【不知道为什么发在这毕竟大家可能都懂】讲讲对达尔文演化论常见的认知误区
Asclepias_curassavica2023/12/13原创 生物学 IP:广东

前几天回帖的时候说很想写篇文章聊聊比较普遍的几个对演化论理解的误区,这就来了。

我知道跟很多论坛大佬比起来我写的只能说是非常幼稚,必须首先叠甲:第一,我本质文科生,几乎所有的相关知识都是科普书里看来的,比不上坛里读到生物学博士的巨佬;第二,写作这篇文章的时候受限于时间只动用了大脑里的储备知识,没怎么去爬参考文献,有些论点没能写出足够的论据支持;第三,我所指出的三个“误区”只是在平时与人交流的过程中经常遇到的,可能对于大多数坛友来说这些论点根本不需要专门撰文说明,换言之就是这篇文章存在的价值可能也就比废纸高一点点,优点在于没有真的浪费纸。

所以我很欢迎大家都来挑刺,指出我讲得不对或者片面的地方,或者提出哪些论点需要更多来源补充。我会尽力抽出时间去查文献补充论据的。

以下正文。


近来一些网友对某些“科幻小说”的盛赞让我深感大众对生物演化误解之深,但光是在脑内吐槽反驳总感觉略显傲慢,想来想去还是写成文章仔细梳理一遍,显得我这边比较有道理一点(但其实是没有的)。

以及事先说好,之所以本篇中只说演化而不说进化,是因为演化方向并不是单行道,其方向随时根据环境变化而变化,因此没有办法认为evolution永远都在“前进”。


误区一:生物的演化是可自主控制方向的。

首先需要明确一个事实,生物演化的单位是种群而非个体,在不考虑表观遗传的前提下,你这个个体是否适应环境在你受精的那一刻就已经决定了(某些外在条件决定发育状况的生物论外)。自然选择的本质其实是在一大堆携带不同突变有着不同性状的生物中挑挑拣拣,最后最适应自然条件的个体活下来并且繁衍后代,不那么适应的就直接死翘翘。并不是说你努力去找食物,努力打跑竞争者,努力从捕食者口下逃离,努力求偶生下后代,就可以认为你“演化得适应环境”了,游戏规则不是这样的。
其次上文也说过了,环境会怎么变谁也无法预料,可能你是最能适应环境的父母生出来的,但环境一突变,比如曼彻斯特开了一工厂,喷出的煤烟把当地的白桦林突然染黑了,生活在其中的桦尺蠖原先白色的保护色失去了功效,于是白色的个体很不幸地被自然选择淘汰了,而且完全不知道怎么回事。
有时候人类也会担当起筛选者的角色。农民时常抱怨农田里的杂草长得越来越像作物幼苗,种子也长得越来越像谷粒,其原因正是早期农业中的手动除草。一些禾本科杂草有时候会发生突变,长出来的草看起来跟苗很像,于是在农民根据外观除草的时候,这些杂草就会逃过他们筛选的眼睛保留下来,并且结出籽粒。另一些突变会使这些杂草结出的籽粒看起来也像是谷粒,这种时候草籽甚至会被农民当成谷子种到地里,以这种方式登堂入室,享受和谷物一样的待遇——被种植在肥沃的土地里,定期灌溉,精心培育。实际上不少被驯化的粮食作物一开始就是杂草,也算是一种无心插柳柳成荫。
但是需要注意,这些杂草并不是“看到禾苗会被人类好好种植我就努力长得像禾苗”。只是可能几千几万颗草籽中有一颗草籽长出来的苗因为突变长成了秧苗的样子,所以被人类的筛选机制选中,成为活下来的那一个。其他不长它那样的草都被人类连根拔起了,(至少在人类的农田里)没有了开花结籽的机会。这场演化的结果,最后掌握在了人类的手中。

此处的结论是:生物演化完全跟着环境条件的指挥棒走,并且个体是无法掌控自己在自然选择中的命运的,对于影响演化的结果更加是无能为力,可谓一种彻底的“我命由天不由我”。


误区二:演化的最终结果是最大最强最完美的物种。

这是我无论走到哪里都能见到的天大的误解,想要解释却连从哪里开始都不知道。 以下论证的思路分两步:第一步,为什么“最大最强最完美的生物”并非“最适应环境的生物”;第二步,演化过程筛选出的生物究竟是什么样。
先从第一步开始。首先“适者生存”并不代表“优者生存”更不代表“强者生存”,是否适应环境与是否“强大”,是否“能战胜对手”,是否“设计精巧功能多样”都没有任何决定性的关系。现实是,只要活下来并且把基因传下去就算赢,不管你是多么残破的一堆代码,能跑起来就行;不管你设计可能多精美,当下版本没有你的位置,以后可能就再也不会有了——因为当下版本没有给你传下基因的机会,没有了后代也就永远没有了可能性。
而且还有一点,一般普遍认为的“食物链顶端”“生物圈王者”,都是相对而言数量较少,并且繁殖率也较低的(因为逻辑和原理上讲它们需要整个生物圈来供养,生物圈供养能力的上限决定了它们种群数量的上限)。当生物圈遭遇环境突变而被摧毁时,首当其冲的就是这些所谓的“王者”。究其原因,乃是因为它们的生存容错率相当的低(生物链一环断裂可能就会让顶层掠食者大受打击),并且生育率的相对低下也意味着它们的基因库通常没有那么多样化,在面对突然改变的条件时,已经高度适应原有环境条件的基因库中,很难找出足够的“能够立刻适应全新条件”的突变。这里还涉及到一个比较重要的点:生物种群的存续需要一定数量的可繁育个体,在此前提下,就算某个高等生物种群遭到天灾毁灭时,恰巧有那么几个很能适应新环境条件的个体活了下来,就这么几个个体也没办法以很快的速率繁殖出很大的种群,更不要说在基因多样性极为有限的条件下,频繁的近亲繁殖导致的后代疾病频发和种群脆弱。如果是一生生一窝一年好多窝的小型动物,兴许还能以较快的遗传变异速率和种群增长速率抵抗这种脆弱性,大型动物一旦落到这步田地就只有宣告灭亡的份了。
至于“演化的最终结果究竟是什么”这一问题,可以举一个鸟类的例子。一项对于鸟类的研究表明,所有鸟类大体上可以分为两类,一类“哪里都能住,什么都吃,对新生事物抱有欢迎态度”,另一类“生境单一,食物来源单一,较为抗拒和警惕外来变化”。研究中提到,穿梭在各种不同环境中的鸟类更倾向于拥有较强的适应性,而生存环境比较单一的鸟类更倾向于采取保守态度。其实这两者原本并无优劣之分,都只是不同种类的鸟在不同外界环境中经历一代代自然选择形成的生存策略,但在人类活动越来越多地改变自然环境,很多鸟类被迫与人类共存的现状之下,前者比后者更加适应环境,更容易存活。它们都只是跟着各自环境的指挥棒在走(正如上文中所说的一样),但人类的强势介入开始导致固守生境,“消极自闭”的物种逐渐失去了在原先家园中的优势。

