第一章 不可能!
哲學家培里在他的書《自然神學》中說如果我走在草地上,看到了一個鐘表,那么我一定會認為這個復雜的機器背后一定有一個設計師在設計組裝它,而不會認為它是天然就在哪里的,同樣的道理,復雜的生物也必定有一個設計師創(chuàng)造了它,這個設計師就是萬能的上帝。對此,本書作者理查德道金斯并不認同,他認為生物這一復雜事物的形成并非由上帝設計創(chuàng)造的,而是演化出來的,自然選擇才是鐘表匠,而且是盲眼鐘表匠。本書的第一章道金斯初步提出了生物演化的核心機制是累積選擇。這本書將系統(tǒng)的論述生物演化論的邏輯,生物系統(tǒng)是如何在自然選擇,性選擇的影響下完成累積選擇,今天的動物世界是如何一步步演化而來的。
第二章 良好的設計
道金斯通過對蝙蝠的聲吶“雷達”這一精妙的,鬼斧神工的設計來展現(xiàn)動物身上器官的復雜性,從而導出下一章對累積選擇的論述。蝙蝠如何在黑暗的環(huán)境下找路,找獵物?為了應對這一困局,蝙蝠演化出了精妙的聲吶“雷達”系統(tǒng),從而破局而出。
蝙蝠通過發(fā)出超聲波脈沖,發(fā)出的高音頻聲音并能根據(jù)回聲判斷物體的方位及距離,這種能力可幫助蝙蝠準確判斷獵物所在位置,并有效地繞開樹、建筑物等。但是由于物理原理,反彈的聲音會被稀釋,也就必須要求蝙蝠的耳朵非常靈敏,而且必須發(fā)出巨大的聲音,如果耳朵非常靈敏,又會被自己發(fā)出的超聲波所傷害,這個困局是由發(fā)出的聲音和回聲之間的巨大差異造成的,為了生存下去,蝙蝠演化出了類似發(fā)射/接收的機制,蝙蝠可以用肌肉將耳朵暫時關閉,使得耳朵不至于受到自己發(fā)出強大脈沖的傷害,然后放松肌肉,捕捉回升,這樣的打開關閉機制每秒達到50次,達到了對時間的精確掌控,這正是大自然的鬼斧神工。
蝙蝠還面臨一個重大問題,在眾多的蝙蝠群中,如何判斷回聲是否是自己發(fā)出的?那就是蝙蝠每一聲的叫聲回聲,都用來構建一副頭腦中的圖像,這張圖像的意義根據(jù)先前回聲構建的世界圖像產生關聯(lián),一只蝙蝠如果接受到了其他蝙蝠叫聲的回聲,則難以融入他的自己的世界中,則該回聲沒有意義,于是被過濾掉。也就是類似于每一個蝙蝠都有自己的一個編碼頻率,每一個蝙蝠只接受自己的頻率,而過濾掉其他蝙蝠的頻率。
道金斯通過蝙蝠的例子進一步說明,動物看上是精通各種物理理論的,但是事實上他們根本不可能懂,這些良好的,精美的設計制可能是自然選擇通過累積選擇一步步演化出來的。在本章的結尾,道金斯駁斥了神學論者認為眼睛等這種精細的復雜的設計都是一步完成,半只眼睛毫無作用的觀點。他認為這些精密復雜的器官即使一開始是原始,準備不足的,那也比沒有好,沒有眼睛你就是瞎子,有半只眼睛的話,你還能將獵物的影像傳遞到大腦,而這份信息可以決定你的生死。終于在下一章,道金斯終于要開始論述演化的核心機制,“累積選擇了”。
第三章 累進變化
生物演化是一個逐步的,漸變的過程,每一個步驟相對于前一步都非常簡單,能跨出去全靠隨機姻緣,但是整個連續(xù)步驟卻絕不是一個隨機過程,累積選擇的力量本質是一個非隨機過程。道金斯認為,生物的演化并非單步驟選擇,而是累積選擇,在累積選擇中,選擇的結果都會繁衍,或者以其他的方式,一次篩選的結果會變成下一次篩選的原料,如此反反復復篩選下去。
道金斯用猴子打字的例子來說明累積選擇的強大力量,如果讓一只猴子隨便敲擊鍵盤上面打出我是一只猴子這樣一句英語,如果是單步驟選擇的話,能打出正確答案的概率,以分數(shù)表現(xiàn)的話,分子是1,分母是1后面跟著40個0。但是如果是累積選擇的話,利用電腦程序,保留正確的字母成為下一句選擇的基礎的話,正確的結果在第64代出現(xiàn),也就是吃一頓午飯的時間。
在累積選擇的過程中,每一次改進,無論多么微小,都是未來的基礎,而單步驟選擇,每一次嘗試都是新鮮的,與過去的經(jīng)驗無關,那么這二者之間的差別可就大了,地球上的動植物要想演化成今天的模樣,演化的核心機制只可能是累積選擇。在演化論中,單步驟選擇的突變只扮演了次要角色,最主要的角色是累積選擇,而它是非隨機的。
道金斯接著利用電腦程序模擬細胞分裂發(fā)育這一過程,當然了,程序的核心算法是累積選擇,并且編寫了7個基因組,進行分組比較,其結果是各自演化出了高度復雜的生物形態(tài)。
道金斯的這兩組實驗證明了漸進,逐步變化的重要,并且反復強調純偶然性事件不是演化的關鍵,逐步,漸進,累積選擇的過程才是核心機制。
