眼睛由許多環(huán)環(huán)相扣的零件組成跟磨,構(gòu)造復(fù)雜间聊,設(shè)計精妙,難怪培里喜歡拿眼睛做例子抵拘,要說它當(dāng)初并不起眼哎榴,經(jīng)過一系列逐步變化后才形成的,許多人都難以相信僵蛛,我們在第二章中已經(jīng)說過了∩序颍現(xiàn)在我們要利用上一章以生物形模型得出的論點,再度討論這個問題充尉。請回答下列兩個問題:
1.人類的眼睛會不會是無中生有飘言、一步登天的結(jié)果?
2.人類的眼睛會不會直接源自與它稍有不同的事物X驼侠?
問題1的答案很明顯:不會姿鸿。毋庸置疑。答案“會”的可能性倒源,低到難以想象的地步苛预。那等于在基因超空間中奮力一躍,不僅得穿越太虛笋熬,還得落點準(zhǔn)確热某。機(jī)會渺茫宋列。問題2的答案一樣的明顯:會参萄。不過現(xiàn)代眼睛與它的直接前驅(qū)X差異必須很小篱瞎。換言之俯邓,它們在充滿所有可能構(gòu)造的空間中必須非常接近。要是問題2明白地指出了眼睛與那個X的差異程度纪岁,因此答案是“不會”的話与柑,我們只需縮小眼睛與X的差異程度伦乔,再問一遍問題2就成了蔬捷。遲早我們會發(fā)現(xiàn)一個適當(dāng)?shù)牟町惓潭龋箚栴}2的答案變成明確的“會”榔袋。
X的定義是:很像人類眼睛的東西周拐,正因為非常相像,只要經(jīng)過一個變化步驟凰兑,就可能變成人類的眼睛妥粟。如果你心中有個X的形象,而你覺得人類的眼睛不大可能直接由它演變出來吏够,那只表示你弄錯了X勾给。你可以在心中調(diào)整X的形象滩报,讓它逐漸越來越像人的眼睛,直到你發(fā)現(xiàn)一個你認(rèn)為可能直接演變成人類眼睛的X播急。必然有一個X令你覺得可能脓钾,即使你對“可能”的判斷比我的更為審慎或什么的。
好了桩警,X找到了可训,問題2的答案是肯定的,現(xiàn)在我們要針對X問同樣的問題捶枢。我們以同樣的邏輯得到同樣的結(jié)論:X可能直接由一個稍微不同的X'演變而來握截,只要一個變化步驟就夠了。很明顯的烂叔,我們可以再由X'逆推到X''谨胞,如此這般一直逆推下去。等到一長串X都找到了蒜鸡,我們就可以討論人類眼睛從某個頗為不同的事物演化出來的過程了胯努。只要我們以小步前進(jìn),想在“動物空間”中走上很長一段距離术瓮,就不會是“不可能的任務(wù)”了康聂。于是我們現(xiàn)在可以回答第三個問題了。
3.從現(xiàn)代人類眼睛逆推胞四,經(jīng)過一系列X恬汁,可以達(dá)到?jīng)]有眼睛的狀態(tài)嗎?
我認(rèn)為答案很清楚辜伟,當(dāng)然“可以”——只要這個X系列很長很長就成了氓侧。也許100個X你就覺得夠多了,但是如果你需要更多步驟才覺得整個演變平順而自然导狡,不妨假定X有1萬個约巷。要是1萬個還是不夠,10萬個又何妨旱捧?當(dāng)然独郎,時間是個限制因素,你無法無限增加枚赡,要多少X有多少X氓癌,因為每一世代只有一個X。所以這個問題就變成:有足夠的時間繁衍足夠的連續(xù)世代嗎贫橙?我們無法精確回答究竟需要多少世代贪婉。我們確實知道的是:地質(zhì)時間很長很長。你知道有多長嗎卢肃?這么說好了疲迂,我們?nèi)祟惻c地球生命始祖的世代距離才顿,數(shù)以“億”計,怎么樣尤蒿?心中有譜了吧郑气。就算只有1億個X吧,有什么東西不能通過1億個微小的變化步驟變成人的眼睛的优质!
