进化论也在进化(三)

浅草

非洲象现在已经分成两个物种

牛津大学自然历史博物馆昆虫标本集。生物学家从未就物种的分类达成普遍共识。

5、物种的严格界线并不存在

在历史的大部分时间里，我们对一个物种的定义几乎没什么困难。有一个普遍的假设，即有限数量的物种自创世以来一直没有改变，物种与物种之间界线分明——这是狗，那是鸡，一目了然。不过，这种看法在进化论提出后，受到致命的打击。相反，进化论告诉我们，地球上所有生命，大到蓝鲸，小到细菌，都有着共同的祖先;所有物种在历史上都有渊源关系;相邻物种之间，都有过渡类型（有些过渡类型的物种已灭绝，需要到化石中找）。这样一来，物种之间的界线就开始模糊了。

人们给物种命名，最初是为了区分和识别不同的生物，但自进化论提出后，又多了一个目的，即从进化的角度解釋各物种是如何产生的。譬如，1892年，古生物学家在2.6亿年前的岩石中发现一块动物化石，它有着异常宽阔和强烈弯曲的肋骨，看起来像胖蜥蜴，所以它最初被命名为某种已灭绝的蜥蜴;但随着研究的深入，人们发现它其实是一种最早的龟类，所以现在被更名为“正南龟”。因为后一命名更能反映它跟现代龟类的渊源关系。

但物种的这两个目标——既要区分，又要反映进化——几乎鱼和熊掌不能兼得。几十年来，人们想出了几十种定义物种的方法，一些方法很容易将生物进行分类——譬如根据它们的外表——却很少告诉我们它们的进化历史;另一些方法虽然触及了进化这一核心，但在实践中又很难被用于区分物种。

有没有更好的办法呢？原则上，基因测序可以揭示不同生物在遗传上的差异以及在生命树上分化的时间，但没想到基因测序反而让问题变得更糟。因为它揭示出，在生命树上近亲“物种”之间的杂交普遍存在。例如，我们自己就是一个杂交物种，是智人与尼安德特人、丹尼索瓦人等远古人类杂交的后代。虽然一般都说，智人是我们的祖先，但既然我们身上有尼安德特人或丹尼索瓦人的基因，为何后两者不能算我们的祖先呢？这个问题或许还比较容易回答。你可以说，尼安德特人或丹尼索瓦人的基因毕竟在我们身上所占比例非常小。但假如在一个物种身上，几种近亲基因所占比例不相上下呢？

所以，传统上，物种是一个个界线分明的“孤岛”;但进化论和遗传学揭示出来的事实是，在这一个个“孤岛”之间，存在着大量难以明确归类的模糊地带;相邻的“岛”之间，严格说来，界线并不存在。

此外，虽然研究基因更容易发现新物种，但这也导致了分类学上的混乱。例如，对非洲象的基因分析，如今导致它被分为“热带草原非洲象”和“热带森林非洲象”两个物种;单一的“非洲象”这个物种概念，已被取消。未来，会不会有更多传统的物种概念被删除呢？

为了避免混乱，一些生物学家提议尽早建立世界上第一个统一的物种名录。有了名录，尽管“物种”本身仍将是一个模糊的概念，但至少让我们对其定义达成一致。

6、先适应，后变异

1880年，德国遗传学家奥古斯特·魏斯曼开始剪老鼠尾巴，他坚持剪了25代老鼠的尾巴（有个笑话，说后来老鼠一听魏斯曼的名字就发抖）。他不是虐待狂。他只是想看看，被剪过尾巴的老鼠生下的后代，尾巴是否也会缩短。

根据达尔文的进化论，生物要想适应新环境，基因必须先突变，然后保留下最适合环境的突变基因。即变异在先，适应在后。但早在1807年，法国生物学家拉马克就提出另一种观点：生物体是先适应环境，然后变异再通过遗传保留下来。即适应在先，变异在后。例如长颈鹿的长颈，是由于一代代的鹿为了吃高枝上的树叶而一次次拉长脖子，再把长脖子的特征一代代遗传下去的结果。拉马克的观点一度是进化的主流，但自达尔文的进化论出现后，就沦为非主流了。

不出所料，魏斯曼的实验失败了：那些被剪了尾巴的老鼠的后代都有正常的尾巴，一只老鼠被剪了尾巴，不能把短尾的特征遗传给下一代。这再次证明了拉马克学说的错误。

但今天，有证据表明，拉马克的观点在某种程度上也是有道理的。

拿墨西哥斑蟾蜍来说。它的新孵化的蝌蚪通常以藻类和细菌为食，体型较小。然而，如果蝌蚪们发现自己所在的池塘有仙女虾，它们就会发育出更大的颌骨，以便利用更有营养的食物，使自己长得更大。科学家发现，颌骨的变大是通过调控14个基因来实现的;这么说，适应改变了这些基因的表达。

其他生物还可以通过表观遗传标记来实现类似的结果，这些标记可以打开或关闭基因。比如，原本生活在淡水中的美国牡蛎，由于表观基因标记的改变，可以让它在低盐度的海水中存活。

你注意到了没有，这些适应已影响到了基因表达，与那些不触及基因的适应不同（譬如，鹿为吃高枝上的叶子而拉长脖子的适应，对其基因表达就毫无影响）。不过呢，它跟基因突变所产生的适应也不相同。它改变的只是基因的表达，并没有改变基因本身。总之，这是一种介于两者之间的适应。

尤有甚者，某些改变了的基因表达还可遗传。前面提到过的表观遗传就是一个例子：祖辈把在战争年代，身体为适应饥饿而产生的表观基因标记，传给了生活在富足年代的子孙。

即使新的适应性不能遗传，也能为基因突变赢得宝贵的时间。因为我们知道，发生突变是需要时间的，但突如其来的环境变化却不允许你从容等待。在这种情况下，先采取应急措施，保住小命，等躲过了一劫，再慢慢地等基因突变的发生，这不失为一项高明的策略。

这些情况都属于先适应，后变异。

我们目前还不知道，这种进化策略在生物界有多普遍。一项研究发现，如果把多鳍鱼——一种在岸上可呼吸空气的鱼——放到陆地上，它们立刻就会用鳍“走路”，而行走是陆生动物觅食和逃生不可或缺的一项技能。这也是“先适应”的例子。这暗示着“先适应，后变异”可能是地球生命发展过程中某些关键性转变（如陆生动物的进化）的基础。（未完待续）

墨西哥斑蟾蜍在蝌蚪期可以根据环境的需要改变体型