第一章 不可能!
哲学家培里在他的书《自然神学》中说如果我走在草地上,看到了一个钟表,那么我一定会认为这个复杂的机器背后一定有一个设计师在设计组装它,而不会认为它是天然就在哪里的,同样的道理,复杂的生物也必定有一个设计师创造了它,这个设计师就是万能的上帝。对此,本书作者理查德道金斯并不认同,他认为生物这一复杂事物的形成并非由上帝设计创造的,而是演化出来的,自然选择才是钟表匠,而且是盲眼钟表匠。本书的第一章道金斯初步提出了生物演化的核心机制是累积选择。这本书将系统的论述生物演化论的逻辑,生物系统是如何在自然选择,性选择的影响下完成累积选择,今天的动物世界是如何一步步演化而来的。
第二章 良好的设计
道金斯通过对蝙蝠的声呐“雷达”这一精妙的,鬼斧神工的设计来展现动物身上器官的复杂性,从而导出下一章对累积选择的论述。蝙蝠如何在黑暗的环境下找路,找猎物?为了应对这一困局,蝙蝠演化出了精妙的声呐“雷达”系统,从而破局而出。
蝙蝠通过发出超声波脉冲,发出的高音频声音并能根据回声判断物体的方位及距离,这种能力可帮助蝙蝠准确判断猎物所在位置,并有效地绕开树、建筑物等。但是由于物理原理,反弹的声音会被稀释,也就必须要求蝙蝠的耳朵非常灵敏,而且必须发出巨大的声音,如果耳朵非常灵敏,又会被自己发出的超声波所伤害,这个困局是由发出的声音和回声之间的巨大差异造成的,为了生存下去,蝙蝠演化出了类似发射/接收的机制,蝙蝠可以用肌肉将耳朵暂时关闭,使得耳朵不至于受到自己发出强大脉冲的伤害,然后放松肌肉,捕捉回升,这样的打开关闭机制每秒达到50次,达到了对时间的精确掌控,这正是大自然的鬼斧神工。
蝙蝠还面临一个重大问题,在众多的蝙蝠群中,如何判断回声是否是自己发出的?那就是蝙蝠每一声的叫声回声,都用来构建一副头脑中的图像,这张图像的意义根据先前回声构建的世界图像产生关联,一只蝙蝠如果接受到了其他蝙蝠叫声的回声,则难以融入他的自己的世界中,则该回声没有意义,于是被过滤掉。也就是类似于每一个蝙蝠都有自己的一个编码频率,每一个蝙蝠只接受自己的频率,而过滤掉其他蝙蝠的频率。
道金斯通过蝙蝠的例子进一步说明,动物看上是精通各种物理理论的,但是事实上他们根本不可能懂,这些良好的,精美的设计制可能是自然选择通过累积选择一步步演化出来的。在本章的结尾,道金斯驳斥了神学论者认为眼睛等这种精细的复杂的设计都是一步完成,半只眼睛毫无作用的观点。他认为这些精密复杂的器官即使一开始是原始,准备不足的,那也比没有好,没有眼睛你就是瞎子,有半只眼睛的话,你还能将猎物的影像传递到大脑,而这份信息可以决定你的生死。终于在下一章,道金斯终于要开始论述演化的核心机制,“累积选择了”。
第三章 累进变化
生物演化是一个逐步的,渐变的过程,每一个步骤相对于前一步都非常简单,能跨出去全靠随机姻缘,但是整个连续步骤却绝不是一个随机过程,累积选择的力量本质是一个非随机过程。道金斯认为,生物的演化并非单步骤选择,而是累积选择,在累积选择中,选择的结果都会繁衍,或者以其他的方式,一次筛选的结果会变成下一次筛选的原料,如此反反复复筛选下去。
道金斯用猴子打字的例子来说明累积选择的强大力量,如果让一只猴子随便敲击键盘上面打出我是一只猴子这样一句英语,如果是单步骤选择的话,能打出正确答案的概率,以分数表现的话,分子是1,分母是1后面跟着40个0。但是如果是累积选择的话,利用电脑程序,保留正确的字母成为下一句选择的基础的话,正确的结果在第64代出现,也就是吃一顿午饭的时间。
在累积选择的过程中,每一次改进,无论多么微小,都是未来的基础,而单步骤选择,每一次尝试都是新鲜的,与过去的经验无关,那么这二者之间的差别可就大了,地球上的动植物要想演化成今天的模样,演化的核心机制只可能是累积选择。在演化论中,单步骤选择的突变只扮演了次要角色,最主要的角色是累积选择,而它是非随机的。
道金斯接着利用电脑程序模拟细胞分裂发育这一过程,当然了,程序的核心算法是累积选择,并且编写了7个基因组,进行分组比较,其结果是各自演化出了高度复杂的生物形态。
道金斯的这两组实验证明了渐进,逐步变化的重要,并且反复强调纯偶然性事件不是演化的关键,逐步,渐进,累积选择的过程才是核心机制。