第四章 動物空間
在本章,道金斯利用大量的動物演化實例來進一步論述累積選擇的演化過程,并且反駁神創(chuàng)論和一些不成熟生物學家對演化的錯誤觀念。
道金斯通過5個問題關于眼睛演化的解答來解釋累進選擇的細節(jié)和具體過程。1,眼睛的誕生會不會是無中生有,一步登天的結果?很明顯,不會,如此復雜的器官,如果是一次性突變而成的,概率太低。2,眼睛會不會直接源自于與它稍有不同的事物X?答案是會,眼睛的演化根據(jù)累積選擇的原則,X是由一個和X稍有不同的X演變而來的,以此類推,我們可以找到一長串的X,每個X的演變只需要一個極小的變化步驟就足夠了。3,從現(xiàn)代眼睛逆推,經(jīng)過一系列的X,可以達到?jīng)]有眼睛的狀態(tài)嗎?答案是當然可以,上一條答案已經(jīng)解答了。4,我們假定有一系列的X可以代表眼睛從無到有,那么相鄰的X是不是憑借隨機突變就能演化呢?答案是不會,道金斯認為這是胚胎學的問題,而非遺傳學,在這個演化系列中,每一次的變化和上一次相比都是極其微小的,任何大規(guī)模的突變在本質上就比小型變化來得不可能。5,我們假定一系列的X可以代表眼睛從無到有,可是每一個X都能發(fā)揮功能,協(xié)助生物的生存與繁殖嗎?答案是能!許多神創(chuàng)論者和懷疑達爾文的生物學家都在問,5%的眼睛有什么用?道金斯認為任何動物的視力如果只有現(xiàn)代視力的5%,那也是極好的,比一點都看不見要好,甚至比4%要好,每一次連續(xù)漸變系列中,每一次的演化,都讓生物體更好過一些。即使實在現(xiàn)代動物中,還是可以發(fā)現(xiàn)各種中間型,過渡型的眼睛,事實表明,這些在反對者看來無用的,不完善的眼睛照樣可以運轉,發(fā)揮巨大的作用。
道金斯接著例舉了投彈手甲蟲的化學毒液機制,切除掉三分之一個肺的病人,各種魚類的呼吸機制等等進一步說明了各種器官的累進變化過程,在每一個階段都可以在現(xiàn)有動物中找到優(yōu)美的例證,5%的視覺比沒有視覺要好,5%的聽力比沒有聽力要好。5%的翅膀比沒有翅膀要好。達爾文在他的《物種起源》中提出,如果世界上有任何復雜的器官,不能以許多連續(xù)的微小改良造成,我的理論就垮了。
累積選擇的另一個特點是,大量的選擇步驟,既是在只有9個基因控制的生物形空間里,時過境遷想要亦步亦趨完全重演一遍,都會因為可能的軌跡太多而機會渺茫。生物演化的另一個基本的原理是,要是一個設計優(yōu)良到值得再演化一次,這個設計原理就值得在動物界從不同起點,不同的族系再演化一次,這就是趨同演化。道金斯在書中花了大量的篇幅進行了描述。例如鳥類,蝙蝠,老鼠,海報都演化出了回聲技術,只不過是程度不同而已,大量的魚類,海豚等各自演化出了聲吶技術,在各個與世隔絕的大陸中,有大量的重復獨立演化的例子,比如各個族系的螞蟻,馬匹,鼴鼠等等。
第五章 基因檔案
本章介紹的是基因,詳細的來說就是論述DNA與RNA在生物演化中的重要角色,道金斯認為,DNA是任何累積選擇過程必要的基本要素。首先道金斯區(qū)分了混合遺傳和粒子遺傳的區(qū)別,簡單來說,混合遺傳就是子代的性狀是父本和母本性狀的混合,它的后代再也分不出那是父本性狀或母本性狀了。粒子遺傳就是我們從親代接受的遺傳是以分離的粒子形式進入到受精卵中,對于一個特定遺傳粒子來說,我們不是從親代得到,就是沒有得到。
道金斯接著論述,DNA與RNA性質,用計算機來做比喻,計算機的內存分為ROM與RAM兩種,ROM的性質是只能寫入一次,可是能讀取很多次。至于RAM,它是既能夠寫入,又能夠讀取的內存。DNA就是ROM,任何一個生物體,身體里的每一個細胞的DNA都是燒入的,終身不變,但是偶爾發(fā)生函件的隨機退化倒是不無可能。DNA上的基因,在涉及任何一種行動之前,都得翻譯成另一個媒體上,首先,DNA上的基因得翻譯成RNA,RNA再翻譯成另外一種不同的聚合體,也就是多肽或者蛋白質,然后發(fā)揮作用。
我們所看到的頭發(fā)的顏色,眼睛的顏色,頭發(fā)的卷曲程度,侵略行為的強度等等性狀都被稱為基因的表現(xiàn)型,也就是DNA通過上述過程影響生物體的具體表現(xiàn)。
