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彆買(1 / 1)

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弓形蟲的例子向我們展示了進化的巨大威力。我們在這裡說的“進化”可不隻是生物從“低等”到“高等”的轉變過程,而是指生物對環境的適應變得越來越強。弓形蟲看起來是某種“低等”的原生生物,而老鼠、貓和人類各個看起來都是“高等”的哺乳動物,但生物在進化的過程中卻是“八仙過海,各顯神通”,為了基因的延續找到了聰明的方法。弓形蟲對動物行為的支配告訴我們,生命其實無所謂“高等”和“低等”,所有的生物都在進化中形成了最有利於自己的策略,我們今天看到的所有的生命都是適應我們當下的這種環境的“成功者”。

不僅如此,弓形蟲的例子還能讓我們重新思考我們的“自由意誌”,我們通常所說的“自由意誌”指的是我們自己能主宰自己的命運,我們能在各種可能的方案中做出選擇、並付諸行動。但弓形蟲給了當頭一棒,我們忽然發現,我們的個性有可能被一種小小的寄生蟲所改變,我們崇高的“自由意誌”也變得不那麼靠譜了。

到這裡我們可以來總結一下弓形蟲的例子了。弓形蟲的基因組中有一種哺乳動物的基因,這種基因所編碼的一種酶可以用於合成多巴胺,而通過多巴胺的合成,弓形蟲控製了動物的行為,最終增加了延續自己的基因的可能性。

從這個例子中,我們通過生物和生物之間的關係,不僅看到了進化的巨大威力,還讓我們對“自由意誌”產生了一絲質疑。或許我們從來就沒有想象的那麼獨立,我們自以為屬於“我們自己”的個性和生活習慣有可能是被其它的生物所控製的,這是一個讓人震驚的結論。

第二部分

接下來,我們來看第二個例子,這個例子可以帶領我們重新思考生物與環境之間的關係。

這個例子是關於“鳥喙”的,所謂的“鳥喙”指的就是鳥的尖嘴。你可不要小看這些鳥喙,它們曾在進化論這一科學理論的發展史上產生過巨大的貢獻,當年達爾文乘坐“小獵犬號”旅行到加拉帕戈斯群島時,正是因為比較了不同島嶼上的鳥的鳥喙形狀的相同點和不同點,才啟發了他對“物種起源”問題的新思考。後來,美國的進化生物學家格蘭特夫婦也在加拉帕戈斯群島進行了長期的觀察研究,得到了許多重要的發現。在這本書中,有好幾位科學家在討論中針對鳥喙的問題介紹了一些有意思的觀察結果,這些研究對我們理解進化的機製以及生物與環境的關係有著很重要的啟示。

那麼鳥喙到底能給我們一些怎樣的啟示呢我們不妨根據“人工生命之父”克雷格文特爾的討論來思考這個問題。

假如島嶼上經曆了一場旱災,那麼這對於存活下來的鳥的嘴巴會產生怎樣的影響呢要分析鳥的嘴巴會發生怎樣的變化,我們首先要看的是鳥的食物會發生怎樣的變化。旱災所直接影響的其實是生活在陸地上的植物,這些植物及其種子常常會是鳥的主要食物來源。經過一場旱災,大量的植物不但會乾枯,植物的種子也會受到威脅。那麼對植物而言,要想在旱災中生存下來,一種可能的方式就是讓種子進化出堅硬的外殼,這些外殼可以保護種子不至於過分失水。

說完植物,讓我們回到鳥類來。假如一開始在小島上的鳥有著各種各樣不同形狀不同強度的鳥喙,那麼在經曆了旱災的自然選擇之後,隻有那些有尖利的鳥喙的鳥才能撬開植物種子堅硬的外殼,吃到食物,最後生存下來。也就是說,一旦環境變得惡劣,小的種群就會開始形成。

在這本書中,“戴森球”概念的提出者大科學家弗裡曼戴森對此有個簡單的總結在環境變得不好的時候,為了保證能夠成功繁殖後代,就不得不限製更多的條件。其實我們也很容易理解這一點,比如當環境變得很冷的時候,可能會進化出很耐寒的生物;而當環境變得很乾燥的時候,也可能會進化出適應乾燥環境的生物隨著越來越多限製條件的產生,逐漸也就產生了從外觀形態到生活習性都非常不同的物種。