第四章 动物空间
在本章,道金斯利用大量的动物演化实例来进一步论述累积选择的演化过程,并且反驳神创论和一些不成熟生物学家对演化的错误观念。
道金斯通过5个问题关于眼睛演化的解答来解释累进选择的细节和具体过程。1,眼睛的诞生会不会是无中生有,一步登天的结果?很明显,不会,如此复杂的器官,如果是一次性突变而成的,概率太低。2,眼睛会不会直接源自于与它稍有不同的事物X?答案是会,眼睛的演化根据累积选择的原则,X是由一个和X稍有不同的X演变而来的,以此类推,我们可以找到一长串的X,每个X的演变只需要一个极小的变化步骤就足够了。3,从现代眼睛逆推,经过一系列的X,可以达到没有眼睛的状态吗?答案是当然可以,上一条答案已经解答了。4,我们假定有一系列的X可以代表眼睛从无到有,那么相邻的X是不是凭借随机突变就能演化呢?答案是不会,道金斯认为这是胚胎学的问题,而非遗传学,在这个演化系列中,每一次的变化和上一次相比都是极其微小的,任何大规模的突变在本质上就比小型变化来得不可能。5,我们假定一系列的X可以代表眼睛从无到有,可是每一个X都能发挥功能,协助生物的生存与繁殖吗?答案是能!许多神创论者和怀疑达尔文的生物学家都在问,5%的眼睛有什么用?道金斯认为任何动物的视力如果只有现代视力的5%,那也是极好的,比一点都看不见要好,甚至比4%要好,每一次连续渐变系列中,每一次的演化,都让生物体更好过一些。即使实在现代动物中,还是可以发现各种中间型,过渡型的眼睛,事实表明,这些在反对者看来无用的,不完善的眼睛照样可以运转,发挥巨大的作用。
道金斯接着例举了投弹手甲虫的化学毒液机制,切除掉三分之一个肺的病人,各种鱼类的呼吸机制等等进一步说明了各种器官的累进变化过程,在每一个阶段都可以在现有动物中找到优美的例证,5%的视觉比没有视觉要好,5%的听力比没有听力要好。5%的翅膀比没有翅膀要好。达尔文在他的《物种起源》中提出,如果世界上有任何复杂的器官,不能以许多连续的微小改良造成,我的理论就垮了。
累积选择的另一个特点是,大量的选择步骤,既是在只有9个基因控制的生物形空间里,时过境迁想要亦步亦趋完全重演一遍,都会因为可能的轨迹太多而机会渺茫。生物演化的另一个基本的原理是,要是一个设计优良到值得再演化一次,这个设计原理就值得在动物界从不同起点,不同的族系再演化一次,这就是趋同演化。道金斯在书中花了大量的篇幅进行了描述。例如鸟类,蝙蝠,老鼠,海报都演化出了回声技术,只不过是程度不同而已,大量的鱼类,海豚等各自演化出了声呐技术,在各个与世隔绝的大陆中,有大量的重复独立演化的例子,比如各个族系的蚂蚁,马匹,鼹鼠等等。
第五章 基因档案
本章介绍的是基因,详细的来说就是论述DNA与RNA在生物演化中的重要角色,道金斯认为,DNA是任何累积选择过程必要的基本要素。首先道金斯区分了混合遗传和粒子遗传的区别,简单来说,混合遗传就是子代的性状是父本和母本性状的混合,它的后代再也分不出那是父本性状或母本性状了。粒子遗传就是我们从亲代接受的遗传是以分离的粒子形式进入到受精卵中,对于一个特定遗传粒子来说,我们不是从亲代得到,就是没有得到。
道金斯接着论述,DNA与RNA性质,用计算机来做比喻,计算机的内存分为ROM与RAM两种,ROM的性质是只能写入一次,可是能读取很多次。至于RAM,它是既能够写入,又能够读取的内存。DNA就是ROM,任何一个生物体,身体里的每一个细胞的DNA都是烧入的,终身不变,但是偶尔发生函件的随机退化倒是不无可能。DNA上的基因,在涉及任何一种行动之前,都得翻译成另一个媒体上,首先,DNA上的基因得翻译成RNA,RNA再翻译成另外一种不同的聚合体,也就是多肽或者蛋白质,然后发挥作用。
我们所看到的头发的颜色,眼睛的颜色,头发的卷曲程度,侵略行为的强度等等性状都被称为基因的表现型,也就是DNA通过上述过程影响生物体的具体表现。
