自然选择的边界

2019-04-08  本文已影响0人  寻风_3b0a

        猎鹰为了捕食进化出了锋利的爪子,雄性极乐鸟为了吸引异性进化出了漂亮的羽毛,布鲁德蝉为了错开天敌数量高峰进化出了17年才化蛹的生长规律。

        进化来源于突变,但只有突变是不行的,一个能让物种在残酷的自然竞争中获得优势的突变才更有可能在自己的种群中遗传下去。现在我们看到的各种生物都是自然选择历经亿万年的结果。突变是随机的,来自选择的压力让这些随机的突变沿着合适的方向发展。以生活在新几内亚的极乐鸟种群为例,在繁殖季节,只有那些羽毛最漂亮的雄鸟才有机会得到雌鸟的眷顾,从而更有机会留下后代,雌性极乐鸟的选择会让雄性极乐鸟漂亮羽毛这个特性在历史长河里面不断加强,所以才有我们今天看到的漂亮雄性极乐鸟。这里面的关键因素是雌性极乐鸟会尽可能选择和种群中拥有最漂亮羽毛的雄性极乐鸟繁殖下一代,这就是最简单的选择-繁殖驱动环;在非洲大陆上,狮群的进化也能很好的解释这个现象。狮群的组成是一只雄性狮王加若干雌性狮子和它们的小宝宝,雄性小狮子成年后会赶出狮群,这些离开狮群的雄性会独自生活一段时间,然后它们会去寻找到一个新的狮群并和这个狮群的狮王决斗,胜者王,和极乐鸟不同,狮王诞生的过程中,狮群中的雌性狮子很少会参与,只有最强壮的狮子才能在决斗中胜利,并和狮群的雌性狮子繁殖后代,这些新生的后代会继承更强的那只雄性狮子的基因。

        当然并不是所有属性进化的选择-繁殖驱动环都如此清晰,这就是我写这篇文章的原因,从高中接触生物中的进化论后,我就开始思考一个问题,人类寿命这个属性的驱动因素是什么,前面讲的选择-繁殖这个驱动环用来解释寿命属性就不那么直观了。这里我插一个人工育种辣椒的例子,人工育种和自然选择其实没有本质区别,都是选择,为了培育出更辣的辣椒,我们的标准流程是这样的:1.播种。 2.等这些种子长大并搜集它们的种子 3.测定每个种子的辣度。 4.选择最辣的种子并再次播种。重复这个过程若干代后我们会得到比第一次播种的辣椒辣的多的辣椒。回到寿命这个属性,假如让我们通过人工育种培育寿命更长的辣椒该怎么做,通过测定辣度可以选择更辣的辣椒,但是怎么测定一颗辣椒的寿命呢?搜集种子并做好标记,然后等这些辣椒自然死去,选择寿命最长的那颗辣椒的种子播种并重复这个过程,即使个方法行的通,其提升的难度也是线性增加的,因为随着辣椒寿命的增长我们每次育种的间隔会越来越长。在人工育种辣度这个项目上我们在有限的时间内可以把辣椒的辣度提高成千上万倍,但是寿命呢,辣椒的普通寿命是1年,从1年提升到100年需要多少年,得好几代育种员吧。在自然界中寿命属性的进化比这更复杂,原因在于一个物种的寿命提高后影响是巨大的,因为资源是有限的,老的个体不死去,在生态空间不能无限扩展的情况下,新生的个体没有生长空间,为了解决这个矛盾,一个物种寿命属性增加的时候,物种的性成熟的时间也必然会增加,否则这个逻辑环得崩溃。

        那寿命属性进化的收益是什么又是怎么通过繁殖传递给下一代呢?我这里想到两点,一、更庞大的体型:因为活的够久物种有时间长得更大,在某些生态位里面,有了更大的体型,在自然竞争中会更有优势,因为个子大,打架会有优势,不容易被欺负或则被其他物种吃掉。现存的长寿命动物中,几乎都是动物界的大个子,大象,鲨鱼,鲸鱼。当然,大这个边界也是很明显的,因为物种长到成年后基本就不再变大了,而且受到地心引力和力学的限制,物种的体型成长是有上限的。 二、知识:这点在人类身上显得尤为突出,人脑耗能占身体能量消耗的20%+,人类婴儿早产且发育到成年需要10几年。高智商的代价是巨大的,但是也是值得的,因为这颗不平凡的大脑,人类用200万年的时间走到了食物链的顶端,并创造了一个不平凡的世界。因为人类学习的速度比较慢,所以更长的寿命就有了优势,这个选择过程其实是符合选择-繁殖模型的,虽然女人在选择对象的时候不知道哪个男人的寿命更长。但即使在一夫一妻规则的限制下,如果一个人的寿命越长,那么他能学习的知识会更多,从而更有竞争力,他的后代在他长时间的照顾下也更容易存活到成年并繁殖孙辈,如果他的年龄足够长他甚至能见到他孙子的儿子,他的家族(群体)会因为他积累的知识获得优势。但这种间接的选择-繁殖驱动环的边界性也是明显的,因为选择和结果之间的传递链太长且寿命增长到一定程度后收益显著降低,人类没法通过这种方式把寿命属性进化到极致,按目前的统计来看,能上90岁已不容易。

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