在一个小岩石岛屿上的蜗牛在科学家面前发展出新特征。由于有害的藻类繁殖造成的毁灭性影响，一些海洋蜗牛被带回这个小岛上。有趣的是，虽然研究人员引入了不同的一组同种蜗牛，但这些蜗牛却进化得与30多年前消失的原始种群非常相似。
早在1988年，位于瑞典和挪威交界附近的科斯特群岛遭遇严重的海藻爆发，导致海洋蜗牛种群的灭绝。你可能会想，为什么在浩瀚大洋中一个小岩石上的几只蜗牛的灭绝会重要。 然而，这一事件提供了一个罕见的机会，可以在我们眼前见证和预测进化。
在海藻爆发之前，这些岛屿及其小型潮间带小岛屿——岩石岛，拥有丰富和多样的海洋蜗牛种群，学名为Littorina saxatilis。虽然一些较大的岛屿上的蜗牛种群（有些还减少到不到1%）能够在两到四年内恢复，但许多小岛却在这次打击后难以复苏。
瑞典哥德堡大学的海洋生态学家克尔斯廷·约翰内森意识到这是一个独特的机会。1992年，她将L. saxatilis蜗牛重新引入到它们失去的栖息地上，开始了一项实验，这项实验在30多年后将产生重要的见解。这导致了奥地利科学与技术研究所（ISTA）、挪威诺德大学、瑞典哥德堡大学和英国谢菲尔德大学研究人员之间的合作努力，使他们能够观察到进化的发生。
波浪蜗牛和蟹蜗牛
L. saxatilis是一种常见的海洋蜗牛物种，分布在北大西洋沿岸，不同的种群发展出适应其环境的特征。这些适应可能包括体型、壳形、颜色和行为。在蟹型和波浪型生态类之间，差异尤为明显。这些蜗牛在不同的地方独立进化，或生活在易受蟹类捕食的区域，或在没有蟹的岩石海岸。波浪蜗牛一般较小，壳薄，呈现特定颜色和图案，开口大且圆，行为大胆。相反，蟹蜗牛较大，壳厚且无图案，开口较小且延长。它们由于有捕食者的存在而表现出谨慎的行为。
科斯特群岛上同时生存着这两种类型的L. saxatilis蜗牛，它们常常位于同一岛屿的很近位置，或相隔仅几百米。这一接近在事件的发展中变得至关重要。
重新发现旧特征
意识到小岛上的波浪蜗牛种群因毒藻完全消失，约翰内森在1992年决定将蟹型生态蜗牛重新引入到小岛上。预计这些蟹蜗牛将在一两代内适应其新栖息地，她观察到蜗牛的转变在科学家眼前展开。“我们的合作者在研究的前十年内注意到蜗牛适应的迹象，”ISTA巴顿组的研究生迭戈·加西亚·卡斯蒂略分享道。“在30年的时间里，我们有效地预测了蜗牛将如何进化，以及哪些遗传区域将参与其中。变化既快速又显著，”他补充道。
然而，蜗牛并不是完全从零开始发展新特征。共同通讯作者安雅·玛丽·维斯特拉姆，曾是ISTA的博士后，现在在诺德大学工作，解释道：“在最初的蟹种群中已存在一些遗传多样性，尽管水平较低。这反映了该物种在其近期历史中面临过类似条件。丰富的遗传变异促进了这一快速的进化过程。”
多样性是适应的关键
研究团队在实验过程中监测了三个要素：蜗牛的物理特征、个体基因变异性，以及涉及被称为“染色体倒位”的染色体区域的大遗传改变。
在最初的几代中，研究人员观察到了一个有趣的现象，称为“表型可塑性”。蜗牛迅速调整其形状以适应新环境。然而，遗传转变也很快开始。科学家能够预测这些遗传改变的性质和轨迹，特别是关于染色体倒位。蜗牛的快速变革似乎源于两种互补的机制：针对已经在重新引入的蟹蜗牛种群中低频存在的特征的快速选择，以及可能从邻近的波浪蜗牛那里进行的基因交流，这些蜗牛可能漂流过160米的距离来到小岛。
面对污染和气候变化的进化
科学家们了解到，具有显著遗传变异的物种能够更快地适应环境变化。然而，很少有研究考察自然环境中长期的进化过程。“这项研究为我们提供了对反复进化过程的独特视角，使我们能够预测一个种群在曾经在类似条件下发展出的特征，”加西亚·卡斯蒂略观察道。
该团队的目标是探讨物种如何适应当代环境压力，例如污染和气候变化。“并非所有物种都有广泛的基因库，而从头发展新特征需要耗费过多的时间。适应是复杂的，尤其是在我们面临严峻天气事件、快速加剧的气候变化、污染和新出现的寄生虫的迅速变化的世界，”维斯特拉姆指出。她希望这项研究能促进对保护具有多样遗传资源的物种的进一步探索。“也许这项研究将激励人们保护多样的自然栖息地，以维护物种之间的遗传变异，”维斯特拉姆总结道。
目前，约翰内森在1992年重新引入到小岛上的蜗牛已经繁衍成约1000只的种群。