到目前為止竣贪,我們以一個多少有點抽象的推論,得到眼睛可以無中生有的結(jié)論巩螃,因為我們可以想象一系列X演怎,相鄰的彼此相似,很容易互相演變避乏,可是只要這個系列夠長爷耀,X夠多,從沒有眼睛到完 美的眼睛就是一個可能而且可以想象的過程拍皮。但是我們還沒有證明這一系列X的確可能存在歹叮。我們還有兩個問題得回答。
4.我們假定有一系列X可以代表眼睛無中生有的過程铆帽,那么相鄰的X是不是憑隨機(jī)突變就能演化呢咆耿?
這其實是胚胎學(xué)的問題而不是遺傳學(xué)的,它與那個讓伯明翰主教蒙蒂菲奧里(請見第二章)等人擔(dān)心的問題完全不同爹橱。突變必須能夠改變既有的胚胎發(fā)育過程萨螺。有些類型的胚胎發(fā)育過程很容易朝某些方向變異,其他方向則不易發(fā)生變異愧驱,這都是可以討論的慰技。我會在第十一章回到這個論題,這兒我只想再度強(qiáng)調(diào)小變異與大變異的分別组砚。你假定的變異越小吻商,X'與X''的差異就越小,因為基因突變使胚胎發(fā)生那種變化的可能性就越高糟红。上一章我們討論過了艾帐,從統(tǒng)計學(xué)的角度來說,任何特定的大規(guī)模突變本質(zhì)上就比小型突變來得不可能盆偿。不論問題4會引發(fā)什么樣的議題柒爸,我們至少可以確定任何相鄰X之間的差異越小,議題就越?jīng)]什么大不了陈肛。我的感覺是:導(dǎo)致眼睛出現(xiàn)的那個演化系列中,要是相鄰X的差異小得可以兄裂,那么必要的突變幾乎必然會發(fā)生句旱。畢竟阳藻,我們一直討論的都是既有胚胎發(fā)育過程的微小量變。記住谈撒,無論每一世代的胚胎有多復(fù)雜腥泥,每個突變造成的變化都可能是微小而單純的。
我們得回答的最后一個問題是:
5.我們假定有一系列X可以代表眼睛從無到有的過程啃匿,可是每一個X都能發(fā)揮功能蛔外,協(xié)助主子生存與生殖嗎?
奇怪得很溯乒,有些人認(rèn)為這個問題的答案是“不能”夹厌,而且簡直不必用大腦想就知道。例如希欽(Francis Hitching)在《長頸鹿的脖子》(The Neck of the Giraffe or Where Darwin Went Wrong裆悄,1982)里就持這種論調(diào)矛纹。基本上相同的句子幾乎任何“耶和華見證人”(出版《守望臺》光稼、《警醒》等刊物的教派或南,發(fā)源于美國)的出版品里都可以讀到“《長頸鹿的脖子》包含了大量的錯誤采够,出版前只消請一位生物學(xué)研究所的畢業(yè)生,甚至主修生物的大學(xué)畢業(yè)生看一遍冰垄,隨手就能挑出蹬癌。請看希欽的論證:
眼睛要發(fā)揮功能,至少得經(jīng)過下列步驟播演,彼此完美地協(xié)調(diào)呼應(yīng)(同時還有許多其他步驟在進(jìn)行冀瓦,但是以下的敘述即使高度簡化了實況,也足以暴露達(dá)爾文理論的問題)写烤。眼睛必須干凈翼闽、濕潤,由淚腺與活動眼瞼的互動負(fù)責(zé)洲炊,眼瞼上的睫毛還有過濾陽光的功能感局。然后光線通過眼球表面一片透明的保護(hù)層(角膜),再由晶狀體(lens)聚焦后投射到眼球后方的視網(wǎng)膜上暂衡。那里的1.3億個感光細(xì)胞(桿狀細(xì)胞與錐狀細(xì)胞)接收到光線后询微,以光化學(xué)反應(yīng)將光線轉(zhuǎn)換成電脈沖。每秒大約有10億個電流脈沖傳入大腦狂巢,整個過程仍不十分清楚撑毛;大腦接收到信息后就會采取適當(dāng)?shù)男袆印?/p>
用不著說,整個過程只要任一環(huán)節(jié)出了些許差錯唧领,就不會形成認(rèn)得出來的視像藻雌,例如角膜不透明雌续,瞳孔沒有擴(kuò)張,晶狀體混濁(白內(nèi)障)胯杭,聚焦機(jī)制出毛病等等驯杜。眼睛是個功能體,要么運(yùn)轉(zhuǎn)良好做个,要么就不運(yùn)轉(zhuǎn)鸽心。因此眼睛怎么可能以達(dá)爾文所說的緩慢、穩(wěn)定居暖、無限個微小的改善步驟演化顽频?晶狀體與視網(wǎng)膜彼此依賴、缺一不可膝但,它們得同步演化冲九,可是那不但涉及成千上萬個幸運(yùn)突變,它們還得湊巧同時發(fā)生跟束,你說可能嗎莺奸?一只看不見的眼睛能協(xié)助主子存活嗎?
