APP下载

如果生命历史重头再来,我们还是我们吗?

2018-03-26郜冰蕙

生物进化 2018年1期
关键词:生物进化学说起源

郜冰蕙

“物竞天择,适者生存”,不得不说,在漫长的生物进化过程中,在千千万万的进化分支里,我们人类是最幸运的物种。我们幸运到可以获得高级智能,幸运到可以跳出食物链来纵观这个复杂的世界,甚至幸运到有机会操纵人类自己未来的进化方向……我们,何其有幸。但是如果把生命的从无到有,从出现到繁荣的过程再走一遭,几十亿年之后最终有幸站在我们现在所处的位置上的物种,还会是我们人类吗?又或者,我们人类这一进化分支根本就不会出现呢?人类的出现在生物进化史中是必然的吗?对于这一切问题,在笔者看来,任何现存的物种都是偶然,幸运的偶然。如果现有的生命全部被推翻重来,我们不会再是我们,现在不会再是未来。在“重头再来”的世界里,一定会与现在截然不同。

1.从生命起源说起

生命起源的研究必须建立在真实的实验证据之上,假说的提出必须以实验为依据,即便生命的出现是一件奇迹般的事,在生命起源的研究中也容不得半点狂想。我们暂且不提“泛生论”等假说,接下来将基于大部分科学家认同的“地球生命起源于地球”之观点,讨论生命的起源。

1.1 非生物条件

对于一般的化学反应而言,绝大多数合成反应更倾向于在有机溶剂中进行,但是生物体中的化学反应过程,即代谢,却是在基质等水环境中完成的。因此,水的存在成为我们人类探索其他星球上是否可能存在生命的一项重要指标。一些其他化学元素的存在则为形成生命提供了潜在的可能。当由这些化学元素排列出的生物分子能够稳定存在,能够自我复制,并且能够以指数形式实现数量巨幅增长的时候,便满足了产生生命的必要条件,从此生命就可以开始诞生了。

1.2 碳基生命

地球上的生命由或多或少的细胞组成(除病毒),而维持每个细胞生长代谢以及遗传的各种生物大分子,都同样拥有碳原子构成的骨架,碳原子是这些分子形成的基础,因此我们将这种生命存在的形式称为碳基生命,将这种生物称为碳基生物。地球上所有已知生物都是碳基生物。所以由此看来,碳原子似乎就是大自然的唯一选择。然而早在1891年,硅基生命的概念就被波茨坦大学的天体物理学家儒略·申纳(JuliusSheiner)提出,他撰写的一篇文章详细探讨了以硅为骨架构成生命体的可能性。他这个大胆的想法后得到英国化学家詹姆斯·爱默生·雷诺兹(Ja mesEmerson Reynolds)的支持。1893年,雷诺兹在英国科学促进协会的演讲中表明,由于硅化合物在热环境中十分稳定,因此硅基生命可以毫不费力地在高温下生存。数十年后,英国遗传学家约翰·波顿·桑德森·霍尔丹 (John Burdon Sa nderson Ha lda ne)提出,半融化状态硅酸盐的生命可能存在于行星的近核心处。然而,不得不说的是,硅基生命存在着各种各样的遗传和代谢缺陷,并且迄今为止的宇宙探索中,当各国已在不少地外天体上发现了高级碳化合物甚至氨基酸的时候,依旧没有哪个国家宣称在浩瀚的宇宙中发现了哪怕是硅烷这种简单的以硅为基础的小分子。所以由此看来,如果重演生命起源,至少在生命形成的最初阶段,原始生命们除了踏上“前人”走过的路以外,别无选择。换句话说,如果再进行一次生命起源,我们地球上出现的生命形式依旧会是碳基生命。

2.生物进化

在“生物是如何进化的”这个问题上,科学界先后经历了拉马克的用进废退学说、达尔文的自然选择学说、加入了基因观点的新达尔文主义、研究对象从个体转移到种群的现代达尔文主义,直到20世纪六七十年代被提出的分子进化的中性学说。每一个新的学说都是前一个学说的发展与完善,生物进化的方式是如此的精巧与复杂,谁也没法肯定我们是否终于了解到了完整的真相,但我们一定正在一步一步走向真相。如果回看我们现在所属的生物界所经历过的生物进化路程,这条路也许是历史最好的选择,却不一定是唯一的选择。

2.1 自然选择

从生物的进化学说的提出到发展至今,任何进化的观点都离不开“自然”的作用。如果没有变化的自然,资源的限制,生命也许不会出现进化。而正是因为自然界的资源是有限的,自然界的大环境是变化的,经历了残酷的优胜劣汰,被留下的生物都是最幸运的。原始的生命们想尽各种方法为了在这个残酷的世界里存活下来,有的选择了自养,有的选择了异养,有的选择了光合作用,有的选择了化能合成……最终形成了我们现在的植物界、动物界,以及微生物界。不是生命自己在进化,而是自然环境鞭打着它们艰难向前。

