【科學講堂】勇敢挑戰新環境 物種演化求生存
世間物種繁茂，不過有些種類演化迅速，「變化」出許多部族；有些則「忠於自己」，不太會有嶄新的改變。為什麼會有這樣的分別？一個較直觀的想法，就是「先到先得」：假如一個物種比其他的競爭對手更快進駐一個適合生活的環境，就能搶佔先機，迅速地發展出各種各樣的品種。但是這樣的猜想，可以用實際的例子來印證嗎？今次就來分享一個與非洲鯛魚有關的例子。
慈鯛魚如何演化出「大家庭」？
一些生物在一個環境中發展出許多物種，其多姿多彩的程度，生物學家們甚至以向四面八方發散的輻射比擬。
南美加拉巴哥群島（Galapagos Islands）的達爾文雀，就是一個經典的例子。當年達爾文遊歷到加拉巴哥群島，發現當地的燕雀品種繁多，不少海島都有自己的燕雀品種，各自長有特別的鳥喙，專門適應個別海島的環境。正是這些燕雀給達爾文提供了充足的材料，其後整理出他的演化理論。
夏威夷旋蜜雀（Hawaiian honeycreeper）亦是另一個相類的例子：這種雀鳥只在夏威夷獨有，也演化出許多不同的品種，各自擁有特別的鳥喙、體型、顏色，專門適應不同的覓食要求。
那麼個別的物種能夠蓬勃發展，儼然「霸佔」了牠們的居住環境，在某個環境中，是否某個物種較先來到，就能自由地發展呢？位於東非的維多利亞湖（Lake Victoria）正好是一個合適的研究案例。以水面面積計算，維多利亞湖是全世界第二大的淡水湖，湖水大概在1萬7千年前開始積聚起來。現在湖中生活了超過500種慈鯛魚（cichlid）；湖中也有其他魚類，但卻沒有演化出如此繁多的種類，不禁讓人好奇，慈鯛魚究竟有什麼特別？
研究人員從湖底鑽探出了沉積物樣本，為這個問題提供了答案：混合在沉積物中的魚類化石，可以告訴我們過往曾在湖中生活過的魚類品種；在同一深度的沉積物中出現的化石，大多代表生活在同一時期的魚類；而靠着分析化石中放射性碳14的含量，我們甚至可以推斷出相關魚類生活的年代。綜合了這些不同的資料，研究人員就可以整理出維多利亞湖中魚類的演化史。
維多利亞湖的湖水大約在1萬7千年前開始積聚起來。研究發現，當時的湖水沒有現在的深，但湖中的魚類已跟現代維多利亞湖近岸部分的魚類沒有太大的分別。
這代表各種現在出現於湖中的魚類，一早就已經生活在當時較淺的湖中，並不是其中的慈鯛魚特別早到達這個大湖。不過在湖水慢慢變深的時候，就只有慈鯛魚「勇於面對新環境」而轉到深水生活，再演化出超過500個品種；反而是其他湖中的魚類沒有太大的改變，依然逗留在淺水的地方繼續生活。
既然慈鯛魚不是特別的「搶佔先機」，那麼為什麼只有牠們開展了深水的生活？研究人員猜想，這是因為慈鯛魚特別善於適應環境：和湖中其他的魚類相比，牠們的嘴顎結構特別靈活，比較容易演化成不同的形式來適應不同水域中捕食的要求；慈鯛魚交配的競爭也特別的激烈，個體要生活得更好才能順利地繁殖下一代，因而驅使慈鯛魚更快地適應環境。
所以當湖水慢慢積聚，變得愈來愈深的時候，慈鯛魚就能夠「快人一步」，比其他魚類更早地適應新出現的生活環境。
小結
今次這個非洲慈鯛魚的故事，讓人想起「機會留給有準備的人」這句話。或許在大自然中，遺傳基因控制的先天因素比較重要，可是在我們的生活中，也不要忘了後天努力的威力！
◆杜子航 教育工作者
早年學習理工科目，一直致力推動科學教育與科普工作，近年開始關注電腦發展對社會的影響。