接下来道金斯开始论述基因复制出错的问题。这里的错误并没有任何贬义,它是相对于样本而言的,利用河狸作为例子从微观来看基因复制出错的意义,河狸的一个突变基因,只不过是一个字母的复制出错,这个改变发生在基因G,随着河狸的发育长大,改变的字母同其他字母一起被复制到所在的细胞里,它被读取以后,就被翻译成RNA,那些RNA的工作复本就开始工作,生成了蛋白质,并且进入细胞膜,由于先前的改变,细胞膜的生产速率改变了,与某些发育中的细胞彼此相连的情况也改变了,大脑里的某一部分的神经回路也改变了,这就是DNA中某一小部分复制出错导致的间接的,放大的后果。
基因的变化(突变)只要影响自我复制的概率,就会受到自然选择的筛选,保留有利于在当下环境生存的变化,淘汰掉不利于在当下环境生存的变化。
第六章 天何言哉
道金斯在这一章试图探讨宇宙和生命的起源,这一宏伟的话题,先告诉你结论,那就是道金斯也说不知道。道金斯利用生物演化论的理论认为,在生物演化的过程中,运气,偶然扮演着极其次要的角色,复杂生命体出现的唯一方式是累积选择,而累积选择只要上路了,那么演出出智慧生命那就是必然的事情。但是初始状况是如何的呢?这里介绍了2种理论,第一种是太古浓汤理论,第二种是无机矿物质理论。
一,太古浓汤理论,生命出现前,地球上是没有氧气的,大气中的化学原料只有水、二氧化碳、甲烷、氨气、氢气、硫化氢等气体。一些化学家曾经试图模拟原始大气的条件:把这些简单的物质放在一个烧瓶内,并提供紫外线或电火花之类(模拟阳光和闪电)。几个星期后,在瓶内会发生一些有趣的变化,甚至出现了氨基酸、嘌呤、和嘧啶。“原始汤”就是30亿到40亿年前的海洋,有机物受到紫外线或闪电的影响,逐渐合成一些大分子,到了某一时刻,一个可以复制自身的分子偶然形成。这种可能性微乎其微,但是在漫长的时间跨度中,没有什么不可能。你每天买一张彩票,100年也不太可能中头奖,但是如果十亿年来每天买呢?
这种可以自我复制的分子一旦出现,就会不断地复制自己,不断地在原始汤中扩散自己的副本,但是在复制的过程中,会产生错误,这些复制错误使进化成为可能。每次复制错误使后代产生微小的差异,这些差异有的会增加后代的生存率,有的会降低后代的生存率。那些增加生存率的“错误”就会代代相传,成为新的主流。同时,各种不同品种的复制分子也形成了。
在一定区域内,资源是有限的,这些不同“种族”的复制分子必须“争夺”资源,这些资源可能是用来复制自身的小构件(碱基、氨基酸等)。因此,“攻击”其它种族,或“保护”自己也成为了提高生存率的有效策略。注意,这里使用的“攻击”或“保护”并不是说复制分子有这样的主观意识,而是说复制错误突变出的攻击能力和防御能力会增加复制分子的生存率。而这种突变是完全随机的,不受主观控制。
于是,有些复制分子会通过化学途径分裂其它品种的复制分子,有的会利用蛋白质把自己裹进去,从而保护自己。复制分子为自己创造了赖以生存的运载工具:生存机器,最原始的生存机器也许仅仅是一层蛋白质,经过亿万年的竞争,生存机器的结构越来越复杂,体积越来越大。时至今日,他们早已放弃在海洋中的生活了,而是寄居在庞大的生存机器中,通过复制,转录,翻译,与外界建立联系,操控生存机器,操纵外部世界。
二,无机矿物理论,这是化学家卡林斯 史密斯提出的,他认为,地球上最早的生命,源自具有自我复制能力的无机化学晶体,例如硅酸盐。而有机复制子乃至现在的DNA,不过是后来居上、取而代之的篡位者。
所谓晶体,是大量原子或分子有秩序的固态组合。一方面,原子与小分子会自然地以固定而有秩序的方式结合起来,那是因为它们有些我们可以称之为“形状”的性质;另一方面,晶体内任意部分都与其它部分完全一样——只有出现瑕疵的地方例外。
那么晶体又怎么能称得上是称职的复制子呢?让我们来逐条对比一下。
第一,晶体可以复制自己的结构吗?比如食盐(氯化钠)溶液中,钠离子和氯离子混杂在一起,但食盐晶体中二者却紧密整齐地穿插排列,形成90度的夹角。那么当我们把一粒小食盐晶体扔到食盐饱和溶液中时,析出的晶体会保持和原来一样的形状和构造吗?答案毫无疑问是肯定的——溶液中游离的离子一旦撞上晶体坚硬的表面,就会嵌在那里;同时它们嵌在那里的方式,恰好能够在晶体表面形成一个新层,结构与原来的表面层一模一样。就这样,晶体一旦形成,就会成长,每一层都与原来的表面层一样。晶体不是无限增大的,每当晶体到达一定的体积,就会碎裂成小块,然后每个小块自己去形成新的表层——这难道不是播撒的种子、不是繁殖吗?
