这个答案比较长,所以先在开头总结一下:演化速度可快可慢,主要由突变速率,选择压,生命周期和群体数量,基因组复杂程度决定。前三项越大,进化速率越大,反之则越小。最后两项对演化速率的影响存疑。其实演化速度很难定义,因为不好说出现了什么样的变化才能叫做演化,所能定义的是突变的速率,性状出现的速率,和成种的速率。 1. 突变的速率。物种之间突变速率差异很大,有一个规律是基因组越大突变率越低。DNA病毒的突变率大约为每代每碱基10^(-6)到10^(-8)个突变,RNA病毒(包括著名的HIV病毒)的突变率大约为每代每碱基10^(-3)到10^(-5)个突变。而人类的突变率仅为大约每代每碱基10^(-8)个突变。不过,由于人类的全基因组大约有3*10^(9)个碱基对,所以每个父亲大约会传递五十个单核苷酸突变给下一代,母亲大约会传递十几个突变给下一代。(没错!父方传递的突变数远远高于母方!)值得注意的是,随着年龄增长,父系突变会以平均每年两个的速度增加。所以注意了,父亲生育年龄不宜太晚。2. 性状出现的速率。要说明这个最好还是以病毒和细菌为例,在抗生素迅猛发展的上个世纪,人们发现病毒和细菌的抗性也进化的非常快,平均而言大规模运用某种抗生素十年后就会观察到病毒或细菌对其产生抗性,最快的例子甲氧西林(Methicillin)只用了一年……这一现象的原因很简单,如上,病毒本身就是群体大突变率高生命周期短,并且人类对其施加了强烈的选择压,使它们具备了一切快速演化所需要的条件。3. 成种的速率。400年,是非常快的速度,我暂时不知道比这更快的例子。不过对于病毒和细菌而言,可能更快就可以形成一个新的株系。但由于这种株系很难界定是否成种,所以不宜作为例子。
首先要精确的定义什么是演化:演化就是种群内等位基因频率的变化。等位基因频率改变,等于种群遗传结构发生了改变,因此种群在遗传的层次上发生了变化,这就是演化。决定等位基因频率变化速度的,首先是遗传信息的载体-DNA序列的突变速率;其次是DNA序列突变在种群内固定下来的速度。DNA序列的突变有很多方面,包括单位点突变(SNP),indel,tandem duplication, segmental duplication, whole genome duplication (polyploidy), translocation, horizontal gene transfer等。就突变速率而言,研究较多的是单位点突变。对多细胞真核生物,SNP的突变速率估计范围一般在1e10^-9~1e10^-8 per site per generation。indel的出现速率约比SNP速率小一个数量级。其它更大尺度序列突变的出现频率研究较少,但对物种基因组序列的进化同样影响很大。
如果说进化速度,要先表述清楚genotype还是phenotype。genotype进化的速度依赖于突变速率(取决于DNA/RNA复制的准确性和纠错机制的有效性)以及在有或无选择压力下的fixation probability。phenotype的进化速率,要比genotype的更复杂一些,按照现在进化理论方面的研究来看,系统越复杂,phenotype的进化速率也越快,但是这个不是靠速率来量化的,这个领域里面都是用evolvability 来衡量进化的能力/速率,也不是一两句话就能解释清楚的,具体的可以查询相关文献。这个回答的前提是题主不是真的想问(自然状态下)多快可以进化出一个新的物种。
所谓生物演化,也就是生物进化,自从拉马克,达尔文提出生物进化论一来,生物学家就以他们的进化观点点作为生物进化论的基础,但是我认为,直到现在的生物学家都没有弄清楚生物进化的核心究竟是什么,也就是说还没有学者弄清楚究竟是哪些方面最终代表了什么是生物进化。比如说,鲸鱼,海豹等一些动物是进化还是退化,就争论不休,还有蛇足的退化,人类盲肠的退化,这些现象的出现是代表生物出现了退化还是进化,学者没没有谁能解析清楚,而造成这些问题的原因,就是生物学家没有弄清楚,究竟是什么代表了生物进化的主题。但是作为提出这个观点的我,应该是知道的。所以说生物进化的速度是可变的,而不是大致固定的





