在我们生活的星球上,有无数生命存在。细菌、真菌、植物、动物等,数量可以以百万计。这个数量之庞大,如此令人震惊,以至于生物学家到现在也难以绘制出所有生命体的分布图。然而,有一件事情我们已经彻底弄清楚了:所有的生命都是进化而来的。19世纪,查尔斯·达尔文明明白白地提出了和进化过程相关的理论,然而直到现在,我们对进化的道理才有了透彻的解读。
各种细菌、真菌、植物和动物,都是进化过程的产物,人类也不例外。我们与大象、白鲨或阴虱一样,都属于某种动物。我们也有进化的过去。幸运的是,今天我们对此已经有了很好的理解,科学详细地告诉了我们从哪里来,这是一个伟大的故事!“故事”这个词并非小说专属,我将在这里和后面用“故事”来表示“对真实事件的记录”。我接下来要讲述的故事实在是太美了,所以我特意写了一本完整的书。开卷有益,尤其是对久远的人类历史感兴趣的读者来说。对这个问题,我们先简单提及,后文再详细解释。
数十亿年来,生物一直在繁殖,而且是从简单到复杂。如果不这样,那么我们根本不会存在。所有生命的开始都很简单,就像分子的凝聚。每一生命个体都源于另一个有同样传承关系的上代个体。一头大象不是从天上掉下来的,而是由另一头大象所生,而这一大象母体又系另一代大象所生。借此,我们可以上溯到数百万年甚至数十亿年前,也就是回到单细胞草履虫的时代。所以,如果你穿越回过去,看到的生命会与我们今天所知道的情形迥异,这是因为进化。
进化是不完全公平的繁殖的结果,有些生物比其他生物更有可能生育后代。通常,这与保持生命的更佳品质有关。假设你面前有两只瞪羚,一只有长而强壮的腿,可以快速奔跑;另一只腿又短、力气又弱,所以喜欢走路。如果你是一头狮子,你认为哪一只会在一分钟内成为你的食物?出生时更幸运的瞪羚,能够快速奔跑,其优势在于能够比不那么幸运的同类活得更长。过一段时间,它就会繁衍更多的小瞪羚,而这些小瞪羚会顺理成章地继承它的优良品质。这种自然选择根据一条普遍规则进行筛选:瞪羚可以跑得很快。如果一只站在狮子面前的动物却长着既短又弱的腿,那它就根本不存在进化的可能。以上内容对进化的描述虽然简短,但给出了进化的规律所在。
不平等的繁殖解释了生物体内所有结构可能的起源和变化。大象的鼻子、蝴蝶翅膀上的花纹、保护细菌不受抗生素侵害的分子、仙人掌的刺、丁香叶的闭合机制,等等。行为也是通过自然选择形成的,比如照顾孩子、害怕蜘蛛、选择配偶进行生育的偏好。当然,这并不意味着所有行为都是进化形成的。在我们的物种中,有大量行为是后天习得的。对于行为生物学家来说,最有趣的任务之一就是弄清楚哪些行为是进化产生的,哪些是后天文化塑造的,这就是著名的自然培育问题。几十年来,进化和行为生物学一直告诉我们:行为从来不是由一种原因形成的,而是由两种原因混合塑造的。
一方面,我认为身体结构、生理过程和行为皆由进化形成;另一方面,我认为它们与生俱来。这也就意味着形成它们的信息就储存在基因中。事实上,自然选择会选择基因,这是一个更好的表述。就本书而言,我只想告诉读者,在进化过程中,好的特征会被选择出来,而不好的特征则会被淘汰。
但我必须指出的是,也有一些结构不是由进化,而是由不可避免的进化的“副作用”造成的。典型的例子是肚脐。进化“发明”了一种奇妙的机制——脐带,连接母亲的身体和她腹中的胎儿。这是一根从胎盘里延伸出来的“绳子”,一直连接到新生命的肚子里,新生命可以通过脐带从母亲那里得到必要的营养。就像进化中的所有生命体一样。这可能不是喂养胎儿的最佳解决方案,甚至某个科幻作家就可以创造出更有效的方案,但是进化从来都不是为了做出最好或最优的解决方案,它更在意比以前做得更好。脐带是一个非常有效的解决方案,几乎所有哺乳动物都使用它。这无可厚非。但是婴儿出生后,就不需要脐带了,所以它会被母亲咬掉或者被助产士剪掉。在我们这个没有皮毛的物种中,脐带被剪掉时留下的伤疤在婴儿的腹部清晰可见,那就是肚脐。它一无是处,我们可以没有它,但它对我们也没有任何妨碍,所以可以留下来。在海滩上,有时你会看到一些女孩在肚脐上穿孔做装饰,但这并不意味着肚脐有进化的功能。顺便说一下,我也不太清楚它真正的功能。腹部上的疤痕既没有进化功能,也不会困扰我们,所以它是一个不可避免的进化“副作用”的产物,是为了一个真正重要的进化结构(脐带)而产生的。
还有更多的解剖学结构和行为不是由自然选择产生的,而是“副作用”产物,所以它们也是天生的,换句话说,就是进化适应。行为生物学家的任务是将这些结构和行为与真正有用的进化区分开来。因此,想弄清楚这种或那种结构是如何形成的,并非总有意义:老年人的皱纹、老年斑、脱发,以及患骨关节炎的风险增加等,并不是进化的特征,而是“副作用”的结果。
当我说进化设计或形成了某个身体结构时,我们不应该把它看作一个有目的的过程,就好像它遵循了一个预先设定的计划。我采用这种写作方式,只是为了让阅读更流畅。“进化刻画了我们的眼睛”读起来比“我们的眼睛是一个漫长进化过程的结果,在这个过程中,许多突变相互继承,它们在特定环境中的存亡也遵循成本收益原则”读起来更容易。阅读对进化的描述时,不应该咬文嚼字。