第二,晶体在复制的过程中会偶然出错吗?晶体或者矿物质在地球上存在多种多样,如果你有机会在电显下观察它们的结构,绝对会为这数学般美丽的设计惊叹不已。但是,几乎所有自然形成的晶体都会出现瑕疵。可以想见,瑕疵一旦出现,要是新的晶层在瑕疵层上出现了,通常会复制那个瑕疵。而等到这些有瑕疵的晶体破碎了,形成新的晶体,每个新生晶体都会“继承”亲代的瑕疵模式。
第三,对于矿物晶体,“力量”有什么意义呢?它们是否会有某些性质影响自身的复制前途,提升自己在大地上散布的机会呢?对于自然界中的矿物晶体,河、溪、地下水就是它们的溶液,是上游岩石风化后溶入水流的。这些物质在下游处,要是条件适当,就会从溶液中结晶出来,形成矿物土壤。那么让我们假设有一种矿物,它可以淤积成堤,提高自身的沉淀机会,当然这性质来源于它结构上一种独特瑕疵造成的无意结果。在任何河流中,只要有这种矿物粘土存在,淤堤上的水流就会成为静滞的浅水池,河水的主流就会岔开,另辟河道。任何一条河流只要恰好被这种矿物“感染”了,一路上就会出现许多这样的水池。好了,由于河流改道,旱季中浅水池很容易干涸,于是矿物土壤干燥后,在阳光下龟裂,表层破碎后随风飘扬,成为空气中的灰尘,每粒尘埃都“继承”了亲代特有的瑕疵结构,就是造成河流淤塞的那种性质。这些尘埃随风飘荡,可以来到很远的地方,掉落在一个从来没有被感染的河流里,于是再度开始一整个沉淀、淤堤、干涸、随风飘走的循环——这就是生命。我们甚至可以再假设,在这种矿物的某一个子代中,出现了新的瑕疵,它也许在阳光下更容易龟裂,或者更容易随风飘走,等等,换言之,累积选择的原始形式有许多机会演化。
当然了,以上只是其中的一种假设,这些矿物晶体可能还具有其它各类性质。比如说,有些晶体世系可能碰巧催化了某种化学反应,合成了新物质,而这些物质又有利于晶体的世代传承。新物质至少一开始并不能自己复制,而只是作为晶体世系的工具,正如史密斯指出:当年的无机晶体复制子有许多本身并不复制的工具,其中以有机分子扮演的角色最突出。也即晶体复制子合成有机分子,并利用有机分子达成自己的目的,例如“以吸附作用提升化学反应物质的浓度”等等。
因此,我们现在可以勾画出生命能够在太古地球上的发生经过了。起先是在水中自然形成的简单的矿物质晶体,它们有复制、繁衍、遗传、突变等性质。而后它们为自己打造了服务的机器——有机分子。这些有机分子最开始是不能复制的,但矿物质晶体在改进有机分子的制造效率的过程当中,使它们有机会演化出复制能力。新的复制子原先只是配角,但由于复制效率高,对自我繁衍的影响更大(就是前面提到的“力量”),因此逐步取代了厚重的硅原子。它们继续演化,不断改进,最后成为我们现在知道的DNA基因码,一步步走到今天生命的辉煌顶峰。
第七章 创意演化
在本章中道金斯具体地讲解了自然选择和基因突变是如何影响生物进化的:主要有两个方面:“基因型共演化”和“军备竞赛”。
基因型共演化胚胎发育的整个过程是一个合作事业,有上千段基因出力。这样的合作是怎样形成的呢?关键在于自然选择青睐于基因适应环境的能力。但是对于基因来说,直接的外界环境是什么呢?不是气候,也不是天敌,而是其他基因,DNA分子通常都是躲藏在细胞核内的,不大可能与外界直接接触。基因必须与其它基因合作发挥作用,才能增加个体的生存率,从而使这种基因流传下去。
