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谁和谁在争?
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2023.05.11 四川

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    上一次我宏观地捋了一下和进化论相关的一些问题,今天想来大胆地碰一下进化论中最不容易讲明白的话题:自然选择。

    先说一下,我这里聊的自然选择,很可能并不是达尔文本人给出的正宗定义。

    给大家看一个时间表:

    达尔文在1837年开始写作第一本关于物种演变的笔记,1859年发表了进化论的奠基著作《物种起源》。

    孟德尔在1854年开始研究遗传规律,1865年发表论文,但论文被人们忽略,直到1900年,另外三个科学家再次独立发现了遗传规律,在查找论文时才发现了孟德尔的论文,因此,遗传学说的真正面世,是1900年。

    孟德尔在遗传学说中提出了遗传因子的概念,后来人们把遗传因子称为基因。

    1879年弗莱明发现了染色体,1888年染色体正式得名,1902年萨顿和鲍维里通过实验结果推测基因位于染色体上,1928年摩尔根通过实验确认染色体是基因的载体,1953年,沃森和克里克发表了DNA的双螺旋模型。

    这个时间表说明什么呢,说明在达尔文发表进化论的时候,和进化论密切相关,甚至可以视为进化前提的遗传学说和基因理论,都还没有问世。

    既然如此,如果要求达尔文对进化机制的表述,要说得头头是道滴水不漏,还要符合后来才出现的遗传规律和基因理论,是不是很不公平?

    达尔文对进化机制的表述,站在今天的科学高度来看,有所错漏才是正常的,如果滴水不漏,那他就不是科学家而是妖孽了。

    另外,我没有通读过《物种起源》,因为我通常不会去读奠基著作,我认为各门学科的奠基著作都是里程碑,是值得尊重和纪念的,但和该学科后来的一些著作相比,几乎可以肯定是粗糙的,漏洞百出的,因为没有得到后来者的精心打磨,所以,学物理我没有看过《自然哲学的数学原理》,学几何我没有看过《几何原本》,学心理学我也没有看过《梦的解析》,自然,对进化论感兴趣的时候,我也不会去读《物种起源》。

    我不知道达尔文对自然选择的原始表述,也不认为他本人的表述一定是最准确的,所以,我在这里聊的,是我自己对自然选择这个概念的理解。

    关于自然选择,人们有许多流行的说法,比如物竞天择、适者生存、弱肉强食、丛林法则等等,坦率地说,我对这些流行的说法都不怎么认同,我认为就是这些说法,把自然选择这个很重要的概念给玩坏了,其中有些严重地误导了大家,有些似乎不算说错了,但没有说到点子上,等等,总之,你如果只从这些说法去理解自然选择,那么多半是想不明白很多事情的。

    先说说'物竞天择’,这话用来说明自然选择,我认为大体上没有错,但表述太笼统,留下了很多问题需要澄清。

    这里的物,指的是生物,竞指的是竞争,天指的是大自然,择指的是选择,或者理解为裁判,所以它的意思是,生命在竞争,大自然做裁判。

    这就说明,自然选择不是运动员,是裁判,它并不直接促成进化,先要有运动员下场,才有裁判的事情,所以,先要有竞争存在,才轮到自然选择发挥作用。

    现在的问题是,在关于进化的问题上,谁和谁在争?

    弱肉强食这个关于自然选择的流行说法,强烈地暗示竞争是发生在强者和弱者之间的,那么很容易想到,自然选择会支持强者。

    弱肉强食的强者和弱者,让人很容易想到捕食者和它们的食物,比如狼和羊的关系,但问题是,狼和羊是竞争关系吗?

    狼和羊构不成竞争关系,它们的关系很简单,就是捕食者和食物之间的关系,羊不可能通过竞争把狼干掉,没那能耐,狼也同样不可能把羊吃光淘汰掉羊,那么它们以后吃什么?

    从生态学的角度,植物、食草动物、食肉动物三者之间,是一种三角关系,这个关系的稳定,决定了生态圈的稳定。

    食草动物不能超过一定的比例,否则植物界承受不起,会导致生态圈崩溃,比如草原的沙漠化就是这种情况,通常是人为造成的,先是干掉了大部分食肉动物,破坏了生态结构,然后又过度放牧,让食草动物的总数超过草原的恢复能力。

    而与食草动物相比,食肉动物同样不能超过一定比例,不然真可能把食草动物干掉,记得我还看到过具体数字,在一个稳定的生态圈里,食肉动物和食草动物的比例大致维持在4:100左右,是按体重计算的,就是说每四吨重的食肉动物,需要一百吨食草动物来供养。

    这个稳定三角形的主动调节方是食肉动物,食肉动物通常都进化出了一种生育特性:当食物充足时,雌性动物每胎产崽数量会加大,比如每胎五六只甚至更多,食物匮乏时,每胎产崽就会减少,比如三四只甚至一两只。

    也就是说食肉动物会根据食草动物的数量调节自身种群的数量,反过来又借助自身数量调节了食草动物的数量,使得食草动物无法无限制繁衍,你生多了我捕食就容易,吃饱了我就使劲生,然后活生生把你们给吃少,如果食草动物数量过少,食肉动物又会减少自身的数量,让食草动物得以休养生息重新兴旺起来。

    食草动物的繁育没有这种规律,它们每一胎产崽数量比食肉动物少,这是因为它们无法有效保护幼崽,需要幼崽在肚子里尽可能发育成熟些,出生后只要渡过了最初脆弱的一两天,就能够跟上成年动物的速度一起逃跑。

    非洲草原上的食草动物倒是进化出另外一种繁育习性:族群中所有雌性的产崽时间高度集中,几乎就在同一天,这一天就是食肉动物的盛宴,刚生下来的幼崽太容易捕捉了,但一下子铺天盖地给你生下成千上万只,你能够吃下去多少?