接下來道金斯開始論述基因復制出錯的問題。這里的錯誤并沒有任何貶義,它是相對于樣本而言的,利用河貍作為例子從微觀來看基因復制出錯的意義,河貍的一個突變基因,只不過是一個字母的復制出錯,這個改變發(fā)生在基因G,隨著河貍的發(fā)育長大,改變的字母同其他字母一起被復制到所在的細胞里,它被讀取以后,就被翻譯成RNA,那些RNA的工作復本就開始工作,生成了蛋白質,并且進入細胞膜,由于先前的改變,細胞膜的生產速率改變了,與某些發(fā)育中的細胞彼此相連的情況也改變了,大腦里的某一部分的神經(jīng)回路也改變了,這就是DNA中某一小部分復制出錯導致的間接的,放大的后果。
基因的變化(突變)只要影響自我復制的概率,就會受到自然選擇的篩選,保留有利于在當下環(huán)境生存的變化,淘汰掉不利于在當下環(huán)境生存的變化。
第六章 天何言哉
道金斯在這一章試圖探討宇宙和生命的起源,這一宏偉的話題,先告訴你結論,那就是道金斯也說不知道。道金斯利用生物演化論的理論認為,在生物演化的過程中,運氣,偶然扮演著極其次要的角色,復雜生命體出現(xiàn)的唯一方式是累積選擇,而累積選擇只要上路了,那么演出出智慧生命那就是必然的事情。但是初始狀況是如何的呢?這里介紹了2種理論,第一種是太古濃湯理論,第二種是無機礦物質理論。
一,太古濃湯理論,生命出現(xiàn)前,地球上是沒有氧氣的,大氣中的化學原料只有水、二氧化碳、甲烷、氨氣、氫氣、硫化氫等氣體。一些化學家曾經(jīng)試圖模擬原始大氣的條件:把這些簡單的物質放在一個燒瓶內,并提供紫外線或電火花之類(模擬陽光和閃電)。幾個星期后,在瓶內會發(fā)生一些有趣的變化,甚至出現(xiàn)了氨基酸、嘌呤、和嘧啶?!霸紲本褪?0億到40億年前的海洋,有機物受到紫外線或閃電的影響,逐漸合成一些大分子,到了某一時刻,一個可以復制自身的分子偶然形成。這種可能性微乎其微,但是在漫長的時間跨度中,沒有什么不可能。你每天買一張彩票,100年也不太可能中頭獎,但是如果十億年來每天買呢?
這種可以自我復制的分子一旦出現(xiàn),就會不斷地復制自己,不斷地在原始湯中擴散自己的副本,但是在復制的過程中,會產生錯誤,這些復制錯誤使進化成為可能。每次復制錯誤使后代產生微小的差異,這些差異有的會增加后代的生存率,有的會降低后代的生存率。那些增加生存率的“錯誤”就會代代相傳,成為新的主流。同時,各種不同品種的復制分子也形成了。
在一定區(qū)域內,資源是有限的,這些不同“種族”的復制分子必須“爭奪”資源,這些資源可能是用來復制自身的小構件(堿基、氨基酸等)。因此,“攻擊”其它種族,或“保護”自己也成為了提高生存率的有效策略。注意,這里使用的“攻擊”或“保護”并不是說復制分子有這樣的主觀意識,而是說復制錯誤突變出的攻擊能力和防御能力會增加復制分子的生存率。而這種突變是完全隨機的,不受主觀控制。
于是,有些復制分子會通過化學途徑分裂其它品種的復制分子,有的會利用蛋白質把自己裹進去,從而保護自己。復制分子為自己創(chuàng)造了賴以生存的運載工具:生存機器,最原始的生存機器也許僅僅是一層蛋白質,經(jīng)過億萬年的競爭,生存機器的結構越來越復雜,體積越來越大。時至今日,他們早已放棄在海洋中的生活了,而是寄居在龐大的生存機器中,通過復制,轉錄,翻譯,與外界建立聯(lián)系,操控生存機器,操縱外部世界。
二,無機礦物理論,這是化學家卡林斯 史密斯提出的,他認為,地球上最早的生命,源自具有自我復制能力的無機化學晶體,例如硅酸鹽。而有機復制子乃至現(xiàn)在的DNA,不過是后來居上、取而代之的篡位者。
所謂晶體,是大量原子或分子有秩序的固態(tài)組合。一方面,原子與小分子會自然地以固定而有秩序的方式結合起來,那是因為它們有些我們可以稱之為“形狀”的性質;另一方面,晶體內任意部分都與其它部分完全一樣——只有出現(xiàn)瑕疵的地方例外。
那么晶體又怎么能稱得上是稱職的復制子呢?讓我們來逐條對比一下。
第一,晶體可以復制自己的結構嗎?比如食鹽(氯化鈉)溶液中,鈉離子和氯離子混雜在一起,但食鹽晶體中二者卻緊密整齊地穿插排列,形成90度的夾角。那么當我們把一粒小食鹽晶體扔到食鹽飽和溶液中時,析出的晶體會保持和原來一樣的形狀和構造嗎?答案毫無疑問是肯定的——溶液中游離的離子一旦撞上晶體堅硬的表面,就會嵌在那里;同時它們嵌在那里的方式,恰好能夠在晶體表面形成一個新層,結構與原來的表面層一模一樣。就這樣,晶體一旦形成,就會成長,每一層都與原來的表面層一樣。晶體不是無限增大的,每當晶體到達一定的體積,就會碎裂成小塊,然后每個小塊自己去形成新的表層——這難道不是播撒的種子、不是繁殖嗎?