這個論證我們應(yīng)該好好討論冀宴,因為經(jīng)常有人使用灭贷,我猜那是因為大家都愿意相信它的結(jié)論。希欽說:“只要任一環(huán)節(jié)出了些許差錯略贮,就不會形成認(rèn)得出來的視像甚疟,例如聚焦機(jī)制出毛病√友樱”你覺得呢览妖?我打賭帶著眼鏡閱讀本書的讀者約有1/2,要是你是眼鏡族揽祥,請把眼鏡摘下讽膏,四周張望一下,你會同意“認(rèn)得出來的視像無法形成”嗎拄丰?如果你是男性府树,每12人就有一個色盲。你可能有散光料按。摘掉了眼鏡奄侠,你的視野可能會一片茫然。我就認(rèn)得一位當(dāng)今最著名的演化理論家载矿,他很少清潔鏡片垄潮,因此我們可以假定他的視野可能一片茫然,但是他似乎活得好好的,而且根據(jù)他的自述弯洗,他以前喜歡玩一種粗野的游戲——遮住一只眼打壁球甫题。要是你的眼鏡掉了,也許會因為在街上認(rèn)不出朋友來而得罪人涂召。但是你可能更受不了朋友對你這么說:“因為你的視力不完美,你還是閉上眼走路吧敏沉,找回眼鏡再張開果正。”然而那卻是希欽的意思盟迟。
希欽還說什么“晶狀體與視網(wǎng)膜彼此依賴秋泳、缺一不可”,好像真的一樣攒菠。憑什么迫皱?我有一個親人兩眼都動過手術(shù)摘除白內(nèi)障。她兩眼都沒有玻璃體辖众。不戴眼鏡的話卓起,她沒法打網(wǎng)球,也無法以來復(fù)槍瞄準(zhǔn)目標(biāo)凹炸。但是她向我保證:有一個沒有玻璃體的眼睛戏阅,比沒有眼睛強(qiáng)多了。你走路不會撞墻啤它,也不會撞到人奕筐。要是在野外,這種沒有玻璃體的眼睛無疑可以讓你察覺悄悄逼近的獵食獸身形变骡,以及它的逼近方向离赫。我們可以想象,在原始世界中塌碌,有的動物想享有眼睛沒有玻璃體渊胸,有的動物根本沒有眼睛,眼睛沒有玻璃體的動物享有的便利誊爹,沒有眼睛的動物門兒都沒有蹬刷。X既然出現(xiàn)過一個連續(xù)變化系列,我們認(rèn)為視像銳利程度每一次微小的改良——從模糊一片進(jìn)步到完美的人類視覺——都能提升生物的存活概率频丘,應(yīng)屬合理推測办成。
希欽還引用了美國哈佛大學(xué)著名古生物學(xué)(與科學(xué)史)教授古爾德(Stephen Jay Gould,1941~2002)的話:
“5%的眼睛有什么用搂漠?”好問題迂卢!我們不直接回答這個問題,我們會論證:這種原始階段的眼睛一開始不是視覺器官。
古代動物的“眼睛”要是功能只有現(xiàn)代眼睛的5%而克,它們也許真的拿它頂別的用途靶壮,不當(dāng)作“視覺器官”。但是我覺得就算用它來“看”员萍,5%的眼睛頂5%的視覺腾降,也不是不可能的。事實上我不認(rèn)為這個問題問得好碎绎。任何動物即使視力只有我們眼睛的5%螃壤,都占許多便宜,比一點視力都沒有好多了筋帖。甚至1%都好奸晴。6%比5%好,7%比6%好日麸,如此這般寄啼,在這個連續(xù)漸變系列中,總是后出轉(zhuǎn)精代箭,讓“主子”過得好些墩划。