假设有一种生物体所需的物质Z,合成这种物质有两种路径,A1-B1-C1,或A2-B2-C2,其中每一个步骤都由某个特定的基因控制。因此,为了成功合成Z,必须“共演化”出A1,B1,C1,或A2,B2,C2。如果个体的基因中,B1,C1的数量很多,就会助长A1的数量,而不会助长A2,反之亦然。
更宏观地来看,这种解释也适用于一群基因。适合咀嚼肉类的牙齿与适合笑话肉类的肠道配合的更好,因此制造这种牙齿的基因在制造那种肠道的基因环境中,更加受到青睐。反过来,适合咀嚼植物的牙齿在适合消化植物的肠道的基因环境中更容易生存。简单来说,善于合作的基因生存率更高,在进化中更占优势。
军备竞赛,自私的基因理论认为,个体只是基因的生存机器,环境直接作用于生物个体,反过来筛选基因。不同物种的基因不会交会,但是是彼此环境中的重要因素。猎食者与猎物,寄生虫与宿主直接都存在“军备竞赛”,甚至同一物种的两性之间也会有。
当然,某种生物受到另一种生物的影响,从而不断演化,这样的现象只有在很长的时间尺度上才能观察的到。任何生物个体,只要敌人在演化,就会被卷入军备竞赛。生物在一个地方经过世代的进化,就会进化出适合当地气候的特征。比如在寒冷地区的生物通常拥有厚实的皮毛,当地的条件,影响了他们身体的很多部分。如果自然条件稳定,长期在这个地区生活的生物就会停止进化,直到环境改变,比如冰河期到来,热浪,寒潮,台风,沙暴,等等等等。
这种气候的变化通常没有什么规律可循,但有另一种“环境”因素,将会导致生物向某一方向发展,这种环境因素就是其他生物,奔跑速度快,体态敏捷的瞪羚,更容易逃脱狮子的捕食,因此瞪羚会向奔跑速度越来越快的方向进化。同样的,速度快,敏捷,爪子锋利,善于隐蔽的狮子更加容易捕食瞪羚,因此狮子也会向速度越来越快,越来越敏捷的方向发展。以此循环,军备竞赛就开始了。
但是这样就出现了一个有趣的问题,瞪羚和狮子的速度会不会一直快下去,甚至超越音速呢?答案当然是不可能的,因为生物在其他方面消耗的资源越多,用来生殖的资源就越少,别忘了,自然选择本质上选择的是增加产生后代成功率的基因,而不是生存率最高的基因。最后,在用来生殖的资源,和用来提高生存率,以提高生殖成功率的资源,会达到一个平衡,而不会无限制的增长下去。
这一章从更宏观的角度考察了自然选择的过程。自然选择青睐的基因,不是因为它们的内在本质,而是因为它们与环境的互动。任何一个基因的环境中,其他基因都是极为重要的成分。大致的理由是:其他的基因也会在演化世系中变化。后果主要有两种。第一,能够与其他基因合作的基因才受青睐。第二,环境并不总是有利于合作。
第八章 性择
道金斯在本章讲述了生物两性之间互相促进进化的过程。
首先他解释一下正反馈和负反馈的概念。瓦特发明的蒸汽调速器是负反馈的一个著名例子:使进气阀门与引擎动力挂钩,引擎转速越快,阀门关的越小,从而降低转速;引擎转速越慢,阀门开的越大,从而增大转速。也就是说,一旦引擎慢下来,就会逐渐加快,一旦引擎过快,就会逐渐慢下来,最终稳定在一个小范围内波动。这就是负反馈的基本原理。反过来,如果引擎转速越快,进气阀门开的越大的话,引擎越快,加速越快,最后会一直加速,直到引擎解体或者转速达到极限为止,这就是一种正反馈。
性选择理论
