第十九章 后達爾文主義 Postdarwinism

本質核心內容：探討自然選擇之外的進化力量

19.1 達爾文進化論不完備之處

1. 后達爾文主義：有一些微生物學家块差、基因學家、理論生物學家、數(shù)學家和計算機科學家正在提出這樣的看法：生命所包含的東西掷漱，不僅僅是達爾文所說的那些東西。他們提出的重大課題是：自然選擇的適用極限何在编矾？什么是進化所不能完成的祭玉？在我們所能理解的進化之中或者之外，還有什么別的力量發(fā)生著作用钧萍？

2. 新達爾文主義：他人認為褐缠，我們在自然中所見的一切，都可以用“自然選擇”這一基本過程來解釋风瘦。這種立場可以被稱為選擇論队魏。

3. 達爾文理論的缺陷：達爾文的立論，即自然選擇可以擴展到解釋所有生物，是基于邏輯推理的斷論胡桨，但合乎邏輯的東西未必是實情官帘。合乎邏輯是成真的必要條件，但不是充分條件昧谊。生物學家們并不能排除這樣的可能性刽虹，即還有其他的力量在自然中發(fā)揮著作用，在進化過程中產(chǎn)生出和自然選擇類似的效果呢诬。

4. 在計算機的大規(guī)模應用之前涌哲，科學包含兩個方面：理論和實驗。一個理論會構造出一個實驗尚镰，同樣實驗則會證實或者證偽這種理論阀圾。但是，計算機那里卻誕生了第三種進行科學的方式：仿真狗唉。一次仿真初烘，同時即是理論也是實驗。

5. 弄清楚復雜系統(tǒng)中的因果關系始終是一個難題分俯，但也許账月，這種新的理解方式，即通過建立能夠成功運轉的模型替代物來對真實進行研究澳迫，卻可以讓我們繞過這樣一個兩難境地局齿。

19.2 只有自然選擇還不夠

后達爾文主義提出，歸根到底橄登，進化過程中還存在別的作用抓歼。這些權威的變化機制重組來生命讓其達到新的適應度。這些看不見的動因擴展了生命信息庫拢锹，也許那證實自然選擇所掌管的信息庫谣妻。深度進化不一定就比自然選擇神秘多少。他們把每一種動態(tài)共生卒稳、定向變異蹋半、跳變論或者自組織理論都看做是一種機制，一種從長遠來看充坑，作為對達爾文那無情的選擇過程的補充减江，能促進進化不斷革新的機制。

19.3 生命之樹上的連理枝 Intersecting lines on the tree of life

1. ?林恩.瑪格麗提出了“細菌共生是祖細胞形成的核心事件”這一假設捻爷。共生也許是兩個正常運轉的簡單系統(tǒng)合并為一個更大更復雜系統(tǒng)的意外現(xiàn)象辈灼。

2. 細胞間的基因轉移——為共生關系提出的一種機制。一個系統(tǒng)的專有信息可以在不同的物種之間穿梭往返也榄。新的細胞學認為巡莹，世界上所有的細菌就是一個單一、在基因方面相互作用的超有機體，它在其成員之中以極快的速度吸收并且傳播基因的革新成果降宅。另外骂远，物種間的基因轉移也同樣會在包括人類的較為復雜的物種之間發(fā)生。每種類型的物種都在持續(xù)地交換基因腰根，通常由裸露病毒擔任信使激才，病毒自身有時也被納入共生。

3. 進化的改變也許不是由細微漸進的差異積累而成的唠雕。大規(guī)模的常規(guī)共生行為能促成自然界中很多復雜現(xiàn)象——那些看起來需要多種創(chuàng)新同時出現(xiàn)才能達成的現(xiàn)象。它還能為進化提供另外一些便利條件吨述，例如共生行為可以只利用合作而不是競爭的力量岩睁。

4. 也許沒有共生，進化過程也可以直接獲得有核細胞揣云，但是完成這個目標可能要再花上10億或者50億年的時間捕儒。共生將散布在生命譜系中的各種經(jīng)驗和所得重新結合起來。

19.4 非隨機突變的前提 The premise of non-random mutations

1. 自然選擇是編輯邓夕，但不是作者刘莹，死亡清除了那些無能者，為新生者騰出了位置焚刚。

2. 非隨機突變——內在選擇：某些隨機變異比另一些隨機變異“更受優(yōu)待”点弯。

3. 定向變異——受環(huán)境影響誘發(fā)突變，細菌會自發(fā)產(chǎn)生突變來直接響應環(huán)境壓力矿咕。不管是什么導致了定向突變抢肛，都提供了一種獲得性遺傳機制。

19.5 怪亦有道 ?Even monsters follow rules

內在論——變異的指令來自內部碳柱，一股內在力量捡絮，影響著有機體的外部形狀。物種的出現(xiàn)很有可能不歸功于自然選擇莲镣，染色體的內部結構福稳，以及發(fā)育過程中所積累的形態(tài)改變，發(fā)揮著等同于超出自然選擇的作用瑞侮，造成了生物組織的多樣性的圆。

19.6 化抽象為具體 When the abstract is?embodied?

