如果說地球生命是一棵大樹，那它的枝椏分布得極不均衡。英國進化生物學家 J.B.S. Haldane 曾風趣地表示，“任何神明顯然都對甲蟲有著‘過分的偏愛’”。這并非一句玩笑——甲蟲占所有昆蟲種類的40%，雀形目包攬了60%的鳥類，開花植物更是占據植物界85%的物種。生命多樣性的分布，呈現出顯著的不均衡性。
但這種現象是偶然，還是深植于進化邏輯的必然？
長期以來，由于物種數據匱乏、演化關系復雜，生物學家一直難以回答這一根本問題。如今，一項發表于《Frontiers in Ecology and Evolution》的研究首次指出：已知生物多樣性的80%以上，竟都來自極少數處于“進化快車道”的家族。它們以極高的速度分化出新物種，塑造了我們今天所見的生命圖景。
“爆發式演化”才是主流：從達爾文雀到開花植物
亞利桑那大學的 John J. Wiens 教授與加州大學河濱分校的 Daniel Moen 助理教授合作，系統分析了超過200萬個物種，涵蓋細菌、植物和動物等多個類群。他們聚焦于“演化支系”——即擁有共同祖先的物種群體，如門、綱、目等——并計算了它們的物種分化速率。結果顯示：
①陸地植物中10個門、140個目、678個科（共超30萬種）；
②昆蟲中31個目、870個科（超100萬種）；
③脊椎動物12個綱（6.6萬種）；
④整個生命界17個界、2545個科（超200萬種）；
無論從哪個分類層級看，絕大多數物種都集中在少數幾個分化速率極高的支系中。這些“超級輻射支系”僅占全部支系的不到10%，卻囊括了超過80%的物種。
圖1：兩個假設的例子，說明了一個群體中包含在最快速多樣化的進化枝中的物種比例如何變化。
什么是“快速輻射”？Wiens 解釋道：“當新的生態位出現——比如一座新島嶼形成，或某一類群演化出翅膀——某些家族就會像被點燃的煙花，在演化的夜空中爆發。”經典案例包括：
①約250萬年前，達爾文雀的祖先（一群來自中美洲的草雀）到達加拉帕戈斯群島，迅速演化出13種適應不同食物來源的達爾文雀；
②約5000萬年前，蝙蝠祖先學會飛行，開啟物種大爆發，至今蝙蝠種類已超過1400種；
③開花植物通過與昆蟲協同演化，借助花朵和傳粉機制極大提升繁殖效率，成為植物界的絕對主力。
細菌：35億年“慢生活”的佛系玩家
圖2：跨生命、動物和植物的主要進化枝的系統發育、發散時間和物種豐富度。
該研究也發現了一個明顯的例外：細菌。盡管細菌早在35億年前就已出現，實際物種數量可能高達百萬甚至萬億，但它們的分化速率卻顯著低于動植物。目前已知的細菌種類僅約1萬種，演化緩慢，仿佛走在“慢車道”上。
研究指出：“如果未來發現細菌的真實多樣性遠高于現有認知，那么本研究‘多數物種來自快速輻射’的結論或將受到挑戰。但就目前來看，在已知物種中，快速輻射的主導地位是無可爭議的。”
方法論的跨越
該研究的另一重要突破在于其研究尺度。此前，類似假說僅在蛙類等少數類群中得到驗證。而本研究首次跨越植物、昆蟲、脊椎動物、全部動物乃至整個生命界，使用統一方法檢驗了“快速輻射作為多樣性引擎”的假說。
圖3：屬于快速輻射和其他進化枝、跨生命和跨植物和動物的物種百分比。
研究者不僅使用了傳統分類單元（門、綱、目），還嘗試按演化支系的實際年齡進行分組，結果高度一致。“這表明結論非常穩健，并非分類方法帶來的假象，”Wiens 強調。
“適應”的勝利
更值得注意的是，這些快速輻射事件往往與關鍵創新性狀的出現同步：
①動植物及真菌的多細胞結構；
②節肢動物登陸并演化出植食習性；
③被子植物發明花朵和吸引傳粉者的機制；
這些突破打開了新的生態位空間，促使物種快速填補空白生態位，形成適應性輻射。正如研究者所言：“生命之樹之所以長得‘歪’，是因為某些分支搶占了進化先機，進而實現‘爆發式發育’。”
重新理解生物多樣性的生成邏輯
圖4：屬于快速輻射和其他進化枝的物種豐富度在陸地植物目、昆蟲目和脊椎動物類別中的百分比。
該研究不僅回答了一個經典問題，也為保護生物學和演化預測提供了新思路。如果絕大多數物種確實來自少數快速輻射事件，那么：這些“主干分支”的保護可能比以往認為的更加重要；當前的環境變化是否會觸發新一輪輻射？哪些類群更有可能快速演化？細菌等緩慢演化者是否隱藏著完全不同的生存策略？
生命的壯麗譜圖，原來不只是時間堆積的產物，更是進化史上少數“天才家族”高速創新的結果。難怪 Haldane 會說——如果造物主存在，那其大概，真的特別癡迷甲蟲。
期刊：Frontiers in Ecology and Evolution
DOI：10.3389/fevo.2025.1596591
