污染、生境破坏、过度开发索取资源和人类的其它愚蠢行为,正在摧毁着我们共同的赖以生存的家园。从上一个冰河时期完全结束的时候,也是人类定居生活开始时,大约是距今八千多年以前,如果没有我们的影响地球现在应该是一个正在冷却的时期。而全球变暖是现在我们众所周知的威胁,倘若地球上的冰盖消失,永久冻土层中的甲烷被释放,进入大气层,后果可能将是无法挽回的,甚至可能使地球重返类似前寒武纪的叠层岩时代。
我在与朋友谈及自然与生物等这样的问题时,常会听到“适者生存”这个词。他们认为这是进化论的核心,依照这个理论我们是食物链顶端的猎食者,理应无节制的索取。其实,适者生存(survival of the fittest)是英语的片语,是以竞争争取生存或优势之概念的总结。此概念由赫伯特·斯宾塞在1864年于其著作《生物原理》(Principles of Biology) 提出。斯氏借此将他的经济学思想与达尔文的演化理论相较,而达尔文就把适者生存之概念称为自然选择。此片语乃一种隐喻,充满了铜臭气息,并非科学描述;生物学家一般不用此片语,而只是称之为自然选择。适者生存,这种错误的理解概念在十九世纪影响深远,现在在中国依然很具影响力,但其实很多国人并不知道其所以然。
那什么是自然选择呢?一般来说自然选择有三种形式。定向选择,克里特岛的矮象骨架就是这种选择的结果。岛屿侏儒症,是一种生物现象,因资源所限被困在岛上的大型动物会因资源所限而矮化。相反,小型动物会因为缺少天敌而变大,如斐济的千足虫。一头现在大象大小的象要变成最大的狗大丹狗那么大,只需要大概需要十万年。极乐鸟性选择的结果同样是定向选择,典型例子还有孔雀鱼等,这一过程就是定向选择的过程。歧化选择,一个物种演变成不同的物种,以及两性的产生都是这种选择的结果,它会淘汰典型常见的个体,这个过程相对来说较短,这也是过渡物种化石很少的原因。稳定选择,会淘汰歧化的个体以维持种群的稳定,矛尾鱼、石松等活化石的长期不变就是稳定选择的结果。
稳定选择,会淘汰歧化的个体;
歧化选择,分裂选择会淘汰稳定的个体;
定向选择,可能会演变得更特化。
特化的生物可能更有利于使它们不会被淘汰,如大食蚁兽。特化亦有可能使它们更易被淘汰,如几维鸟、鸮鹦鹉那样不会飞的鸟。其实,任何种群、任何物种、任何个体都有被淘汰的可能性,那么谁是适者呢?
长颈鹿的脖子在打斗和取食中可能更有利,喝水时就不利。人类的镰状红细胞贫血病,使得其病人死亡率很高,因为其红细胞不能携带氧气。但这样的血色素基因突变,却能预防疟疾,血色素基因指导红细胞受体蛋白质的合成,它产生的蛋白质和疟原虫表面的蛋白质结合,两者相互作用,使疟原虫更容易侵入红细胞。但是,如果该基因发生突变,疟原虫和红细胞的结合就不再那么紧密了,疟原虫也就不可能轻而易举地攻入红细胞内了。疟疾在巴布亚新几内亚沿海地区相当普遍,同时,该国46%的人口表现出上述的基因突变,专家们推测这是自然选择的结果。利与弊,这就是权衡与妥协的结果。
生物多样性,无论从基因、物种、种群来看,都有利于免于被全部淘汰。有袋类动物在刚瓦纳大陆有资源和生态位的条件下就演化出了袋鼠、袋狼、树袋熊等等多种有袋类动物,这被称之为生物辐射或叫适应辐射现象。适应辐射,开辟新的生态位以减少竞争。适应辐射现象同样发生在软体动物、节肢动物、鸟类、哺乳动物等生物上。每次大灭绝后,都会发生适应辐射现象。
大食蚁兽、马来熊等动物因为其食性而特化,但蚂蚁很多,它们便不会因为这样的特化而灭亡。猎豹,也很特化,有着惊人的速度,基本只能以瞪羚等动物为食,还时常遭遇鬣狗、狮子的抢劫。但猎豹面临的严重问题,不是特化,而是基因瓶颈。所有猎豹的皮肤都是可以相互移植的,这是由它的免疫系统缺陷造成的。这种瓶颈效应是一万两千年前上一个冰河期时只有少数猎豹幸存造成的,而猛犸象等动物在那时灭绝。北美野牛、麋鹿、北象海豹等都由于人类的猎杀而经历过这样的瓶颈效应。新西兰南岛曾经生活着一种巨大的不会飞的鸟,恐鸟,它们在人类到达后而灭绝。恐鸟的灭绝,也使得与其为食的地球历史上最大的鹰,哈斯特鹰随之灭绝。灭绝与否,有时是猎物决定的。马达加斯加的达尔文兰花和达尔文蛾,因共生而高度特化,其中任意一个物种灭绝都会使与其相关的物种灭绝,然后在波及到其它相关生物。灭绝可能由各种原因或意外造成。