|
|
科学家兼科普作家斯蒂芬·杰伊·古尔德（Stephen Jay Gould）有一句名言：假如你“重播生命的录像带”，让一切重来一遍，那么最终的结果将是非常不同的。换句话说，他认为进化并不是预先确定的；相反，进化取决于外界和客观环境。
在小的时候，乔纳森·洛索斯（Jonathan Losos）受到了这种观点的影响。但在长大成为一名进化生物学家之后，他自己的研究成果似乎反驳了进化完全出于偶然的说法。在《不可能的命运：天意、机会和进化的未来》（Improbable Destinies: Fate, Chance, and the Future of Evolution）一书中，洛索斯决定探讨这样一个问题，即生物进化的命运在多大程度上是预先确定的，或者它是否是特定环境下的奇异结果。
近日，科技媒体网站The Verge采访了洛索斯，他谈到了存在竞争关系的进化理论，进化的实验研究，以及这一切对外星人意味着什么。
以下是访谈实录，内容有删减：
是什么促使你想要写这本书？跟我说说你自己的研究工作是如何为这项决定提供支持的。
洛索斯：我是一名进化生物学家，我的整个学术生涯都是在研究进化，尤其是蜥蜴的进化。
事实证明，蜥蜴是研究进化理论的一个绝佳物种：它们已经存在了很长时间，它们多种多样，而且人们已经以多种不同的方式对它们进行了研究。我研究的那一种蜥蜴是分布在加勒比海岛屿上的安乐蜥（anoles），它们呈现出一种十分不寻常的模式。这些蜥蜴在四个大型岛屿上独立进化，却出现了或多或少相同的性状，这是一种极其不寻常的现象。
乔纳森·洛索斯
古尔德非常有说服力，他是一位杰出的作家。但在某些方面，我研究的蜥蜴就像是进化历史的重演。我们没法回到过去，但通过研究不同岛屿上的蜥蜴，我们看到的东西似乎与古尔德所说的正相反。我过去差不多是站在古尔德那一边，我把自己的研究成果看成是证明这一规则的罕见例外情况。我不得不说，这引起了一些内在冲突，因为其他人开始把我的成果引用为反对古尔德观点的证据，这让我出现了一些认知失调。
在我们讨论谁对谁错之前，你能否谈一谈那些为古尔德观点提供支持的研究？
洛索斯：在支持古尔德观点的研究中，我最喜欢的例子是扁喙的鸭嘴兽。很多人会拿扁喙的鸭嘴兽来打趣，说它们是身体零部件的可笑大杂烩，而且这种动物只存在于澳大利亚的部分地区，其他地方则见不到。然而，事实上，鸭嘴兽非常不可思议地适应了自己的生活！它们的喙能够检测水中的电流，因此它们可以侦知小龙虾的运动，因为这些运动会产生细微的电流。
所以，鸭嘴兽非常好地适应了澳大利亚东部的溪流，但它们占据的这种栖息地在世界各地都有，北美洲有，我的家乡圣路易斯也有。如果进化是可以预测的，如果暴露于特定环境应该一次又一次地产生相同的适应性，那么我们应该在世界各个地区都能看到扁喙的鸭嘴兽。这是我最喜欢的例子，世界上有很多的动物都适应了自己的生活方式，但它们却没有出现在其他地方。所以，我认为这支持了古尔德的观点，即历史的巧合以这样或那样的方式引领着进化。
不过，反面的证据又是怎样的呢？
洛索斯：另一方面，也有很多例子表明，亲缘关系很远的物种进化出了相同的适应性，这似乎支持了自然选择一次又一次青睐于相同结果的观点。如果我们考察一下世界上游速最快的海洋捕食者——比如说，我们比较一下鲨鱼和海豚——就会发现它们的外形看起来非常相似。在水中快速移动存在一种最佳方式，那涉及拥有一个流线型的身体，并让推进力从身体后端发出。这就是为什么海豚、鲨鱼和一些海洋爬行动物进化出了非常相似的外形。毫无疑问，在某些例子中，自然选择的作用是如此强大以及如此青睐于同一种结果，以至于不同的动物会进化出相同的性状。
你的书中最有趣的部分之一是，你对用于研究这个问题的实验生物学方法进行了讨论，你能跟我们具体说说吗？