然而,環境不會永遠一成不變,適應某種環境的生物看起來是自然選擇中的贏家,可它們的勝利其實是有代價的,這個代價就是“可進化性”的降低。這聽起來有些難懂,用個直觀的比喻來看一種生物在進化中適應了乾旱的環境,可如果環境處在劇烈的變動之中,比如突然又連續幾年發大水,那麼它原先適應乾旱環境的優勢可能反而會轉為劣勢。換句話說,由於“可進化性”的降低,這種生物在大自然的選擇下顯得非常固化,缺乏可塑性,也就缺乏了適應性。

在這本書的第一章,“自私的基因”概念的提出者、著名的科普作家理查德道金斯就討論了關於“可進化性”的有關問題,他反複強調的一點就是生物不但在進化,而且在發生“可進化性的進化”。“可進化性的進化”的意思就是說,與其花費巨大的成本,在某些特殊的環境保持超強的適應性,不如有時候退一步,學會在進化中保持對環境變動的適應性。

好了,當我們理解了“可進化性”這個概念之後,再來看鳥喙的例子。我們就會發現,在我們原來的討論中還失掉了重要的一環。我們前麵的討論強調了“進化”,就是當環境惡劣時,生物的繁衍需要更多的約束條件,這導致會形成更小的種群。這時如果還考慮到“可進化性的進化”,我們就會看到另一種相反的過程。如果形成了很多個更小的種群,那麼我們通過在中學課堂上學過的“生殖隔離”的概念,會知道它們之間是無法交配產生出具有生育能力的後代的。所以為了繁衍後代,一個物種在形成的初期還會長期存在著“雜交和融合”。

格蘭特夫婦在加拉帕戈斯群島通過對鳥喙的觀察,就得到了這正反兩個方麵的完整圖像。一方麵,當環境條件變差,物種會發生分離,小的種群會產生;另一方麵,如果環境條件變好,這些已經開始走向分離的物種又會開始雜交,繁衍後代。這種雜交看起來不是在進化,而是在發生某種退步,但正是這種退步卻可以幫助各種小的種群適應各種變動的環境,而不僅僅適應某種特殊的極端環境。

我們來總結一下“鳥喙”的例子給我們的啟示。生物與環境的關係其實非常複雜當環境條件變差,為了適應某一種特定的環境,物種會進化出能適應這一種環境的特性,從而發生物種分離,小的種群會產生;而當環境條件變好時,各種漸漸走向分離的物種又會開始雜交,雜交看似讓生物對於某些特殊環境的適應性變得更差了,但這可以有助於生物適應多種多樣或是複雜多變的環境。總而言之,生物不但在“進化”,而且在發生“可進化性的進化”,生物因此也適應了環境的變動。

第三部分

最後,我們講述一下這本書中關於“熱寂說”的有關討論,一起來思考生命與宇宙的關係。“熱寂說”是一種關於宇宙終結的學說,冷熱的熱,寂寞的寂。為什麼關於宇宙的思考會跟生命聯係在一起呢這是因為不管是生命還是宇宙,總有一些很基本的物理規律必須要遵循,就是這些基本的物理規律溝通起了生命世界和非生命的物質世界。

“熱寂說”是一個很經典的物理學說,這個理論的基本想法最早由物理學家克勞修斯在1867年的一次演講中首次提出,這個具有挑戰性的觀點在當時的歐洲引起了一場旋風。克勞修斯曾經將熱力學第一和第二定律概括為兩句名言,第一句名言是“宇宙的能量是恒定的。”,第二句名言是“宇宙的熵是趨於最大值。”

我們先來解釋一下名言中的一個陌生詞熵。所謂的“熵”指的就是係統無序的程度。比如說,我們把一滴墨水滴到一杯清水裡,起初,墨水裡麵的碳顆粒集中在水的局部,這是相對比較有序的,但隨著墨水的擴散,碳顆粒就會跑得到處都是,逐漸變得無序起來,這就是熵增加的過程。“熵增加”的原理告訴我們,一個封閉係統會自發地從有序狀態逐漸演化到越來越無序的狀態,直觀理解起來,這就像一個房間不收拾的話就會請牢記收藏,網址最新最快無防盜免費閱讀

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