這類問題已經(jīng)讓一些對動物“擬態(tài)”(mimicry)有興趣的人感到不安。許多動物受擬態(tài)保護(hù)嗡综,躲過獵食者走诞。例如竹節(jié)蟲(stick insects)看來像竹枝或細(xì)枝,鳥兒沒察覺蛤高,就能逃過一劫蚣旱。葉竹節(jié)蟲(leaf insects)看來像葉片。許多可口的蝴蝶長得像有惡臭或有毒的物種戴陡。這些動物擬態(tài)令人印象深刻塞绿,天上的云即使像黃鼠狼,怎么都比不上恤批。許多例子逼真的程度比我的電腦“昆蟲”還讓人贊嘆异吻。(我的“昆蟲”有8只腳,記得嗎喜庞?真正的昆蟲只有6只腳诀浪。)真正的自然選擇過程有更多世代改進(jìn)“擬態(tài)”的逼真程度,至少比我的電腦“昆蟲”多百萬倍以上延都。
竹節(jié)蟲與葉竹節(jié)蟲的模樣雷猪,我們使用“擬態(tài)”這個詞來指涉,可是我們并不認(rèn)為這些動物有意識地模仿其他東西的模樣晰房,而是自然選擇青睞那些被誤認(rèn)為其他東西的個體求摇。換言之射沟,竹節(jié)蟲的祖先族群里,凡是看來不像竹枝的都沒留下后裔与境。有些學(xué)者認(rèn)為“擬態(tài)”在演化的早期階段不大可能受自然選擇青睞验夯,德裔美籍遺傳學(xué)家戈爾德施密特(Richard Goldschmidt,1878~1958)是其中最有名的摔刁。就像私淑戈爾德施密特的古爾德談到“擬”糞堆“態(tài)”的昆蟲時所說的:“看來與糞堆只有5%的相似程度會有任何好處嗎挥转?”由于古爾德的影響力,最近為戈爾德施密特“恢復(fù)名譽(yù)”的言論頗為時髦共屈,什么戈爾德施密特生前就受到打壓啦扁位,戈爾德施密特有些真知灼見值得發(fā)掘啦等等。且讓我舉個例子趁俊,讓大家欣賞欣賞他的論證:
(有人說)……某些個體因為基因發(fā)生突變,恰好長相與某個較不受獵食者青睞的物種相似刑然,因此占了一些便宜寺擂。我們必須追問的是:究竟得多相似才能占到便宜?難不成我們必須假定鳥兒泼掠、猴子怔软、螳螂的觀察能力異常高明(或者有些聰明家伙很高明),只要一丁點兒相似都會當(dāng)真择镇,自動退避三舍挡逼?我想這個要求太過分了。
戈爾德施密特的立論太不牢靠了腻豌,不該耍這種嘴皮子的家坎。觀察能力異常高明?聰明家伙吝梅?讀者會以為他在說鳥兒虱疏、猴子、螳螂因為被極為原始的“擬態(tài)”騙了苏携,反而占到便宜做瞪。戈爾德施密特應(yīng)該這么說:“難不成我們必須假定鳥兒、猴子右冻、螳螂的視力那么糟(或者有些笨蛋真的糟到那個地步)装蓬?”然而,這的確是個不易解答的難題纱扭。竹節(jié)蟲的祖先一開始與竹枝的相似程度必然不怎么樣牍帚。只有視力爛透了的鳥兒才會上當(dāng),可是現(xiàn)代竹節(jié)蟲與竹枝的相像程度實在驚人乳蛾,連竹枝上的細(xì)節(jié)都仿冒得惟妙惟肖履羞。鳥兒必然有絕佳的視力峦萎,至少集體來說是如此,它們選擇性地捕食那些“次級品”忆首,迫使竹節(jié)蟲的擬態(tài)朝完美境地演化爱榔。鳥兒這一關(guān)絕對蒙混不了,不然它們的擬態(tài)絕不會如此完美糙及,而且我們會發(fā)現(xiàn)擬態(tài)只有二三流水平的個體详幽。我們?nèi)绾谓鉀Q這個看來難以自圓其說的難題?