此处的结论是,演化的最终结果有两个方向:一者是“专门针对当下环境条件高度特化的个体”,二者是“不挑环境条件无论如何都能活下来的个体”。前者如高山动植物和极地动植物还有海底古菌和蠕虫,后者如遍布全球的老鼠苍蝇蟑螂。但是前者与后者的区别在于,前者一旦遇到栖息地环境改变,就非常容易“快进到绝种”。至于人类最为崇拜的老虎狮子鲸类这些食物链顶端的掠食者,所谓的“大自然中最强的王者”,其实并非演化的必然结果,甚至有时候比起食物链底端的其他物种更为脆弱。


误区三:环境压力越大,越能演化出强大的物种。

这个误区要分两个方面讲:第一个方面是,环境压力和物种演化并非一个线性关系,过度的环境压力只会导致大灭绝;第二个方面是,在强大环境压力之下存活下来的物种,在正常条件下生存能力可能比它们死去的同族要
要讲明白这两点,首先我们需要知道对环境压力的抗性是怎么来的。 我们以超级耐药细菌为例。抗生素的作用原理是干扰细菌的生命活动进程,比如破坏细菌细胞壁、阻碍细菌呼吸作用、抑制细菌蛋白质形成或DNA合成,等等等等不一而足。那么细菌如何抵抗抗生素对自身的破坏呢?一些细菌经过变异得以绕开受抗生素影响的生命活动必经之路,通过其他途径进行呼吸/生成细胞壁/合成蛋白质,从而规避抗生素的影响,例如至今本版还能看到的一则学术报告里提及的,生成细胞壁的某种蛋白会被青霉素结合然后导致细胞壁解体,于是一些蛋白结构发生变化导致青霉素无法结合的细菌就有了生存优势;另一些细菌在变异之后,在打了折扣的条件下也可以存续,于是其他细菌受到抗生素影响后被抑制生命活动而死亡,它们还能存活。 
其实还有一个比较经典的案例是人类镰刀型细胞贫血症,虽然有这种病的人类红细胞载氧能力下降,并且镰刀状红细胞难以通过一些毛细血管,导致器官供血不足以及一些疼痛;但在疟疾疫区,镰刀状红细胞感染疟原虫后会提前破裂,导致疟原虫无法在其中发育,以及疟原虫难以消化镰刀型红细胞中的血红素,以上种种导致疟疾疫区的镰刀型细胞贫血症患者反而更能从疟疾中生存下来。
但是有两点,第一点,如果环境进一步恶化,资源进一步减少甚至趋近于无,或者环境条件逐渐极端到大多数生物难以适应,这种时候生物就会大量死亡,大灭绝就还是会发生。第二点,很多时候在环境较好的情况下,这些耐药菌反而难以竞争过普通细菌,原因大概有二:一者是某些耐药菌为了耐药付出的代价是某些代谢途径或生命活动天然缺失,在没有抗生素胁迫的正常条件下难以竞争过生命活动正常进行的其他菌株;二者是很多细菌会产生抑制其他细菌生长的产物,耐药菌在它们大量生长的条件下会被抑制——这也就是为什么正常条件下肠道菌群会抑制致病菌,反而当服用抗生素的时候会让致病菌有可乘之机。

所以过大的环境压力筛选出的与其说是强大的物种,毋宁说是能忍的物种。但忍耐终究是有限度的,当环境条件跌破大多数生物忍耐的底线,迎来的必然是物种大灭绝。


其实本来写作的初衷只是为了吐槽一些令我智熄的“对进化论的理解”,但写作过程中好像发现自己的理解也有点儿千疮百孔。所以学文慎读科普,伊卡洛斯的蜡翅膀真的经不住太阳的炙烤……

来自:生物医药 / 生物学
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~~空空如也
铅球脑袋
2个月5天前 修改于 2个月5天前 IP:辽宁
927735

那些是纳粹和苏联喜欢的进化论。

 纳粹划分民族基因等级,消灭人类多样性,屠杀外围民族。

苏联李森科搞“春化育种”“获得性遗传”,认为只有靠“艰苦锻炼”才能改善遗传。锻炼(肉体消灭)基因学派。


在中国没有上升到完整理论层面,只搞血统论,中央文革小组认为“老子英雄儿接班,老子反动儿背叛.”(“把权交给我们的子女,他们至少不会掘我们的祖坟 ”,闹事者影响三代)

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