进化过程是如何进行的(上)
↑不管是这个世界上最大的还是最小的生物,其度过的每一天都是一场生存的竞争。对于这些小蝌蚪而言,生命是以非常艰难的方式开场的,因为这个池塘已经开始干涸了。
化石显示了生物经历的进化过程,但是却不能解释进化过程是怎么发生的和为什么发生。正如查尔斯·达尔文发现的那样,这两个问题的答案可以通过仔细地观察自然世界来得出。
在19世纪中期,当查尔斯·达尔文写下《物种起源》时,他提出生物世界中存在着进化,也解释了进化发生的原因。达尔文的突破来自于其意识到,生物之间都在为了生存而竞争,而在这场竞争中,有些比另一些更善于生存和繁衍后代。因为这些“胜利者”留下了更多的后代,它们拥有的特征也就会变得更加的普遍。换句话说,它们的物种将慢慢地发生变化。
艰难前行路
一只普通的雌蛙可以产下1000个左右的蛙卵,而当这些卵孵化出来以后,残酷的生存竞争也就开始了。有些蝌蚪在孵化出来才几个小时就死亡了,因为它们遭到水生真菌的攻击,或者不能找到足够的食物。其他蝌蚪,如果被鱼类或者其他食肉动物吞食,死亡也就降临了。到了蝌蚪变成青蛙时,只有几十只能够存活下来。但是,即使对于这些幸存者来说,生存仍然不是那么简单的:一些死于饥饿,而有些因为离水太远而干旱致死。即使它们能够逃过这些厄运,也需要面临被狐狸或者鸟捕食的危险。经过3~4年后,只有少数青蛙能够最终存活下来,从而开始繁衍下一代。
那么,谁是竞争中的胜利者呢?答案很简单——那些具备生存所需条件的“最适应者”。
传承下来的变化
对于人类来说,一只普通的青蛙看上去跟另一只青蛙没什么两样。其实几乎所有生物都是这样。但是因为大部分生物都有父母双方,它们继承的便是两组基因的混合。这使得生物拥有不同的特性,在生存竞争中也有了不同的优势和弱势。有用的基因会被继续传承下去,因为这些基因的所有者作为竞争中的胜利者更有机会繁殖后代。另一方面,无用的基因被传承下去的机会很少,因为这些基因的所有者可能根本没有机会繁殖后代。
↑ 因为生存处处都存在危险,所以自然界中的生物通常都繁殖出大量的后代来应付。一株蒲公英植物可以长出30个种头。每个种头中含有的种子足以生长出100株以上新的植株。
虽然达尔文对于基因一无所知,但是他了解生物中发生的变化。他意识到这些变化是可以被继承的,有用的变化可以随着时间发展而渐渐明显和稳定下来。变化导致了适应——也就是那些帮助生物生存下来的特性。长久以来,随着这些新的适应稳定下来,物种的进化也就实现了。
自然选择
在生存竞争中,大自然偏好那些不仅能够照看好自己,而且善于繁衍后代的生物。达尔文把这个过程称为“自然选择”。自然选择是自发进行的,不受任何控制。有些自然选择留下了那些特别强壮或者速度特别快的个体。比如猞猁,正是因为其速度而被大自然选择留下来——猞猁行动迅速,可以帮助它成功捕获猎物。但是强壮和快速并不绝对给动物带来成功。很多昆虫也很成功,恰恰是因为它们体型很小——它们成功躲避外敌通常是靠静止不动,而不是快速逃跑或者飞走。
自然选择也可能同时偏好不同的繁衍后代的方法。很多物种——从橡树到青蛙——把自己所有的能量都用来繁殖最大量的后代,而不是帮助自己生存。哺乳动物则相反,它们的家族比较小,父母总是尽量给后代创造一个成功的生命开端。
新的物种
自然选择在各种生物的细微变化中不断进行着。从短期来看,这些变化很小,很难看出其带来的影响。但是随着时间的积累,它们可以带来非常巨大的变化,比如:完全改变一种生物的生活方式。
达尔文很偶然地发现了这方面一个很著名的例子。1835年,他去到加拉帕戈斯岛,发现大量不同种类的雀类,但是同时又拥有很多的相似性。此时,达尔文意识到,这些雀类都是从很久以前的同一个祖先进化而来的。
↑在一棵倒下的树的残骸旁边,一颗椰子正长出它的新叶。像所有的生物一样,椰子生存的几率取决于两个方面——从父母辈继承下来的基因和运气。
↑雌蝎把自己的后代背在身上,直至它们能够独立生长。照料整个家庭会使生活变得很辛苦,但是这样可以提高后代的存活率。