作者主要用一种长尾雀来说明了性择的现象。这种雀的雄性体型很小,但尾巴很长,在一些地区经常能看到它们在空中盘全,翻转,做着炫目的求偶飞行。而有的雌性长尾雀偏爱尾巴较长的雄性,有的偏爱较短的,有的偏爱不长不短的,这种偏爱是由基因决定的。但是值得注意的一点是:影响雌雀偏爱的基因在雄性中也存在,同样影响雄性尾巴长度的基因在雌性体内也存在。这里的要点是:基因在体内存在并不代表一定会表现出来。要是某个男人体内有个基因控制制造格外突出的喉结,他的子女都可能继承这个基因,这个基因也许会在他儿子的身上表现,但绝不会在女儿身上表现,因为女性根本没有喉结。但是要是他的女儿给他生了个外孙,这个外孙可能继承他的喉结突出的基因,就像他儿子一样。
现在是论证的关键点了,如果我是一只拥有长尾巴的雄鸟,那么我体内有制造长尾的基因,我的父亲体内也有,这是显然的遗传现象。而我的父亲是母亲选择的配偶,所以我的母亲体内一定有偏爱长尾的基因,因此,我也很可能从母亲处遗传得到偏爱长尾的基因。也就是说,长尾的个体,体内很可能同时拥有长尾和偏爱长尾的基因,如果这个个体是雄性,那么表现出来的就是长尾基因,如果是雌性,表现出来的就是偏爱长尾的基因。
这样一来,这种长尾基因和偏爱长尾的基因就会携手遗传下去,并且占有很大的优势,因为每一个偏爱长尾的雌性雀,会倾向于选择长尾的雄性雀,而长尾的雄性雀,体内很可能也携带偏爱长尾的基因,因此,这种选择其实选择了自己的复本,从而实现自我增强,并向特定方向演化(在这个例子中,指雄性尾巴越来越长,雌性越来越偏爱长尾)。
但是这种演化不会无休止地增强,长尾雀的尾巴总不可能增长到几公里长。这是一种“实用性”的原因,长尾导致飞行速度减慢,更容易被捕食,或者导致其他劣势。就像蒸汽调速器的例子中,转速总会达到一个极限一样。
但情况没有这么简单,虽然达尔文特别强调存活与生存奋斗,他很明白存活与生存只不过是达到目的的手段。那个目的就是繁殖。一只鸟就算活到高寿,要是不能繁殖,也不能把它的体质特征遗传下去。不论什么体质特征,只要能使动物顺利生殖,天择都会青睐,存活只是生殖战斗的一部分。在这场战斗的其他部分里,吸引异性的个体才能成功。费希尔进一步补充了性择理论,他认为雌性对雄性的偏见也受天择的制约,不折不扣,与雄性的尾巴一样。雌性的口味是雌性神经系统的表现。雌性的神经系统是在体内基因的影响下发育的,因此过去世代受到的天择也可能影响神经系统的特征。因此,影响雄性特质的基因与使雌性偏爱那种特质的基因,不会在族群中随机散布,而是如影随形、携手同行。这种携手同行的关系,叫作连锁不平衡。
费希尔的失控演化理论:人类女性以及所有其他动物的雌性,都面临着选择雄性配偶的难题,她们倾向于选择具有良好的遗传基因的雄性。每个女人都很清楚这绝非易事,因为 雌性并无妙方可以直接对雄性基因的质量作出判断。假定雌性天生注定会被那些具有某种特定构造、因而在生存上比其他雄性有轻微优势的雄性吸引,那么这些拥有得天独厚的构造的雄性势必因此得到另一额外优势:他们能吸引更多的雌性,将他们的基因遗传给更多的后代。选择那些具有特别构造雄性的雌性也将有如下利益:她们可以将这种构造传给她们的儿子们,而儿子们也将因此 倍受其他雌性青睐。
选择失控过程接下去的情形是,上天眷顾那些有着大尺码构造基因的雄性以及有更加青睐这种构造基因的雌性。代代相传,这一构造变得如此之大、如此显著,以致完全丧失了其最初对于生存 的轻微益处。例如,稍长一点的尾巴也许有助于飞翔,但是孔雀的 庞然大尾显然对于飞行一无用处。这一进化的失控过程只有在这种特征的继续夸大有害生存时才会停止。
最后的结果是这样的:实用性和雌性喜好之间会达到一种平衡,其中存在一种负反馈调节机制,一旦平衡被打破,会逐渐达到另一个平衡点,平衡点不止一个,但趋于平衡的倾向总是存在。
第九章 疾变?渐变?