第二,晶體在復制的過程中會偶然出錯嗎?晶體或者礦物質在地球上存在多種多樣,如果你有機會在電顯下觀察它們的結構,絕對會為這數(shù)學般美麗的設計驚嘆不已。但是,幾乎所有自然形成的晶體都會出現(xiàn)瑕疵??梢韵胍?,瑕疵一旦出現(xiàn),要是新的晶層在瑕疵層上出現(xiàn)了,通常會復制那個瑕疵。而等到這些有瑕疵的晶體破碎了,形成新的晶體,每個新生晶體都會“繼承”親代的瑕疵模式。
第三,對于礦物晶體,“力量”有什么意義呢?它們是否會有某些性質影響自身的復制前途,提升自己在大地上散布的機會呢?對于自然界中的礦物晶體,河、溪、地下水就是它們的溶液,是上游巖石風化后溶入水流的。這些物質在下游處,要是條件適當,就會從溶液中結晶出來,形成礦物土壤。那么讓我們假設有一種礦物,它可以淤積成堤,提高自身的沉淀機會,當然這性質來源于它結構上一種獨特瑕疵造成的無意結果。在任何河流中,只要有這種礦物粘土存在,淤堤上的水流就會成為靜滯的淺水池,河水的主流就會岔開,另辟河道。任何一條河流只要恰好被這種礦物“感染”了,一路上就會出現(xiàn)許多這樣的水池。好了,由于河流改道,旱季中淺水池很容易干涸,于是礦物土壤干燥后,在陽光下龜裂,表層破碎后隨風飄揚,成為空氣中的灰塵,每粒塵埃都“繼承”了親代特有的瑕疵結構,就是造成河流淤塞的那種性質。這些塵埃隨風飄蕩,可以來到很遠的地方,掉落在一個從來沒有被感染的河流里,于是再度開始一整個沉淀、淤堤、干涸、隨風飄走的循環(huán)——這就是生命。我們甚至可以再假設,在這種礦物的某一個子代中,出現(xiàn)了新的瑕疵,它也許在陽光下更容易龜裂,或者更容易隨風飄走,等等,換言之,累積選擇的原始形式有許多機會演化。
當然了,以上只是其中的一種假設,這些礦物晶體可能還具有其它各類性質。比如說,有些晶體世系可能碰巧催化了某種化學反應,合成了新物質,而這些物質又有利于晶體的世代傳承。新物質至少一開始并不能自己復制,而只是作為晶體世系的工具,正如史密斯指出:當年的無機晶體復制子有許多本身并不復制的工具,其中以有機分子扮演的角色最突出。也即晶體復制子合成有機分子,并利用有機分子達成自己的目的,例如“以吸附作用提升化學反應物質的濃度”等等。
因此,我們現(xiàn)在可以勾畫出生命能夠在太古地球上的發(fā)生經(jīng)過了。起先是在水中自然形成的簡單的礦物質晶體,它們有復制、繁衍、遺傳、突變等性質。而后它們?yōu)樽约捍蛟炝朔盏臋C器——有機分子。這些有機分子最開始是不能復制的,但礦物質晶體在改進有機分子的制造效率的過程當中,使它們有機會演化出復制能力。新的復制子原先只是配角,但由于復制效率高,對自我繁衍的影響更大(就是前面提到的“力量”),因此逐步取代了厚重的硅原子。它們繼續(xù)演化,不斷改進,最后成為我們現(xiàn)在知道的DNA基因碼,一步步走到今天生命的輝煌頂峰。
第七章 創(chuàng)意演化
在本章中道金斯具體地講解了自然選擇和基因突變是如何影響生物進化的:主要有兩個方面:“基因型共演化”和“軍備競賽”。
基因型共演化胚胎發(fā)育的整個過程是一個合作事業(yè),有上千段基因出力。這樣的合作是怎樣形成的呢?關鍵在于自然選擇青睞于基因適應環(huán)境的能力。但是對于基因來說,直接的外界環(huán)境是什么呢?不是氣候,也不是天敵,而是其他基因,DNA分子通常都是躲藏在細胞核內的,不大可能與外界直接接觸?;虮仨毰c其它基因合作發(fā)揮作用,才能增加個體的生存率,從而使這種基因流傳下去。
假設有一種生物體所需的物質Z,合成這種物質有兩種路徑,A1-B1-C1,或A2-B2-C2,其中每一個步驟都由某個特定的基因控制。因此,為了成功合成Z,必須“共演化”出A1,B1,C1,或A2,B2,C2。如果個體的基因中,B1,C1的數(shù)量很多,就會助長A1的數(shù)量,而不會助長A2,反之亦然。