有些學(xué)者認(rèn)為鳥類的視覺與昆蟲的偽裝是在同一個演化時段里逐步改進(jìn)的浸锨。也許吧唇聘,要是你不介意我輕浮一點,我會說鳥兒5%的視覺剛好配蟲子5%的偽裝柱搜,真是絕配迟郎。但是那不是我想提出的答案。事實上我覺得昆蟲偽裝(“擬態(tài)”)的演化聪蘸,從“不怎么像”開始一直發(fā)展到完美的地步宪肖,速度非常快健爬,而且在不同的昆蟲族群中分別演化過好幾次控乾,在這段期間鳥兒的視力已經(jīng)達(dá)到今日的水平。
其他學(xué)者提出的解答如下娜遵。也許每一種鳥兒或猴子的視力都很差蜕衡,它們對昆蟲感興趣的地方只限于某一面相。也許一種獵食動物只注意顏色设拟,另一種是形狀慨仿,還有一種是質(zhì)地,等等纳胧。于是只在某一方面像一根細(xì)枝的昆蟲就能欺騙一種獵食動物万哪,即使其他獵食動物還是不放過它俐筋。演化這么進(jìn)行下去查库,昆蟲的偽裝便出現(xiàn)越來越多逼真的特征屠缭。最后,許多不同獵食動物造成的自然選擇壓力相赁,合力打造出各方面都極為完美的擬態(tài)相寇。那些獵食動物沒有一個看見擬態(tài)的完美全貌,只有我們能钮科。
這似乎意味著只有我們?nèi)祟悏蚵斆骰缴溃拍苋轿恍蕾p昆蟲的精彩擬態(tài)。這未免太自命不凡了吧绵脯?不過我不接受這個解答佳励,另有理由休里。這就是:任何獵食動物,即使在某些情況中視力極為銳利赃承,也可能在其他情況中視力無從發(fā)揮妙黍。事實上,我們從自己熟悉的經(jīng)驗就足以體認(rèn)“視力”不能一概而論瞧剖,同一雙眼睛的表現(xiàn)拭嫁,從“不良”到“絕佳”都算正常,視狀況而定抓于。在陽光普照的大白天做粤,鼻尖正前方20厘米的一只竹節(jié)蟲,絕對難逃我的法眼捉撮。我會注意到它的長腿緊挨著軀干輪廓怕品。我也許會注意到它的身體呈現(xiàn)的對稱很不自然,真正的小細(xì)枝不會那么對稱的巾遭。但是肉康,要是我在傍晚穿過森林,同樣的眼睛恢总、同樣的大腦可能就無法分辨顏色黯淡的昆蟲與周遭觸目都是的樹枝。昆蟲的影像也許落到我視網(wǎng)膜的邊緣而不是視覺比較銳利的中央睬愤。昆蟲也許在150米開外片仿,落在我視網(wǎng)膜上的只是一個微小的影像。光線也許很差尤辱,我?guī)缀跏裁炊伎床灰姟?