这一章是关于生物演化速率的讨论。他首先否定了等速论和剧变论,这两种理论非常明显是错误的,就不多说了。有争议的是渐变论和疾变平衡论。
疾变论是指1972年,美国年轻古生物学家埃尔德雷奇与古尔德提出疾变平衡论。也就是说生物演化在某一段时间内是一个不平稳的,经常发生重大变化的过程,之后又经历了一段不太变化的过程。
制造一节蛇的基因机构相当复杂,是逐步、渐进地经过许多世代演化出来的。但是,既然制造体节的基因机构是现成的,也许一个突变就能再增加一个新体节了。物种形成指的就是一个物种变成两个物种的过程,其中一个也许就是那个祖先物种。就这样,生殖隔离的过程,由山脉阻隔的偶然因素启动,最后由天择收工。
原来所谓的演化鸿沟,根本不是化石记录的恼人缺陷,或叫演化学者难堪的事体;正统新达尔文学派的物种形成理论,要是我们当真,就该预见那种鸿沟。从祖先物种到新物种的变化,显得突如其来,演化并不稳定、平顺,似乎颠簸得很,理由其实很简单,因为任何一个地点出土的化石记录里,可能都缺乏演化事件,我们观察到的是迁徙事件,从其他地方来了新物种。用不着说,演化事件的确发生过,物种都是从另一个物种演化出来的,搞不好整个过程真的是渐进的。但是为了观察到演化事件的化石记录,我们得到别的地方挖掘。
疾变论者反对的其实不是达尔文的渐变论。他们反对演化率恒定,因为他们认为演化(仍然是个渐进过程)是在相对来说相当短暂的时段里快速进行的事(即物种形成事件;首先,某种危机发生了,原先抗拒演化的力量因而溃散——他们假定有这么一种力量存在);那些爆发插曲之间,有非常长的时间段落,演化进行得十分缓慢,甚至完全停滞。这里所谓的相对来说相当短暂,是相对于整个地质年表来说的,毋庸辞费。即使是疾变论者所谓的演化,虽然以地质年表的尺度来衡量,只不过是一瞬间,真要实测,也得以万年或10万年为单位。在达尔文看来,以天择为机制的演化论,主旨就是以与神迹无关的机制解释复杂生物适应出现的过程。
道金斯最后给出自己的结论,他支持渐变论,疾变平衡论只是渐变论的一个分支,之所以会造成这种理论是因为稀缺的化石证据给生物学家带来的误解,和地理分布演化所带来的化石上的错觉。
第十章 生命树
本章主要讨论的是动物的分类,道金斯认为,在分支分类系统中,将生物归于一类的标准是时间上最近的共同祖先。真正的分支分类系统有一定的有序构造,就类似于一棵树,这棵树上每根树枝上都会有分叉,新的树枝再产生新的分叉,这样分类的原理是演化渊源本身就会表现出这种形式。当然了,生物学家也用完美嵌套关系来说明这一构造。
在图书馆分类中,一般对难以分类的图书会归类于杂项,但是在对现代动物分类的生命树中,是没有杂项这一动物的,比如。是将鲸鱼归于哺乳还是鱼类?非常明显,是归于哺乳动物,而不是鱼类,更不是什么中间型。
但是如果将已经灭绝的动物归入生命树中,那就复杂了,难以归类,因为存在大量的中间型动物,好在中间型的动物大部分都灭绝了。
接下来道金斯讨论了物种选择理论,所谓的物种选择就是指并非每一个出现过的物种都会产生新的物种,新的物种仅从少数旧的物种中大量产生。
道金斯认为物种选择理论即使是真的,那么在生物演化的历史中也扮演着非常次要的角色,因为复杂的适应不是物种的性质,而是生物个体的。物种选择虽然可以解释世界上任何时间点上的物种模式,因此,它也能解释地质时代中物种模式的变迁,也就是化石记录中的变迁模式,但是说到复杂的生物机制演化,,物种选择就不是什么重要的力量,它所能做的最多就是在几个复杂机制之间做出选择,而那些复杂的机制早就在累积选择这一生物演化的核心过程中完成了,物种选择或许会发生,但是它的意义并不大。
接着,道金斯介绍了分子生物学对生物的分类,也就是对比各个物种之间的DNA,蛋白质等分子对生物进行分类。
然后,道金斯介绍了纯粹相似测量者。他们的方法就是通常一开始什么都测量,最后将所有的数据全部统一起来,算出每个动物与其他动物的相似指数,计算出来之后,再用计算机程序把所有物种安排成一个个阶序群组模式,不幸的是关于找出最后群组的计算方法,存在争议,但是道金斯认为这种方法依然在未来流行。
