引言　适合，但不完美

生命有着令人炫目的多样性，但背后又蕴藏着令人惊叹的共性，适应就是其中之一。

按达尔文自然选择学说的观点，适者生存，不适者淘汰，现存的生物都意味着是适应环境的，否则它们将被无情地淘汰。

地球上已被发现和被科学家命名的生物大约有190万种，而存在于地球上的物种的数量，据推测在500万到5000万。如果算上微生物，物种数量会大幅增加，增到何种程度则完全无法确定。据科学家估计，从6亿年前至今，至少已有20亿种生物在地球上出现过，而其中99.9%的物种现在已经灭绝。为什么它们会灭绝？显而易见是它们不能适应变化着的环境。

适应无处不在，它们表现在生物的形态结构、生理功能、繁殖等方方面面。例如，植物中虫媒花的构造、颜色、花蜜、香气等与昆虫的传粉是相适应的；由风传播的种子，像蒲公英的种子，在果实上生着毛茸茸的白色纤维适于被风吹走；由动物传播的种子，如窃衣和鬼针草的种子，果实上有刺，很容易附着在动物身上；鸟类与昆虫有着适于飞翔的翅膀，鲸、鱼类则有着与水中生活相适应的形态结构与生理特征。达尔文考察过的加拉帕戈斯群岛上的地雀拥有不同形状的喙，这些不同的喙适应着它们吃不同的食物。在雨季，较细长的喙能帮助地雀吃到它们喜欢的食物，如仙人掌果和蜱虫，但在干旱期，较粗短的喙能帮助它们吃到不太理想的食物，如较坚硬且营养也不太丰富的种子。

生命体的适应还表现在细胞成分、生理乃至基因与基因的表达等方面。极寒水域中生存的冰鱼形成了抗冻蛋白；高温热泉中的嗜热菌进化出了耐高温的酶；大肠杆菌等微生物则能有什么营养就合成什么酶；生物还能通过核酸的甲基化修饰等表观遗传来适应变化的环境。

适应的意义在于让自己活下去，让种族繁衍下去。因此，生存与繁殖是适应的永恒主题。

但是，适应总是相对的。老鼠在现今世界上可谓是个“大家族”，它们听觉灵敏，奔跑如飞，有时能躲过猫的袭击，迅速钻进洞内。但蛇却可根据其头部的热定位器，准确地找到鼠洞，登门食之。这样，老鼠虽然侥幸躲过了猫，但会丧生于蛇口。浑身长满硬刺的刺猬，一旦遭敌，整个身体就形成刺球，把头等部位保护起来，一般的敌人在它面前常常束手无策，而狐却能撒其尿液，把刺猬“熏”得舒展开，这时狐就咬住其腹部，继而将其作为美食。蛾类结茧，固然有利于保护自身，然而棉红铃虫的悲剧就恰恰出在茧上，金小蜂正是借助于茧对棉红铃虫的束缚作用，顺利地将卵产到它的体内。“作茧自缚”可谓是棉红铃虫的真实写照。仙人掌的叶退化成刺，减少了蒸腾面积，并在肉质茎中贮有大量的水，以适应干旱的环境。它虽有含大量叶绿体的茎来行使光合作用的功能，但其光合作用的强度相对阔叶植物已明显减弱。在加拉帕戈斯群岛上的地雀，粗喙不便于吃仙人掌果，细喙不便于吃坚硬的种子，不粗不细的喙吃这两种食物都不方便。在人类身上，短腿有利于在寒冷气候下保存热量，但不利于长距离高效行走或奔跑。

所以，适应追求的不是完美，而是妥协，而且在某一方面选择了适应，就往往在另一方面付出代价，这样的代价也就抵消了它们带来的好处。生物的每个个体都是适应环境的，但它们同时又都是不完美的。自然选择不断推动生物向着最优进化，但最优几乎总是不可能达到的。

适合，但不完美，这就是最好的结果。

本编不准备系统讲述适应的方方面面，而是通过一些典型的故事与事例，与读者分享对适应的理解。生存与繁殖是适应的两个永恒主题，我们在第七章与第八章中讲述的是生物为了生存与繁殖进行拼力的故事。适应是相对的，进化的过程中需要包容与妥协，这是第九章的内容。生物仅因环境变化而获得的性状改变称为获得性，获得性显然也是一种适应，分子遗传学告诉我们，如果遗传物质没有改变，获得性是不可遗传的。但表观遗传揭示了获得性也可以遗传。第十章中我们将讲述表观遗传的几个典型事例。 jmIyro03mrYoFnz6NILYn33X6OTeTqlBUBvcmO+JSx9Cf6pmz71AhLTErzi8xmTm