2.2 分子进化的中性学说

在中性学说与达尔文的进化论的关系上,基于不同角度的科学家会有不同的见解。一部分人认为,中性学说是对达尔文进化论的挑战,因为进化论并不能解释生物在分子水平上的进化方式。中性学说提出了进化的推动力是中性突变和随机样本漂移,而不是基于进化论的任何学说所强调的自然选择。而另一部分人认为,中性学说并不能对达尔文的进化论造成冲击,反而是中性学说进一步加强和完善了进化论的内涵,因为突变能够在任何时候向任意方向自发发生,而最终能够对物种进化方向起决定性作用的,依然是自然环境。在这两种观点中,笔者更同意后者,笔者认为自然环境对生物进化方向的巨大影响是不可否认的,即便中性突变是进化的原动力,如果没有环境的变化,一切向着其他方向的随机突变都将是有害的,因为环境的选择终将淘汰它们。

2.3 环境对进化方向的影响

既然环境对生物进化方向的影响如此之大,那么是不是可以认为,如果给予完全相同的环境,让生命从头演化,我们是不是就可以得到和如今完全一样的进化树呢?环境限制下的生物进化方向,是不是和前文提到的生命起源一样几乎别无选择呢?有人说生命起源这一事件发生的几率就像让一只猴子在打字机上乱跳,并且最终能够完整敲出大英图书馆的全部馆藏书籍内容的概率一样;而在笔者看来,进行两次生物进化并得到完全一样的进化树的概率,与让这只可爱的猴子乱跳且打出大英图书馆藏书内容两遍的可能性相仿,甚至更低。恐龙与我们的差别就是最好的例子。物种的大灭绝给了地球生命重新演化的机会,相较与从头开始的起源,灭绝后的世界有更好的前期基础,所以两次进化的原始环境并不是完全相同的,但是我们依然可以借此想象,两次原始自然条件完全相同的进化过程有多大的可能完全一样。由现有的进化研究和理论看来,环境决定进化方向,而基因突变是进化的原材料,又由于基因突变的不定向性,即使有非常大的种群数量基础,两遍的突变也不可能完全相同,而这一点小小的不一样,必然会将两次演化拉开巨大的差距。因为能够被环境选择的生物也许是最优,但不一定是唯一,当没有理论上的最优出现时,补位的次优,即变成了“最优”,而补位的次优,一定不是唯一的。除此之外,环境不仅仅包括风雨雷电等自然环境,还包括生物圈食物链等生物环境,自然环境和生物环境又会相互作用和影响,而在这种强有力的相互作用下,前文提到的那“一点点的不同”必定会将两次演化拉向不同的方向,使进化结果截然不同。

2.4 智慧生物对进化方向的影响

当进化历程中出现高级智慧生物的时候,进化方向又会发生巨变。因为智慧生物能够影响自然条件下的进化方向。英国工业革命前后白桦尺蛾与黑桦尺蛾种群数量的巨大改变,便是人为影响生物进化方向的最佳佐证。而我们人类,就是我们所处的时代中的高级智慧生物。高级智慧生物就犹如一股飓风,吹得我们巨大却精致的进化树剧烈地摇晃,不断地落叶。我们人类,不仅已经用各种基因手段改造其他物种的基因现状,甚至计划着也许在不久的将来动手改变自己种族的未来。再纵观历史,由于我们人类的各种行为而导致其灭绝的物种恐怕不在少数。高级智慧是生物界最大的不幸,因为它们妄图掌控世界;高级智慧生物又是生物界最大的幸运,因为如果没有它们,生命的全部意义也许就只有“喂饱下一级消费者的肚子”而已吧。

3.结语

综上所述,我们人类的出现并不是历史的必然,而是最最幸运的偶然。“重头再来”的世界里也许并不会有我们人类的一席之地,也许甚至难寻灵长类的踪影。最后进化为高级智慧生物的,也许是占据全球百分之七十以上表面积的海洋里的水生生物,也许就是一条海豚。所以现如今的我们是大自然的宠儿,能够站在今天的位置创造文明,我们何其有幸。我们不应该抱着舍我其谁的态度俯视世间苍生,妄想着能操控一切;而是应该怀着一颗谦卑和感恩的心,热爱并用尽全力去保护造就了我们的自然,继续保持着我们最初的好奇心,秉持严谨的态度继续探索生命、地球乃至全宇宙的奥秘。

猜你喜欢

生物进化学说起源
关于巴甫洛夫条件反射学说的新思考
胰在脏象学说中的归属
圣诞节的起源
爱眼有道系列之三十一 “色眼”与“五轮学说”
奥运会的起源
清明节的起源
万物起源
浅谈影响生物进化的因素
生物进化知识点引发的思考
基于历史的生物科学史教学