更宏觀地來看,這種解釋也適用于一群基因。適合咀嚼肉類的牙齒與適合笑話肉類的腸道配合的更好,因此制造這種牙齒的基因在制造那種腸道的基因環(huán)境中,更加受到青睞。反過來,適合咀嚼植物的牙齒在適合消化植物的腸道的基因環(huán)境中更容易生存。簡單來說,善于合作的基因生存率更高,在進化中更占優(yōu)勢。
軍備競賽,自私的基因理論認為,個體只是基因的生存機器,環(huán)境直接作用于生物個體,反過來篩選基因。不同物種的基因不會交會,但是是彼此環(huán)境中的重要因素。獵食者與獵物,寄生蟲與宿主直接都存在“軍備競賽”,甚至同一物種的兩性之間也會有。
當然,某種生物受到另一種生物的影響,從而不斷演化,這樣的現(xiàn)象只有在很長的時間尺度上才能觀察的到。任何生物個體,只要敵人在演化,就會被卷入軍備競賽。生物在一個地方經(jīng)過世代的進化,就會進化出適合當?shù)貧夂虻奶卣鳌1热缭诤涞貐^(qū)的生物通常擁有厚實的皮毛,當?shù)氐臈l件,影響了他們身體的很多部分。如果自然條件穩(wěn)定,長期在這個地區(qū)生活的生物就會停止進化,直到環(huán)境改變,比如冰河期到來,熱浪,寒潮,臺風,沙暴,等等等等。
這種氣候的變化通常沒有什么規(guī)律可循,但有另一種“環(huán)境”因素,將會導致生物向某一方向發(fā)展,這種環(huán)境因素就是其他生物,奔跑速度快,體態(tài)敏捷的瞪羚,更容易逃脫獅子的捕食,因此瞪羚會向奔跑速度越來越快的方向進化。同樣的,速度快,敏捷,爪子鋒利,善于隱蔽的獅子更加容易捕食瞪羚,因此獅子也會向速度越來越快,越來越敏捷的方向發(fā)展。以此循環(huán),軍備競賽就開始了。
但是這樣就出現(xiàn)了一個有趣的問題,瞪羚和獅子的速度會不會一直快下去,甚至超越音速呢?答案當然是不可能的,因為生物在其他方面消耗的資源越多,用來生殖的資源就越少,別忘了,自然選擇本質上選擇的是增加產生后代成功率的基因,而不是生存率最高的基因。最后,在用來生殖的資源,和用來提高生存率,以提高生殖成功率的資源,會達到一個平衡,而不會無限制的增長下去。
這一章從更宏觀的角度考察了自然選擇的過程。自然選擇青睞的基因,不是因為它們的內在本質,而是因為它們與環(huán)境的互動。任何一個基因的環(huán)境中,其他基因都是極為重要的成分。大致的理由是:其他的基因也會在演化世系中變化。后果主要有兩種。第一,能夠與其他基因合作的基因才受青睞。第二,環(huán)境并不總是有利于合作。
第八章 性擇
道金斯在本章講述了生物兩性之間互相促進進化的過程。
首先他解釋一下正反饋和負反饋的概念。瓦特發(fā)明的蒸汽調速器是負反饋的一個著名例子:使進氣閥門與引擎動力掛鉤,引擎轉速越快,閥門關的越小,從而降低轉速;引擎轉速越慢,閥門開的越大,從而增大轉速。也就是說,一旦引擎慢下來,就會逐漸加快,一旦引擎過快,就會逐漸慢下來,最終穩(wěn)定在一個小范圍內波動。這就是負反饋的基本原理。反過來,如果引擎轉速越快,進氣閥門開的越大的話,引擎越快,加速越快,最后會一直加速,直到引擎解體或者轉速達到極限為止,這就是一種正反饋。
性選擇理論