The bodies that genes wear play an incredible role in the gene's evolution.?

Hereditary information does not exist independently of its embodiment. Each biological egg cell, carries several libraries of DNA information outside of the chromosomes.

1. 間接反饋的一個主要環(huán)節(jié)在胚胎期的極早期階段半火，就在基因化為肉體的那幾個小時內。在這幾個小時內慈缔，胚胎就是放大器，微小的改變會在發(fā)育過程中被放大。軀體的形成就是以這種方式跳過了達爾文的漸進模式瓤檐。

2. 將微進化（從紅玫瑰到白玫瑰）推而廣之是無法解釋宏進化（從蟲子到蛇）的。進化過程是跳躍式的挠蛉。

3. “化石斷代”是達爾文理論的一個缺陷祭示∏垂牛化石記錄中找不到中間形態(tài)的物種。

19.7 物以類聚 The essential clustering of life?

物種要么存續(xù)掰担、要么消亡汇陆。它們只會在最不可思議且不確定的條件下才會轉化為別的什么東西〈ィ總的來說毡代，復雜的東西分別屬于不同的類別，而這些類別會持續(xù)存在勺疼。類別的停滯不前才是正道教寂。“有機的”實體并非具有無限可塑性执庐。一個復雜系統(tǒng)的進化方向和方式都極為有限酪耕。

19.8 DNA并不能給所有東西編碼

1. 基因組必須偏離其通常組合足夠遠，才能在外形上產(chǎn)生本質區(qū)別轨淌。當基因被競爭壓力拉出其正常軌道時因妇，它必須在物質層面上重組它的關聯(lián)模式，以維持穩(wěn)定猿诸。

2. 生物體在問世之前婚被，在直面競爭與生存的自然選擇之前，就已經(jīng)兩度受制于其內部選擇——一個是來自基因組的內部約束梳虽，另一個則是來自軀體所遵循的法則址芯。第三個方面的內部選擇－一個基因被接受并隨后被軀體接受的變化，還必須備種群接受窜觉，只發(fā)生在單體身上的變異谷炸，即便再出色，也必然隨著單體的死亡而灰飛煙滅禀挫。

3. 任何跨越這些障礙而得以進化的新事物都足以令人驚嘆旬陡。當某個物種奮力一躍，掙脫原有的穩(wěn)定態(tài)時语婴，同樣的內斂性會誘使它進入一個新的內穩(wěn)態(tài)——自然選擇的影響依然微乎其微描孟。

19.9 不確定的生物搜索空間密度

1. 如果可能的生命形式中密布著可行存在驶睦，那么單憑運氣的自然選擇在搜索這個可能空間時就會更容易一些。但如果可行的生命形式非常稀疏且彼此相隔很遠的話匿醒，單憑自然選擇可能就無法到達新的生命形式场航。

2. 如果可行的生物體空間是非常稀疏的，那么進化無疑需要一些引導廉羔。自然選擇所奉行的試錯方法溉痢，只會讓你很快陷入不知身處何處的境地。

3. 共生憋他、定向變異孩饼、跳變、自組織都是自然選擇之外的可能力量竹挡。

19.10 自然選擇之數(shù)學原理

1. 進化不是一個生物過程镀娶。它整合了技術的、數(shù)學的此迅、信息的和生物學的過程汽畴。幾乎可以說旧巾，進化是一條物理法則耸序，適用于所有的群體，不管它們有沒有基因坎怪。自然選擇也許不該被稱為生物學定律廓握。它發(fā)生的原因不是生物學，而是概率論男应。

2. 自然選擇并不是進化娱仔，進化也不等同于自然選擇。自然進化也許只是深度進化最普適的一個方法耐朴。不同的進化在不同的尺度上盹憎、以不同的節(jié)律、用不同的風格運行著影晓。此外，這種混合的進化隨著時間的推移而改變俯艰，某些類型的進化對于早期的原型生命來說很重要，另一些則在40億年后的今天承擔著更重要的責任画株。

共生——便捷的信息交換以允許不同的進化路徑匯聚在一起

定向變異——非隨機變異以及與環(huán)境的直接交流和互換機制

跳變——功能聚類谓传、控制的層級結構芹关、組成部分的模塊化，以及同時改變許多特性的適應過程

自組織——偏向于某種特定形態(tài)并使之成為普遍標準的發(fā)展過程