3.4　自然进化过程的考察

大多数生物进化过程历时之长大大超过进化研究者的寿命。例如，在自然界一个动物或植物新种的形成过程可能历时数万年至百万年，一个物种的明显的表型的进化改变需要经历数十代。但是，在某些情况下，进化过程是如此之快，以致研究者可以在几年或几十年内直接观察到。下面列举的是一些快速进化的特殊情况和一些研究的实例。

1. 极端特殊环境条件下的快速进化

昆虫和微生物抗药性的进化是快速进化的突出事例，引起进化生物学家的极大兴趣。从1941年开始使用杀虫剂DDT，到1976年为止的35年期间，已有200多种昆虫进化出抗DDT的新特征。在人类大量使用DDT的情况下，构成了强选择压，种群内抗DDT的突变体的频率得以迅速增长。生物学家认为，任何昆虫在使用任何杀虫剂的情况下，经过5～50代就进化出抗杀虫剂的新变种。由于不断有新型杀虫剂问世，进化生物学家有可能直接观察抗药性的进化过程和机制。

细菌的抗药性（例如，对抗生素和磺胺类药物的抗性），植物对除莠剂的耐受性，藻类对水中有毒化学物质的抗性，微生物、动物和植物抗辐射性的进化都极其迅速，都是可以直接观察研究的进化过程。

2. 适应辐射情况下的快速进化

150年前达尔文曾经观察研究过南美洲西岸的加拉帕戈斯群岛（Galapagos Islands）的雀类和龟类，推论这些远离大陆的隔离小岛上的一些性状分异的土著物种是由大陆迁来的少数祖先经历适应辐射而形成的。20世纪七八十年代，美国动物学家P. R. 格郎特（P. R. Grant）和B. R. 格郎特（B. R. Grant）观察到加拉帕戈斯群岛上的达尔文地雀（Darwin's finches）经历了自然选择过程（Grant，et al.，1989）：不定期的历时数年的干旱，使岛上的食物短缺，雀类群体中发生选择性淘汰，使得雀类在体型上和喙形上迅速发生分异，形成适应于局部环境条件的、具有不同食性的新类（见第七章和第八章）。

3. 环境的急剧变化引起的种群快速进化

英国的白桦蛾Biston betularia（L.）的工业黑化现象是最典型的实例。生物学家100多年来的观察记录，证明了英国工业化所造成的环境改变（即由于烟尘污染造成树干表面地衣类死亡，改变了蛾类栖息处的背景色）使这种蛾类的基因频率发生了显著改变，种群由白色个体占优势变为黑色个体占优势（见第七章）。

研究者可以直接观察到上述这些快速的进化过程，或借助前人的观察记录而了解。这是研究进化原因和进化机制的重要的途径。