作者主要用一種長尾雀來說明了性擇的現(xiàn)象。這種雀的雄性體型很小,但尾巴很長,在一些地區(qū)經(jīng)常能看到它們在空中盤全,翻轉,做著炫目的求偶飛行。而有的雌性長尾雀偏愛尾巴較長的雄性,有的偏愛較短的,有的偏愛不長不短的,這種偏愛是由基因決定的。但是值得注意的一點是:影響雌雀偏愛的基因在雄性中也存在,同樣影響雄性尾巴長度的基因在雌性體內也存在。這里的要點是:基因在體內存在并不代表一定會表現(xiàn)出來。要是某個男人體內有個基因控制制造格外突出的喉結,他的子女都可能繼承這個基因,這個基因也許會在他兒子的身上表現(xiàn),但絕不會在女兒身上表現(xiàn),因為女性根本沒有喉結。但是要是他的女兒給他生了個外孫,這個外孫可能繼承他的喉結突出的基因,就像他兒子一樣。
現(xiàn)在是論證的關鍵點了,如果我是一只擁有長尾巴的雄鳥,那么我體內有制造長尾的基因,我的父親體內也有,這是顯然的遺傳現(xiàn)象。而我的父親是母親選擇的配偶,所以我的母親體內一定有偏愛長尾的基因,因此,我也很可能從母親處遺傳得到偏愛長尾的基因。也就是說,長尾的個體,體內很可能同時擁有長尾和偏愛長尾的基因,如果這個個體是雄性,那么表現(xiàn)出來的就是長尾基因,如果是雌性,表現(xiàn)出來的就是偏愛長尾的基因。
這樣一來,這種長尾基因和偏愛長尾的基因就會攜手遺傳下去,并且占有很大的優(yōu)勢,因為每一個偏愛長尾的雌性雀,會傾向于選擇長尾的雄性雀,而長尾的雄性雀,體內很可能也攜帶偏愛長尾的基因,因此,這種選擇其實選擇了自己的復本,從而實現(xiàn)自我增強,并向特定方向演化(在這個例子中,指雄性尾巴越來越長,雌性越來越偏愛長尾)。
但是這種演化不會無休止地增強,長尾雀的尾巴總不可能增長到幾公里長。這是一種“實用性”的原因,長尾導致飛行速度減慢,更容易被捕食,或者導致其他劣勢。就像蒸汽調速器的例子中,轉速總會達到一個極限一樣。
但情況沒有這么簡單,雖然達爾文特別強調存活與生存奮斗,他很明白存活與生存只不過是達到目的的手段。那個目的就是繁殖。一只鳥就算活到高壽,要是不能繁殖,也不能把它的體質特征遺傳下去。不論什么體質特征,只要能使動物順利生殖,天擇都會青睞,存活只是生殖戰(zhàn)斗的一部分。在這場戰(zhàn)斗的其他部分里,吸引異性的個體才能成功。費希爾進一步補充了性擇理論,他認為雌性對雄性的偏見也受天擇的制約,不折不扣,與雄性的尾巴一樣。雌性的口味是雌性神經(jīng)系統(tǒng)的表現(xiàn)。雌性的神經(jīng)系統(tǒng)是在體內基因的影響下發(fā)育的,因此過去世代受到的天擇也可能影響神經(jīng)系統(tǒng)的特征。因此,影響雄性特質的基因與使雌性偏愛那種特質的基因,不會在族群中隨機散布,而是如影隨形、攜手同行。這種攜手同行的關系,叫作連鎖不平衡。
費希爾的失控演化理論:人類女性以及所有其他動物的雌性,都面臨著選擇雄性配偶的難題,她們傾向于選擇具有良好的遺傳基因的雄性。每個女人都很清楚這絕非易事,因為 雌性并無妙方可以直接對雄性基因的質量作出判斷。假定雌性天生注定會被那些具有某種特定構造、因而在生存上比其他雄性有輕微優(yōu)勢的雄性吸引,那么這些擁有得天獨厚的構造的雄性勢必因此得到另一額外優(yōu)勢:他們能吸引更多的雌性,將他們的基因遺傳給更多的后代。選擇那些具有特別構造雄性的雌性也將有如下利益:她們可以將這種構造傳給她們的兒子們,而兒子們也將因此 倍受其他雌性青睞。
選擇失控過程接下去的情形是,上天眷顧那些有著大尺碼構造基因的雄性以及有更加青睞這種構造基因的雌性。代代相傳,這一構造變得如此之大、如此顯著,以致完全喪失了其最初對于生存 的輕微益處。例如,稍長一點的尾巴也許有助于飛翔,但是孔雀的 龐然大尾顯然對于飛行一無用處。這一進化的失控過程只有在這種特征的繼續(xù)夸大有害生存時才會停止。
最后的結果是這樣的:實用性和雌性喜好之間會達到一種平衡,其中存在一種負反饋調節(jié)機制,一旦平衡被打破,會逐漸達到另一個平衡點,平衡點不止一個,但趨于平衡的傾向總是存在。
第九章 疾變?漸變?
