下是适应性辐射的主要原因：

1. 生态机会：当物种迁移到一个新的地区，并且拥有丰富的生态机会来利用这些资源时，它们就会多样化。

• 当一群生物迁移到一个新的适应区时，它们通常会以独特的方式适应。适应性分歧是结果。
• 适应区是一个未被充分利用的区域，提供各种生态选择，例如在海洋表面过滤浮游生物、在迁移到草原时以草为食，以及在夜间飞行捕捉小型昆虫。
• 与大陆相比，岛屿上的物种较少，因此空闲的适应区在那里更为普遍。
• 快速多样化的物种占据了空闲的适应区，例如夏威夷花鸟、加拉帕戈斯群岛的达尔文雀以及非洲大湖中的慈鲷鱼。

2. 大规模灭绝：由于环境的重大变化或出于各种原因的物理扰动而导致的大规模灭绝，可能会导致适应性辐射。

• 当一个物种灭绝时，它的适应区就会空出来，为幸存的物种提供新的机会。例如，在恐龙灭绝后，哺乳动物迅速多样化并抓住了各种适应区。
• 由于不再有竞争，幸存的物种得以繁衍。例如，哺乳动物和爬行动物并存，但由于哺乳动物比爬行动物小，它们可以躲避巨大的恐龙并保护自己。

3. 新的适应性性状的获得：适应性辐射可能是进化创新的结果。

进化新奇事物，或“预适应”，是现有结构的改造。当基本模式改变时，就会创造出一种适合不同工作的独特事物。例如，鸟类的带羽毛的翅膀是为飞行而预适应的，它从爬行动物的鳞片进化而来。有花的植物加速了它们的有性生殖能力，极大地受益于陆地动物的授粉能力，并大大提高了它们的繁殖率。即使是调控基因或基因突变的微小变化也可能导致大型生物形态的改变。例如，一些蝾螈物种的成体终生保留它们的尾鳍和外鳃，这种情况称为幼态持续，只存在于幼体阶段。这些特征改变了蝾螈的行为和生态特征。这是由一种基因突变引起的，该突变阻止了转化所需的激素的产生。幼态持续的形式可以逃避它们通常的陆地捕食者。

适应性辐射的例子

1. 哺乳动物的适应性辐射

• 有胎盘（真兽类）哺乳动物的适应性辐射：有胎盘哺乳动物的多样性是适应性辐射的一个典型例子，它们是从一种与恐龙共存的原始的、腿短的、食虫的、老鼠般的动物的共同祖先演化而来的。恐龙灭绝后发生的全球适应性辐射事件，孕育了当今哺乳动物的巨大多样性。在肢体结构方面，哺乳动物的适应性辐射遵循了五条不同的路径。
  1. 树栖：适合在树上生活的腿，例如松鼠、猴子和其他生物。
  2. 空中：蝙蝠的四肢适合飞行。会飞的哺乳动物，如鼯鼠。
  3. 奔跑型：适合快速运动的肢体
     1. 跖行：熊、猿和人类等用四肢行走的动物。
     2. 趾行：有脚趾接触的脚，例如狮子、老虎、猫、豹子和狗。
     3. 蹄行：有脚趾的动物。例如，它们踩在脚趾或手指的尖端。
        1. 偶蹄类：牛、水牛、绵羊等有两只蹄子的动物，等等。
        2. 奇蹄类：有单蹄的，如马和斑马
     4. 穴居：挖洞的哺乳动物，如鼹鼠和獾
     5. 水生：适合水生生活的肢体，如鲸鱼和海豚。海狮、海象和海豹都能在陆地上行走。北极熊的行走和游泳能力同样出色。

此外，在动物牙齿结构或进食方式上也应用了适应性辐射。

2. 有袋类（后兽类）哺乳动物的适应性辐射

澳大利亚的有袋类动物表现出广泛的多样性。它们是适应性辐射的一个突出例子。许多不同种类的有袋类动物在澳大利亚大陆上进化而来。

食草 - 袋鼠

穴居 - 袋鼹

树栖 - 考拉、树袋鼠

牙齿像啮齿动物 - 袋熊、袋鼠

像兔子一样 - 兔袋狸

像狼一样 - 塔斯马尼亚狼

吃蚂蚁 - 斑纹食蚁兽

像獾一样 - 塔斯马尼亚恶魔

有袋类动物的适应性辐射产生了各种各样的动物。它们似乎与各自的有胎盘动物具有相似的特征。我们称之为“趋同进化”。当两种不相关的动物共享相似的环境并因此获得相同的特征时，就会发生这种情况。

3. 达尔文雀的适应性辐射

被称为加拉帕戈斯群岛的岛链是火山活动形成的。这些岛屿从未与南美洲大陆相连。达尔文雀是由微小的、生活在大陆上的、像麻雀一样的鸟类迁移到加拉帕戈斯群岛而繁衍下来的。

• 大约有十四个不同的物种，它们非常适应各自的生态位。
• 并非每个岛屿都居住着每个物种。
• 它们不同的喙形和大小对应着不同的进食行为。
• 地面雀适应于砸碎种子，而树雀则以昆虫为食。
• 小喙的雀吃小草籽，而吃硬果的雀有大喙。吃仙人掌的雀有更厚、弯曲的喙，可以探入花朵。
• 啄木鸟雀有强壮、直的喙。

4. 非洲大湖的慈鲷鱼：这些湖泊是约 2000 种慈鲷鱼的家园，它们是适应性辐射的惊人例子。它们作为食腐动物、食草动物和捕食者扮演着各种角色，并具有各种生理特征。它们的牙齿和头骨形状会根据它们的食物而变化。

5. 爬行动物的适应性辐射：爬行动物的适应性辐射发生在二叠纪和白垩纪。它们被称为“爬行动物时代”，在 Mesozoic 时代统治了陆地。从水生到完全陆地发育的进化转变——即爬行动物羊膜卵的产生——是爬行动物早期成功的原因。Cotylosauria 进化出了各种爬行动物，包括茎爬行动物。

6. 夏威夷花鸟的适应性辐射：这些鸟类属于一个近缘群体，分布在夏威夷群岛。快速的物种分化使花鸟能够占据可用的适应区。在发现的 50 多个物种中，今天仍有 17 个物种存在。在岛屿被发现并随后定居后，一些物种灭绝了。它们进化出了特殊的喙来满足它们的需求。有些喙短而粗，可以剥开树皮寻找昆虫，而另一些喙则弯曲，用于从管状花中收集花蜜。

7. 夏威夷银剑草的适应性辐射：夏威夷群岛是 28 种密切相关的植物的家园。有多种不同的环境，包括暴露的熔岩流、潮湿的沼泽、寒冷干燥的山脉和阴暗潮湿的森林。当银剑草的祖先到达岛屿时，这些地方都是空的。为了占据主要的适应区，银剑草迅速经历了生理和结构上的多样化。它们叶子的多样性是适应性辐射的一个突出例子。