洛索斯：实验生物学是一个激动人心的领域，人们在实验室中利用快速演变的生物体进行实验，从而实时研究进化。
有一项奇妙的研究始于30年前，来自密歇根州立大学（MSU）的科学家里奇·兰斯基（Rich Lenski）把大肠杆菌放入皮氏培养皿，并把它们置于一种不太适宜的环境当中。他设置了12个培养皿，其中装的都是相同大肠杆菌的克隆体。然后，他让这些大肠杆菌独立进化。这个实验已经持续了30年，培养的大肠杆菌达到了7万代，这让我们得以验证一个想法，即相同环境下的种群是否会进化出相同的适应性。
实验结果引人入胜，它们表明在大多数情况下，这些种群的确进化出了相同的适应性。大肠杆菌变得更擅于摄入食物，观察它们是如何做到的，你会发现它们采用了相同的方法，各个实例之间存在很多的重复性。
然而，实验结果同样表明，这些大肠杆菌偶尔也会做一些非常不同的事情。在兰斯基的大肠杆菌实验中，有一个种群进化出了一种完全不同的适应性，其密度10倍于其他任何一个种群。因此，这清楚地表明，尽管在相同的环境下进化常常以相同的方式进行，但偶尔也会出现非常不同的情况。
在做这些实验时，科学家选取的最大或最复杂的生物是什么？
洛索斯：最大的生物体大概是果蝇，但我要说的是，这项工作另一个让人感到兴奋的地方在于，它不仅仅是在实验室中进行。现在，研究人员还在大自然中采用相同的实验方法。我们过去曾认为，进化发生得太慢，无法在现实世界中进行实验，但我们现在知道情况并非如此。当自然选择的作用非常强大时，进化可以非常迅速地发生。研究人员刚刚在内布拉斯加州利用老鼠完成了一项非常好的研究，他们把老鼠放到了不同颜色的土壤上，以观察它们是否会进化出匹配土壤的颜色，结果老鼠真的进化出来了。
为什么生物有时候会进化成相似或不同的样子，我们对此有深入了解吗？我们已经知道其中的“规则”了吗？
洛索斯：现在说知道还为时过早，但有一种普遍性似乎正在显现出来，而且它在情理之中，即亲缘关系较近的物种往往会以相同的方式进化。与此同时，如果你把亲缘关系很远的物种置于相同的环境，它们往往会进化出不同的适应性。
这是有道理的，因为亲缘关系较近的物种通常拥有相同的基因变体，它们会进化出更相似的适应性。如果你考察那些亲缘关系很近的物种，比如大肠杆菌的不同种群或是同一种老鼠，就会发现它们常常拥有相同的适应性。亲缘关系较远的物种拥有非常不同的基因，它们的生活方式往往也大相径庭，这使得它们更易于进化出不同的适应性。
在书的最后一部分，你讲了一些关于外星人的事情，我想问一问这个，这对于我们设想外星人的方式意味着什么？
洛索斯：科幻电影和小说描述了大量外星人，以及它们看上去会有多像我们。当然，如果你相信好莱坞，就会发现外星智能生命被描述为跟人类非常相似：直立行走，脑袋很大，可能有两个手臂，基本上就是人形生物。我觉得这不太可能。
物种的差异越大，它们就越有可能以不同的方式进化以及拥有不同的适应性。毫无疑问，另一颗星球上的生命看上去不太可能像地球上的生命。不同的遗传系统……谁知道外星上的自然选择是如何运作的，谁知道外星人是基于什么元素呢？有一些备受尊重的科学家预测，外星人将跟我们极其相似并且是人形的，他们的依据是趋同进化论，但我不敢苟同。我认为外星人会跟我们非常不同，它们会进化出不同的适应性，即便它们是在一颗跟地球相似的星球上。
翻译：何无鱼
校对：李莉
编辑：漫倩
来源：The Verge
造就：剧院式演讲，发现创造力
更多精彩内容，敬请点击蓝字“了解更多”。
本文选自：今日头条 |
|
窥视卡
雷达卡
发表于 2018-8-21 22:00:57
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
抢沙发
显身卡