這一章是關于生物演化速率的討論。他首先否定了等速論和劇變論,這兩種理論非常明顯是錯誤的,就不多說了。有爭議的是漸變論和疾變平衡論。
疾變論是指1972年,美國年輕古生物學家埃爾德雷奇與古爾德提出疾變平衡論。也就是說生物演化在某一段時間內是一個不平穩(wěn)的,經(jīng)常發(fā)生重大變化的過程,之后又經(jīng)歷了一段不太變化的過程。
制造一節(jié)蛇的基因機構相當復雜,是逐步、漸進地經(jīng)過許多世代演化出來的。但是,既然制造體節(jié)的基因機構是現(xiàn)成的,也許一個突變就能再增加一個新體節(jié)了。物種形成指的就是一個物種變成兩個物種的過程,其中一個也許就是那個祖先物種。就這樣,生殖隔離的過程,由山脈阻隔的偶然因素啟動,最后由天擇收工。
原來所謂的演化鴻溝,根本不是化石記錄的惱人缺陷,或叫演化學者難堪的事體;正統(tǒng)新達爾文學派的物種形成理論,要是我們當真,就該預見那種鴻溝。從祖先物種到新物種的變化,顯得突如其來,演化并不穩(wěn)定、平順,似乎顛簸得很,理由其實很簡單,因為任何一個地點出土的化石記錄里,可能都缺乏演化事件,我們觀察到的是遷徙事件,從其他地方來了新物種。用不著說,演化事件的確發(fā)生過,物種都是從另一個物種演化出來的,搞不好整個過程真的是漸進的。但是為了觀察到演化事件的化石記錄,我們得到別的地方挖掘。
疾變論者反對的其實不是達爾文的漸變論。他們反對演化率恒定,因為他們認為演化(仍然是個漸進過程)是在相對來說相當短暫的時段里快速進行的事(即物種形成事件;首先,某種危機發(fā)生了,原先抗拒演化的力量因而潰散——他們假定有這么一種力量存在);那些爆發(fā)插曲之間,有非常長的時間段落,演化進行得十分緩慢,甚至完全停滯。這里所謂的相對來說相當短暫,是相對于整個地質年表來說的,毋庸辭費。即使是疾變論者所謂的演化,雖然以地質年表的尺度來衡量,只不過是一瞬間,真要實測,也得以萬年或10萬年為單位。在達爾文看來,以天擇為機制的演化論,主旨就是以與神跡無關的機制解釋復雜生物適應出現(xiàn)的過程。
道金斯最后給出自己的結論,他支持漸變論,疾變平衡論只是漸變論的一個分支,之所以會造成這種理論是因為稀缺的化石證據(jù)給生物學家?guī)淼恼`解,和地理分布演化所帶來的化石上的錯覺。
第十章 生命樹
本章主要討論的是動物的分類,道金斯認為,在分支分類系統(tǒng)中,將生物歸于一類的標準是時間上最近的共同祖先。真正的分支分類系統(tǒng)有一定的有序構造,就類似于一棵樹,這棵樹上每根樹枝上都會有分叉,新的樹枝再產生新的分叉,這樣分類的原理是演化淵源本身就會表現(xiàn)出這種形式。當然了,生物學家也用完美嵌套關系來說明這一構造。
在圖書館分類中,一般對難以分類的圖書會歸類于雜項,但是在對現(xiàn)代動物分類的生命樹中,是沒有雜項這一動物的,比如。是將鯨魚歸于哺乳還是魚類?非常明顯,是歸于哺乳動物,而不是魚類,更不是什么中間型。
但是如果將已經(jīng)滅絕的動物歸入生命樹中,那就復雜了,難以歸類,因為存在大量的中間型動物,好在中間型的動物大部分都滅絕了。
接下來道金斯討論了物種選擇理論,所謂的物種選擇就是指并非每一個出現(xiàn)過的物種都會產生新的物種,新的物種僅從少數(shù)舊的物種中大量產生。
道金斯認為物種選擇理論即使是真的,那么在生物演化的歷史中也扮演著非常次要的角色,因為復雜的適應不是物種的性質,而是生物個體的。物種選擇雖然可以解釋世界上任何時間點上的物種模式,因此,它也能解釋地質時代中物種模式的變遷,也就是化石記錄中的變遷模式,但是說到復雜的生物機制演化,,物種選擇就不是什么重要的力量,它所能做的最多就是在幾個復雜機制之間做出選擇,而那些復雜的機制早就在累積選擇這一生物演化的核心過程中完成了,物種選擇或許會發(fā)生,但是它的意義并不大。
接著,道金斯介紹了分子生物學對生物的分類,也就是對比各個物種之間的DNA,蛋白質等分子對生物進行分類。
然后,道金斯介紹了純粹相似測量者。他們的方法就是通常一開始什么都測量,最后將所有的數(shù)據(jù)全部統(tǒng)一起來,算出每個動物與其他動物的相似指數(shù),計算出來之后,再用計算機程序把所有物種安排成一個個階序群組模式,不幸的是關于找出最后群組的計算方法,存在爭議,但是道金斯認為這種方法依然在未來流行。