事實上砂豌,昆蟲與樹枝的相似程度不論多么微不足道,光線光督、距離阳距,還有注意力等因素,都可能使視力不弱的獵食動物誤判结借。要是你想到一些例子筐摘,覺得怎么都不可能看錯,請你將光線調(diào)暗試試船老,或者走遠(yuǎn)一點兒再看咖熟。我的意思是:許多昆蟲因為與樹枝、樹葉或地面的糞粒有一丁點兒相似之處而保全了性命柳畔,當(dāng)時或者它距獵食者很遠(yuǎn)馍管,或獵食者出現(xiàn)時已是黃昏時分,或獵食者隔著霧在看它薪韩,或獵食者看到它時因為附近有發(fā)情的雌性而分心了确沸。另一方面捌锭,許多昆蟲因為與小樹枝相似得離奇而保全了性命,因為獵食者剛好距它們很近罗捎、光線也很好观谦,搞不好是同一頭哩。無論光的強(qiáng)度宛逗、與獵食者的距離坎匿、影像在視網(wǎng)膜上的位置,以及類似的變項雷激,重要的是它們都是連續(xù)變項替蔬。它們的測量值分布在“可見”與“不可見”這兩極之間,任何一點都可以是它們的值屎暇。從“可見”與“不可見”承桥,變化是連續(xù)的,鄰近的值之間差異可以小到難以察覺的地步根悼。這種連續(xù)變項孕育了連續(xù)凶异、漸變的演化。
戈爾德施密特的問題(究竟得多相似才占得到便宜)原來根本不是問題<费病(戈爾德施密特對自然選擇論有許多不滿剩彬,那個問題只是其中之一;他出道后矿卑,有很長一段時間都在宣揚(yáng)一種極端的信念:演化不是個積少成多的累進(jìn)過程喉恋,而是個大破大立的躍進(jìn)過程。)而且我們再度證明了“5%的視覺”也比沒有視覺好母廷。我視網(wǎng)膜邊緣上的視力轻黑,也許還不到視網(wǎng)膜中央?yún)^(qū)視力的5%呢。但是我的眼角余光仍然可以偵測到大卡車或公共汽車琴昆。由于我每天騎自行車上下班氓鄙,這個事實也許已救過我的性命呢。下雨天我?guī)е弊右瞪幔茄劬]注意到大卡車或公共汽車抖拦,很容易就做了輪下鬼啦。在暗夜中我的視力比起日頭正當(dāng)午時舷暮,必然5%都不到蟋座。許多人類祖先在午夜里也許就仗著能看見緊要東西的視力,才逃過一劫——例如附近的劍齒虎或前頭的懸崖——得以傳宗接代脚牍。
我們每個人有自己的切身體驗向臀,例如在暗夜中,都知道從伸手不見五指到一目了然兩者間诸狭,其實是一系列連續(xù)變化的階段券膀,鄰近的差異簡直無從分辨君纫,可是一步一腳印,每前進(jìn)一步都能享有實質(zhì)利益芹彬。任何人用過可變焦距雙筒望遠(yuǎn)鏡蓄髓,都能體會調(diào)節(jié)焦距是個連續(xù)的漸進(jìn)手續(xù),向正確焦點推進(jìn)的每一小步舒帮,相對于前一步都能改善視野的清晰程度会喝。逐漸旋轉(zhuǎn)一架彩色電視機(jī)的彩色平衡旋扭,就能發(fā)現(xiàn)從黑白到自然彩色事實上是個連續(xù)漸變過程玩郊。虹膜控制瞳孔的大小肢执,保護(hù)我們的視力不受強(qiáng)光的影響,讓我們在光線微弱時也看得見東西译红。我們都有夜里給車頭燈照得暫時失明的經(jīng)驗预茄,因此可以想象沒有虹膜的滋味。挺不愉快的侦厚,甚至危險耻陕,對吧?但是眼睛還不至于完全失去功能∨俾伲現(xiàn)在你知道了吧——“眼睛有許多零件诗宣,但是它們不能各自為政,眼睛是完美的功能體想诅,要不召庞,就一點兒功能都沒有!”(譯按:這句話的意思是“不完美的”侧蘸、“不完全的”眼睛不可能產(chǎn)生功能裁眯。)——去他的鹉梨,這么說不只錯了讳癌,而且不誠實,任何人只要花兩秒鐘回想自己熟悉的經(jīng)驗就不至于這么說了存皂。