最后,道金斯介绍了转化的分枝学者,他们的方法是特别重视某些物种种类的特征,认为他们有利于分类学研究,而忽略其他物种的特征,比如古老的特征。他们一开始就以分枝树为思考的分裂对象,而不是一开始就进行大规模计算,他们的原则是这个世界本身就是以阶序结构组织的,根本不需要进行计算。
好了,本章就总结完毕了,其实就是对生物演化体系进行一个微小的补充罢了。
第十一章 达尔文的论敌
在本章,道金斯主要驳斥了拉马克的用进废退理论,也就是后天形质可以遗传这一天大的谬误。
用进废退的意思是说生物在新的环境的直接影响下,习性改变、某些经常使用的器官发达增大,不经常使用的器官逐渐退化。比如你经常健身,那么肌肉会发达,你经常思考,大脑会发达等等,在个体身上,这一原则是正确的。
但是后天形质可以遗传这一说法就是天大的谬误了。比如在远古人类时期,人类是没有鞋子穿的,在陆地上走路,一定会使得脚底长出厚厚的老茧,如果按照拉马克的理论,后天形质可以遗传,那么新生儿的脚底也会天生有厚厚的老茧,可惜我们知道这种情况并没有发生。
拉马克的信徒李森科在苏联担任遗传学研究所所长,因为拥有权力,串改了苏联的教科书,并且祸害了苏联的农业生产,臭名昭著被载入史册。
大量的能证明拉马克理论的实验也是伪造的,最著名的是产婆蟾蜍实验,其成果无法被验证,最后被人们发现这是赤裸裸的学术造假。
道金斯接着从分子生物学和胚胎发育的理论证明了拉马克理论的错误。道金斯做了一个比喻,DNA,这一关键的遗传信息,它所扮演的角色更像是食谱,而非蓝图。什么意思呢,所谓的蓝图,也就是像造房子一样,根据蓝图我们可以造出房子,如果一栋房子造出来了,而蓝图丢失了,我们也可以利用房子来画出蓝图,也就是说蓝图和房子是一一对应的关系。但是DNA与生命体的关系更像是蛋糕和食谱的关系,也就是说基因和身体没有一一对应的关系,就像是食谱和蛋糕的构造细节没有一一对应关系一样,基因可以被视作一个过程的指令,这一系列的指令是为了制造蛋糕。比如,我和你都按照同一张食谱来制作蛋糕,我们做出来的蛋糕一定不会是完全一样的。
根据蓝图建造的东西,整个过程可以逆转,而食谱则不可以,我们不可能根据一个蛋糕来推断出食谱,或许顶尖的师傅可以,但是也不一定可以百分百完全推断出来。
正是因为基因是食谱,而不是蓝图,所以后天形质才不可能遗传。
比如拉马克主义者认为,经常写字的作家,握笔的中指中间会有一块老茧,他写了一辈子,老茧非常的厚,要是基因是蓝图的话,那么手指的每一寸皮肤都有一个基因控制,这位作家的每一寸皮肤都被扫描,然后写入遗传物质传给他的后代。但是基因不是蓝图,而是食谱,每一寸皮肤都有相应的基因控制这是纯粹的胡说八道。
胚胎是一个发育过程,所有的基因都参与了,这个过程根据食谱的指令,有条不紊地执行才能成就一个生命体。其实大部分后天形质都是伤痕,机器使用久了都会出现伤痕,劳损,如果说拉马克的理论是对的话,大部分的生物一出生都会带着伤痕与衰老,根本不可能出现如此精彩的动物世界。
虽然用进废退在某些程度上是对的,但是它只是一个极为粗糙的工具,根本不可能是生物演化的核心机制。它也没有资格挑战达尔文的理论。
接着,道金斯发表了对中性演化的看法。所谓的中性演化认为,在分子遗传学的层次上,相对于天择而言,演化变化绝大多数是中性的,因此也是随机的。也就是说他们挑剔的是一张食谱上的字符,字符的大小,等等对此极为讲究,但是天择才不管这些,它只筛选能适应环境的。道金斯认为中性演化是随机的,但是适应性改进不是随机的,这一理论无法挑战达尔文。
英国遗传学家多佛提出了分子驱动理论,他认为生命体的演化是随机的,演化发生以后,生命体赶紧找一个适合自己的地方生存下来,这一逻辑颠倒的理论非常可笑,大家一眼就看出来了。
接下来的几个论敌,道金斯认为他们就是来搞笑的,什么神创论,突变论,都是难登大雅之堂的学说,看完本书的读者都能轻易驳倒他们。
写到这儿,这本书的读书笔记就写完了,这本书我认为是最为系统的阐述生物演化理论的一本框架类的书籍,非常好,纠正了我之前对演化论的许多误解,也是我今年入门生物学的最重要的一本书,读书的笔记分享给大家。