最后,道金斯介紹了轉化的分枝學者,他們的方法是特別重視某些物種種類的特征,認為他們有利于分類學研究,而忽略其他物種的特征,比如古老的特征。他們一開始就以分枝樹為思考的分裂對象,而不是一開始就進行大規(guī)模計算,他們的原則是這個世界本身就是以階序結構組織的,根本不需要進行計算。
好了,本章就總結完畢了,其實就是對生物演化體系進行一個微小的補充罷了。
第十一章 達爾文的論敵
在本章,道金斯主要駁斥了拉馬克的用進廢退理論,也就是后天形質可以遺傳這一天大的謬誤。
用進廢退的意思是說生物在新的環(huán)境的直接影響下,習性改變、某些經(jīng)常使用的器官發(fā)達增大,不經(jīng)常使用的器官逐漸退化。比如你經(jīng)常健身,那么肌肉會發(fā)達,你經(jīng)常思考,大腦會發(fā)達等等,在個體身上,這一原則是正確的。
但是后天形質可以遺傳這一說法就是天大的謬誤了。比如在遠古人類時期,人類是沒有鞋子穿的,在陸地上走路,一定會使得腳底長出厚厚的老繭,如果按照拉馬克的理論,后天形質可以遺傳,那么新生兒的腳底也會天生有厚厚的老繭,可惜我們知道這種情況并沒有發(fā)生。
拉馬克的信徒李森科在蘇聯(lián)擔任遺傳學研究所所長,因為擁有權力,串改了蘇聯(lián)的教科書,并且禍害了蘇聯(lián)的農業(yè)生產,臭名昭著被載入史冊。
大量的能證明拉馬克理論的實驗也是偽造的,最著名的是產婆蟾蜍實驗,其成果無法被驗證,最后被人們發(fā)現(xiàn)這是赤裸裸的學術造假。
道金斯接著從分子生物學和胚胎發(fā)育的理論證明了拉馬克理論的錯誤。道金斯做了一個比喻,DNA,這一關鍵的遺傳信息,它所扮演的角色更像是食譜,而非藍圖。什么意思呢,所謂的藍圖,也就是像造房子一樣,根據(jù)藍圖我們可以造出房子,如果一棟房子造出來了,而藍圖丟失了,我們也可以利用房子來畫出藍圖,也就是說藍圖和房子是一一對應的關系。但是DNA與生命體的關系更像是蛋糕和食譜的關系,也就是說基因和身體沒有一一對應的關系,就像是食譜和蛋糕的構造細節(jié)沒有一一對應關系一樣,基因可以被視作一個過程的指令,這一系列的指令是為了制造蛋糕。比如,我和你都按照同一張食譜來制作蛋糕,我們做出來的蛋糕一定不會是完全一樣的。
根據(jù)藍圖建造的東西,整個過程可以逆轉,而食譜則不可以,我們不可能根據(jù)一個蛋糕來推斷出食譜,或許頂尖的師傅可以,但是也不一定可以百分百完全推斷出來。
正是因為基因是食譜,而不是藍圖,所以后天形質才不可能遺傳。
比如拉馬克主義者認為,經(jīng)常寫字的作家,握筆的中指中間會有一塊老繭,他寫了一輩子,老繭非常的厚,要是基因是藍圖的話,那么手指的每一寸皮膚都有一個基因控制,這位作家的每一寸皮膚都被掃描,然后寫入遺傳物質傳給他的后代。但是基因不是藍圖,而是食譜,每一寸皮膚都有相應的基因控制這是純粹的胡說八道。
胚胎是一個發(fā)育過程,所有的基因都參與了,這個過程根據(jù)食譜的指令,有條不紊地執(zhí)行才能成就一個生命體。其實大部分后天形質都是傷痕,機器使用久了都會出現(xiàn)傷痕,勞損,如果說拉馬克的理論是對的話,大部分的生物一出生都會帶著傷痕與衰老,根本不可能出現(xiàn)如此精彩的動物世界。
雖然用進廢退在某些程度上是對的,但是它只是一個極為粗糙的工具,根本不可能是生物演化的核心機制。它也沒有資格挑戰(zhàn)達爾文的理論。
接著,道金斯發(fā)表了對中性演化的看法。所謂的中性演化認為,在分子遺傳學的層次上,相對于天擇而言,演化變化絕大多數(shù)是中性的,因此也是隨機的。也就是說他們挑剔的是一張食譜上的字符,字符的大小,等等對此極為講究,但是天擇才不管這些,它只篩選能適應環(huán)境的。道金斯認為中性演化是隨機的,但是適應性改進不是隨機的,這一理論無法挑戰(zhàn)達爾文。
英國遺傳學家多佛提出了分子驅動理論,他認為生命體的演化是隨機的,演化發(fā)生以后,生命體趕緊找一個適合自己的地方生存下來,這一邏輯顛倒的理論非??尚Γ蠹乙谎劬涂闯鰜砹?。
接下來的幾個論敵,道金斯認為他們就是來搞笑的,什么神創(chuàng)論,突變論,都是難登大雅之堂的學說,看完本書的讀者都能輕易駁倒他們。
寫到這兒,這本書的讀書筆記就寫完了,這本書我認為是最為系統(tǒng)的闡述生物演化理論的一本框架類的書籍,非常好,糾正了我之前對演化論的許多誤解,也是我今年入門生物學的最重要的一本書,讀書的筆記分享給大家。