进化基本原理
所谓进化,更准确地说法应该叫演化。生物的变异本是不定向的,但自然选择是定向的,不适应环境的变异类型被淘汰,只剩下适应环境的变异类型才能生存和繁殖。因此,
自然选择决定生物进化的方向
。
虽然进化的总趋势是简单到复杂、低等到高等,但一类生物身上出现的进步性特征,并不必然在另一类生物身上出现,因为不同生物所面临的自然选择压力是不同的。
先搞清楚基本原理,这个问题就容易理解了。
达
尔文
蝙蝠和蟑螂演化概述
蝙蝠,即哺乳纲的翼手目,它们演化中最重要的事就是学会了飞翔。目前发现的最早蝙蝠化石是距今5500万年前的古蝠类。由于蝙蝠骨架纤细,不易保存,必定有很多早期蝙蝠种类没有留下化石。从哺乳动物的遗传谱系来看,翼手目应该有8000万年的进化历史了。
2003年发现的距今5200万年前的食指伊神蝠,向我们揭示了蝙蝠飞行能力的进化。食指伊神蝠前足五趾都有爪子,不像现代蝙蝠只有1-2个爪子;后肢较长而前肢较短,翅膀较为宽短。这种古代蝙蝠的身体构造是典型的树栖动物,想必很擅长攀爬,但飞行能力比不上现代蝙蝠。
食指伊神蝠骨架
食指伊神蝠的发现,证明蝙蝠飞行的进化来自从树上跳,而不是在地面上快速跑。
在它生存的年代,飞行昆虫正在发展壮大,蝙蝠学会了在树与树之间滑翔,进而飞上了天空,就是为了取食日益丰富的飞行昆虫。
蟑螂,属于昆虫纲的蜚蠊目,该目共4600多种,广义的蟑螂也包括白蚁。蟑螂确实是一类非常古老的生物,目前发现的最早的蟑螂成虫和若虫化石,皆可追溯至3.2亿年前的石炭纪。石炭纪时期,大气含氧量高达35%,是昆虫的黄金时代。现代蟑螂起源于距今1.4亿年的白垩纪早期。
蟑螂的进化中最令人印象深刻的,莫过于它的耐药能力了。蟑螂是著名害虫,而且一旦在家里出现就很难彻底杀灭。德国科学家发现,
蟑螂的耐药能力进化非常快,每隔一代就能提升4~6倍
。
4000~5000年前琥珀中的蟑螂
生物智力的演化
蝙蝠已经演化了8000万年,蟑螂更是有3亿多年的演化史了,人类在它们面前确实只能算个后生晚辈。然而,它们没进化出智慧也很正常,没什么值得大惊小怪的。提问者忽略了两个问题:一是进化方向,二是进化速度。
进化方向是由自然选择决定的,然而对绝大多数物种来说,自然选择根本不会向智力方向起作用。
就拿蝙蝠和蟑螂来说,它们的生存中重要的是如何找到食物(捕捉飞行昆虫)以及躲避敌害(耐药),有没有智力都能活得很好。
经过相同时间,有的生物可能变化很大,有的生物就基本不变,这是因为进化速度不同。
蝙蝠和蟑螂都属于进化速度比较慢的
,这是因为在近几千万年来,环境中对它们影响较大的生态因子没有发生大的变化,它们面临的自然选择压力很小。3200万年前的蝙蝠化石和今天的食虫蝙蝠很像,而蟑螂从恐龙时代至今没有太大变化。
德克萨斯满天飞的蝙蝠
聪明的大脑对能量的消耗极大
,如我们人类大脑重量只占体重的2%,但大脑耗能却占基础代谢率的高达20%!因此,养活一个聪明的大脑并非易事,
对不需要智力就能生存的动物来说,大脑太大了反而可能有坏处
。细菌和蓝藻已经存在38亿年了,水母6亿年前就出现了,至今从它们身上看不到半点智慧的影子。
人类为什么能进化出智慧?
首先,有自然选择压力。
从古猿到人类的演化,始于距今500万年前南方古猿离开森林。当时留在森林里的猿类是强者,它们的后代至今仍霸占森林,就是长臂猿和三种猩猩。而我们的祖先南方古猿是弱者,当它们被赶到草原上,发现吃猿的动物很多,猿可以吃的动物很少。
除了大脑,我们的祖先一无所有
,唯有聪明才能活下来。因此,自然选择破天荒地开始往智力方向起作用。
南方古猿
其次,有生理基础。
哺乳动物是当今最高等的生物,其结构和机能是动物界中最优秀的,复杂的神经系统为智慧的产生奠定了基础。蟑螂作为昆虫,其神经系统非常原始,只有几个神经节。而蝙蝠虽是哺乳动物,它选择了飞上天,势必要想方设法减轻体重,这样就与形成发达的大脑绝缘了。
此外,我们所属的灵长类社会性很强,而且亲代抚育后代较长一段时间,这有利于好的方法、经验在群体之间传播,并代代传承,加速了智力的进步。
最后一点,可以说是我们的祖先努力,也可以说是运气好。绝大多数科学家都同意,
如果让我们的祖先重来一遍,人类出现的可能性微乎其微
。人类在演化史上经历了好多次挫折,有几次只剩下很少的人口。当一种生物面临我们祖先的那种种困境,几乎肯定就此灭绝了。然而,我们的祖先偏偏就是抓住了这千载难逢的机遇,完成了伟大的进化。
直立人的生活
他们站起来行走,学会了使用火,掌握了口语,形成了复杂的社交网络。随着文字的出现,文明终于诞生。
我们是地球诞生以来产生的第一种智慧生物,生物的进化有时候也充满了偶然性因素。