陸龜的進化:它們如何變的如此巨大?

巨型陸龜的進化可能並不像之前認為的那樣與島嶼有關。在一項史無前例的研究中,來自阿根廷和德國的研究人員展示了迄今為止最全面的已滅絕和現存陸龜的家譜。通過分析現存物種和陸龜化石的遺傳和骨學數據,他們修正了陸龜的進化——陸龜的巨人症在大陸進化了多次。

陸龜是一群生活在陸地上的烏龜,分佈在從沙漠到森林的世界各地,包括希臘龜和加拉帕戈斯龜等種群。一些種群進化出了巨大的體型,外殼長度超過1米,而另一些則不超過6到8釐米。儘管自達爾文時代以來生物學家就對巨龜產生了特別的興趣,但巨龜的進化仍然是個謎。

陸龜的進化:它們如何變的如此巨大?

所有現存的巨龜都是孤立的,這一事實可能表明它們的進化遵循了所謂的島嶼法則:島上大型動物趨向於侏儒化,小型動物趨向於巨大化。島嶼侏儒化的一個例子是佛羅里達基鹿,島上存在一種白尾的侏儒版——侏儒版可能是對島上有限資源的適應。島嶼巨人症最好的例子是著名的渡渡鳥,一種從毛里求斯滅絕的不會飛的鴿子,它進化出巨大的體型可能是為了擺脫了食肉動物的壓力。先前對現存陸龜的研究在一定程度上是不確定的——巨大的體型與島上沒有食肉哺乳動物有關,但研究人員也提出,當陸龜到達遙遠的群島時,它們已經是巨人了。由於現存的巨龜物種很少,如果不借助化石記錄分析已滅絕的物種,這些假說就不可能得到驗證。

在最近發表在《分類學》(Cladistics)雜誌上的一項研究中,彙集了迄今為止已滅絕和現存陸龜中最全面的家譜。研究人員分析了現存物種的基因數據,以及化石和現存陸龜的骨骼數據。這是第一次在全球範圍內研究陸龜的體型進化。這些化石揭示了過去與現在截然不同的景象。在地球歷史的不同時期,巨大的體積分別在亞洲大陸、非洲、歐洲、北美和南美的多個地方獨立進化。然而,所有這些物種都是最後一次冰河時期滅絕。

陸龜的進化:它們如何變的如此巨大?

研究者分析:這些化石凸顯了大量已經滅絕的大陸巨型物種,並表明巨型物種的進化與島嶼無關。相反,生活在島上的巨型陸龜,如加拉帕戈斯群島和塞舌爾群島的陸龜,更有可能是曾經生活在南美洲、東非或馬達加斯加的不相關的巨型物種的倖存者。巨型陸龜可能是島嶼殖民者,因為它們比較小的種群更能忍受在海洋擴散過程中較長時間內水和食物的短缺。導致這些巨型陸龜滅絕的原因仍然是個謎。如果島嶼的孤立性不是驅動進化的因素,那麼又是什麼促使陸龜不斷地進化成如此巨大呢? 研究者猜測:氣候變暖和捕食者的壓力在巨龜的進化過程中可能是重要因素,但情況很複雜,現有化石樣本有限。這項研究的一個意想不到的結果是,地中海陸龜(包括赫曼陸龜、希臘陸龜和緣翹陸龜)實際上代表了一個侏儒譜系,因為它們的祖先原來要大得多。

陸龜的進化:它們如何變的如此巨大?

陸龜已經存在了5500多萬年,可以讓我們有機會去了解這個成功群體的進化過程。然而今天,在大約43種現存種群中,有17種被認為是瀕危種群,更多的種群由於人類活動導致的棲息地喪失而變得脆弱。這是一個令人很失望的事實。

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