生物体越小进化得越快吗?

小生物比大生物进化得快吗?
12月17日

问题

我们知道进化是在几代人的过程中发生的,在给定的时间内,较小的生物往往比较大的生物有更多的世代,这表明它们应该能够进化得更快。这是事实吗?有没有证据表明任何生物利用了这一点?我们看到像耐甲氧西林金黄色葡萄球菌这样的东西在几代人的过程中进化出明显的生存特征。人类的免疫系统是如何跟上几代感染我们的各种事物的步伐的?我喜欢播客。作为一名失学的物理学家,进入了一个非科学领域的工作,这本书为有一点科学背景的人提供了丰富的信息,同时对于那些比我背景差得多的人来说,它仍然是可以理解的。

谢谢你保罗

回答

本周,我们来审视一句古老的格言——大小重要吗?

保罗-你好。我叫保罗·索普,来自英格兰西北部的维根,我的问题是:小型生物是否比大型生物进化得更快?

汉娜:那么,苍蝇的进化速度比蟾蜍快,鲸鱼的进化速度比藤壶慢,瘟疫的进化速度比人快吗?有请剑桥大学人类进化教授Robert Foley。

罗伯特:简短的回答是肯定的。并不是说体型小会让你进化得更快,而是与体型小相关的东西才是重要的。总的说来,小动物的繁殖速度比大动物快。它们在短得多的时间内长大、成熟、生孩子、死亡。所以,小动物的后代数量将会多得多。这意味着在每一代中会有更多的突变和更多的选择,因此进化变化的潜力就会大得多。

汉娜:所以,尺寸在进化中很重要——越小越好。在这种情况下,并不是说我们都很悲观,但我们这些长寿且体型相对庞大的人类是如何在致命的入侵细菌面前生存下来的呢?世界末日就在眼前吗?剑桥大学(Cambridge University)免疫学教授约翰·特鲁瑟代尔(John Trowsdale)让我们放心。

约翰:首先,我们必须记住,实际上微生物杀死宿主并不是有利的。如果这样做,它就会失去生计。所以,大多数虫子都适应了与我们和谐相处。事实上,据计算,我们每个人的肠道和皮肤上携带的细菌可能比我们体内的细胞多10倍。其次,我们有很多很多防线,任何病原体都必须克服所有防线才能获得优势。据计算,我们基因组中超过15%的基因与免疫系统有关。第三,如果感染确实发生了,适应性免疫系统会在个体内部通过重排和突变过程进行快速选择。我们每个人都会产生数万亿种不同的抗体,选择最好的抗体来应对特定的感染。最后,不同个体的免疫系统差异很大。这对我们是有利的,就像病毒变异了,突破了一个人的防御,其他人就会有抵抗力。 So, spread of the infection is limited.

汉娜:谢谢,保罗,罗伯特和约翰。较小的生物进化得更快,但我们庞大的身体进化出了聪明的免疫系统,帮助我们人类领先一步,远离虫子。接下来,我们让自己有点兴奋,试图回答这个问题……

约翰-你好。我叫约翰,住在澳大利亚的墨尔本。我的问题是,电子绕原子运行吗?我一直想知道为什么电子似乎永远围绕着原子核旋转?有什么力量参与其中,为什么摩擦力没有阻止它们的运动?谢谢你的家伙。

汉娜:那么,你可能还记得在学校里电子绕着原子的中心旋转。是什么让它们不停地转动?他们不累吗?你觉得呢?

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