演化就是解决问题

演化就是解决问题

达尔文演化论也可以归纳为一句话:演化就是解决问题。安逸的环境中演化会停滞,只有当物种所处的环境再次发生改变,适应度景观的地形完全改观,这时候演化才再次启动。剧烈的环境改变,带来剧烈的演化。

历史学家 汤恩比 用十二册巨著说明,文明的演化就是挑战与应战。

达尔文演化论,其思想也可以归纳为一句话:演化就是解决问题。

前面提到,斯蒂芬·古尔德 等在1972年提出的 间断平衡 理论认为,演化不是渐变积累过程,而是长期的稳定与短暂的剧变交替的过程。一个具备了适应性的种群,会保持长期稳定。新物种由分化产生而非渐变产生,分化发生在种群剧变的短时间里。

在理解种群如何解决生存问题时,我们一再用到适应度景观这个工具,它是朴素世界观的几个核心模型之一,是大自然教会我们的智慧。使用景观地形,我们也能得到和古尔德相同的结论。

让我们回到久违的X病毒这里。X病毒在自然选择与突变、遗传漂变的共同帮助下,经历千难万险,终于登顶H山峰。此时,如果没有人类研发的新疫苗,会发生什么情况。

在H山峰处,X病毒由于具备了抗药性,日子过好了,种群数量扩大。此时,X病毒的种群仍然会自然产生一些随机的突变,遗传漂变则由于大种群数量变得不再显著。同时,因为自然选择压力轻微,某些有益突变不会带来明显个体的生存优势,这些突变不会扩大为种群的变化趋势,其变化被种群所漠视。同时,一些不利的突变个体,如果这种突变不是太离谱的话,也就是不偏离H山峰中心太远的话,也还可以存活。所以,整个X病毒的种群数量扩大,基因型逐渐汇聚于H山峰,基因型在以H山峰一定半径范围内长期震荡。半径大小,处决与当时的自然选择压力,压力越大,半径越小。

这就是古尔德所说的,演化的停滞

只有当物种所处的环境再次发生改变,适应度景观的地形完全改观,这时候演化才再次启动。

当X病毒到达H山峰后,种群基因库向H山峰中心汇聚。当人类科学家研发了新疫苗之后,X病毒的适应度景观马上天翻地覆,实际上相当危险,很多物种就这样灭绝了。

这时,X病毒唯一可以做的事情,就是尽快地适应新的景观,应变的速度非常重要。由于新疫苗的出现,H山峰变为凹地,此时X病毒个体大量死亡,数量下降。但是,祸兮福所依,小数量的种群反而有利于突变和遗传漂变的作用。经过几个世代,X病毒的基因库又会随机扩大好多。从地形上看,相当于X病毒的基因型从原先聚集在H峰顶的狭小范围内,一下子扩散开来,像是被风吹落到各处的种子,这是种群的应激反应。如同在地狱中,业火熊熊,个体毁灭,而新式有效的基因组合正在铿锵锻造之中。

此时,种群的基因库散的越开,分布越广,在转变之后的新景观中找到就近山峰的可能性也越大。那些四散的种子,就像孤独的探索者一样,背负着延续种群的希望,被迫走向探索的旅程。

(此图来自 《生命简史》 一书)

探索者们轻装上阵,在地图上快速移动。如果它们分别找到了两座远离的山峰,然后各自汇聚到这两座山峰之上,这往往意味着种群的分化。因为终究有一天,这两个群落之间,各自演化到出现生殖隔离的程度,这也就是一个新物种的产生。

这里 可以再次观察种群在山峰之间移动。

这就是古尔德所说的,演化的剧变。