古生物学家,破解了困扰达尔文的演化难题,其理论揭示了环境如何促使物种快速演化与灭绝,同时也让她闻名世界。
伊丽莎白 · 弗尔巴(Elisabeth Vrba)对化石及现存哺乳动物的缜密研究挑战了传统的演化论观点。她将物种的快速灭绝和形成与环境中的灾难性事件关联起来,突破了“自然选择驱动缓慢、持续的适应性变化过程”这一固有认知。2025年2月,弗尔巴逝世,享年82岁。
弗尔巴出生于德国汉堡。父亲去世后,全家于1944年迁居纳米比亚(旧称西南非洲)的一个牧羊场。1974年,她在南非开普敦大学获得动物学与古生物学博士学位,其研究聚焦于牛科动物化石。
1980年,在美国芝加哥举行的一次以宏观演化为主题的会议上,弗尔巴一举成名。当弗尔巴发言时,这场学术会议已演变为对间断平衡理论的“全民公决”,而她迅速成为全场焦点。正如她所言,当时的她“正手握间断平衡理论这一利器”。间断平衡理论认为,化石记录中的多数物种长期保持稳定状态,偶尔通过一些涉及快速变化的分支事件演化出新物种。
弗尔巴找到了一种方法,能从看似贫瘠的系统发育树谱线中提炼真知,帮助我们加深对演化过程的理解。她以羚羊化石为研究对象,对比了两个演化谱系,进而指出物种所能占据的生态位宽度决定了其形成与灭绝的速率,而环境是驱动这一演化过程的核心力量。
弗尔巴最具深度的研究也许始于她在1985年发表的一篇论文。该研究通过严密的论证揭示了“更替脉冲”(turnover pulses)事件中物种形成与灭绝的机制:当环境变化的强度与广度足以使众多物种的地理分布完全受限在受影响区域时,就会触发物种形成与灭绝的动态波动。这项研究结合了真实的气候事件数据:约300万年前,非洲湿润林地退化为开阔的稀树草原,引发了包括最早人族成员出现在内的生命演化事件。
弗尔巴将这些“更替脉冲”视为由环境变化引发的灭绝与演化浪潮。在较小规模的事件中,当地种群可能会走向灭绝,此时,同一物种的成员会通过迁徙来填补相应的空缺。但是,一旦某个物种完全消失,重构生态系统就需要引入远方物种或演化出新物种。
弗尔巴还破解了困扰达尔文整个职业生涯的难题:在缺乏明显地理屏障(这一屏障的存在会引发生殖隔离)的大陆区域,何以形成如此丰富的物种多样性?原因就在于,环境变化不仅会导致物种灭绝,还能通过栖息地的割裂与重组引发隔离,为新物种的快速形成创造机遇。
1986年,弗尔巴受聘为耶鲁大学教授,并迁居美国。在一个男性占主导地位的行业中,她承受着巨大压力,但始终以温暖包容的态度待人。她为立志追随其脚步的年轻女性树立了积极榜样。
资料来源 Nature