    食草动物的这种习性能提高幼崽的成活概率,但没有生态调节作用,生态圈的调节器是在食肉动物那里的,当一个生态圈出现食肉动物缺失时,就会发生生态灾难,大家一起完蛋。

    所以,动物中的捕食者和被捕食者,从更大的范围去理解是一种共生关系,不存在竞争,也就不需要裁判,这里没有自然选择什么事。

    用弱肉强食去说明自然选择,我认为是跑题最远的一种说法了。

    那么同类型的物种之间呢?比如同为食草动物的羊和马,以及同为食肉动物的鬣狗和狮子之间,有没有竞争?

    有竞争,大家的食物都差不多,你吃多了我就要饿肚子,当然有竞争。

    通常情况下,这种竞争并不激烈,不同动物的生存习性多少有一些不一样,会使得它们的生存需求有错层,用生物学术语讲就是有不同的细分生存空间,比如长颈鹿能够吃到其他食草动物吃不到的高处的树叶,因此和其他动物的竞争就不激烈,彼此可以共存。

    应该也会有在竞争中一个物种干掉另一个物种的情况,比如发生在外来物种入侵的时候。

    但这并不是进化,进化要么形成新物种,要么产生新的性状,而这种竞争是已有物种间的竞争,有可能灭绝掉某些物种,但不会形成新物种和新性状,那么这也不是我们要讨论的自然选择的用武之地。

    捕食者和食物之间不构成竞争,同类物种之间的竞争不产生进化,所以在物种之间,并没有'物竞天择’所说的那种竞争。

    那么,在物种内部的个体之间呢?有没有竞争,会不会导致进化?这个是有可能的哟。

    如果一个个体身上出现了比同类更适合生存的性状,它是有可能在竞争中脱颖而出的,比如一只角马比其他角马都跑得更快,它就很难被捕食者抓住,因为有别的角马为它背锅,死贫道不如死道友嘛。

   这样的性状就能够得到自然选择的支持,这只角马可能会比同类活得更久,但要形成物种的进化,还需要两个前提:第一,这个有利性状是新冒出来的,以前没有过;第二,它的后代也具有这样的性状,因此会一代一代传下去,最终把这种性状在族群内扩散开。

    这就表明这种性状一定是基因带来的了,而且得是产生了以前没有过的新基因,也就是突变基因。

    所以,和进化有关的竞争,一定是在基因层面上的,只不过可以表现在个体之间,以个体竞争的形式体现出来。

    所谓自然选择,就应该在这里起作用了,它要在突变基因和对应的原有基因之间做裁判。

    和进化有关的竞争,不发生在捕食者和食物之间,也不发生在任何物种之间,本质上也不是发生在个体之间,而是发生在基因层面,而且不是所有的基因之间,仅仅是在突变产生的那一个新基因,和它所对应的原有基因之间,也就是发生在原版基因和错版基因之间。

    可能还需要说得更细致一些,决定某个性状的基因,在一个物种之内可能有多个,这些基因被称为等位基因,比如眼球轴线的长度,是决定有没有近视眼的重要性状之一,它有可能是单个基因决定的,在人类中存在不止一种类型,比如有眼轴长的,短的,不长不短的三种,那么这三种基因就叫做等位基因,因为它们决定的是同一个性状。

    如果突变产生了一个新基因,也是决定眼轴长度的,比如会让眼轴长度在最长和中等的两个之间,那就是第四个等位基因了,它作为一个错版,就需要和原有的三种原版基因竞争了。

    有没有这种可能性,突变产生的新基因,直接是在基因总数上增加了一个,并不对应于任何已有的基因,因此它没有等位基因,或者说只有错版没有原版?

    这种情况我并不知道有没有,不敢随便下结论,要不然某些人可能就会蔑称我是'民科’了,不过要我猜一下的话,我觉得应该有可能的,物种之间的基因总数也不一样嘛,总数的增加也应该算作基因突变。

    这种多冒出来的基因,有没有竞争者呢?是不是也要接受自然选择的裁决呢?有的,竞争者就是'没有’,携带它的个体,需要和没有这种新基因的个体去竞争,然后由自然选择来裁定这种新基因有没有资格保留。

    进化是在基因层面形成的,只有出现了基因突变,才可能带来新的生物性状,并且一代一代遗传下去,所以,突变产生的错版基因或新增基因,是进化的前提,自然选择也只能针对它来做出裁决。

    现在我们知道了物竞天择中的'竞’是怎么回事,下一步就可以来进一步讨论了:自然选择的'自然’指的是什么?它的选择依据是什么?什么样的突变会得到自然选择的支持?

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