讓我們回到問題5晌坤。好吧,人類的眼睛是從沒有眼睛的情況經(jīng)過一系列漸進(jìn)變化的X演化出來的旦袋。那么這些X每一個都能充分發(fā)揮功能骤菠,協(xié)助主子生存與生殖嗎?反對達(dá)爾文演化論(自然選擇論)的學(xué)者假定答案顯而易見疤孕,就是“不能”商乎。這個答案未免天真了些,我們已經(jīng)討論過了祭阀○钠荩可是回答“對的”就很明智嗎鲜戒?這倒不是顯而易見的,不過我認(rèn)為這是正確的答案抹凳《舨停看得見一點點比什么都看不見來得好,用不著多說赢底。但是我還有別的理由失都。我們在現(xiàn)代的動物中也可以發(fā)現(xiàn)各種中間型(過渡型)的眼睛。當(dāng)然幸冻,我不是說這些現(xiàn)代動物的眼睛都真的代表我們眼睛的祖先型粹庞。但是它們的確顯示:中間型的眼睛可以運(yùn)轉(zhuǎn)、發(fā)揮功能嘁扼。
有些單細(xì)胞動物體表有感光點信粮,這一點后面有光敏色素構(gòu)成的“屏幕”。這個屏幕攔截(接收)從某個方向射入的光線趁啸,動物因此對于光源有了“認(rèn)知”强缘。多細(xì)胞動物中,各種不同類型的蠕蟲與一些軟體動物都有類似的構(gòu)造不傅,但是含有光敏色素的細(xì)胞位于體表的一個小淺杯中旅掂。這種構(gòu)造利于偵測光線的方向,因為各個細(xì)胞可以負(fù)責(zé)攔截不同方向的光線访娶,于是就有了分工商虐。從處于一平面上的一小群感光細(xì)胞,演化成一個淺杯崖疤,再演化成深杯秘车,每一步無論多小,都能改進(jìn)視覺〗俸撸現(xiàn)在叮趴,要是你手邊已有一個很深的“眼杯”,只要將杯四周翻下去权烧,杯底翻上來眯亦,就成為一個沒有晶狀體的針孔相機(jī)了。從淺視杯到針孔相機(jī)般码,有一個逐步演進(jìn)的連續(xù)系列妻率。
針孔相機(jī)可以形成明確的影像,針孔越小板祝,影像就越清晰(但是黯淡)宫静,針孔越大影像越明亮(但是模糊)。海洋軟體動物鸚鵡螺,很像烏賊孤里,是一種奇怪的動物温技,身體居住在類似菊石(鸚鵡螺的古生代祖先化石)與箭石(烏賊祖先化石)的殼里。鸚鵡螺有一對針孔相機(jī)眼睛扭粱。這對眼睛與我們的基本上形狀相同舵鳞,但是沒有晶狀體,瞳孔只是一個小孔琢蛤,海水可以流入“眼球”里蜓堕。實際上,鸚鵡螺是個謎博其。它們的祖先演化出針孔相機(jī)眼睛已經(jīng)幾億年了套才,它們一直沒有發(fā)現(xiàn)晶狀體的奧秘嗎?有了晶狀體慕淡,影像就能既清晰又明亮背伴。我替鸚鵡螺著急,因為從它視網(wǎng)膜的構(gòu)造與功能看來峰髓,有了晶狀體之后視力就可以立即改善傻寂,而且大大地改善。就像一套立體聲音響携兵,有一流的擴(kuò)音器疾掰,可是唱盤上的針頭卻是鈍的。這樣的系統(tǒng)只消一個特定的改進(jìn)手續(xù)徐紧,就不同凡響静檬。在基因超空間里,鸚鵡螺似乎只要跨出一步就能走上一條改進(jìn)之道并级,享受立即拂檩、明顯的改良利益〕氨蹋可是它沒有跨出這一步稻励,為什么?英國薩塞克斯(SusseX)大學(xué)的蘭德(Michael Land)一直很納悶兒呀潭,我也很納悶兒钉迷。是因為必要的突變無法發(fā)生至非,鸚鵡螺的胚胎發(fā)育過程經(jīng)不起那樣的折騰钠署?我不相信,可是想不出更好的解釋荒椭。至少鸚鵡螺更凸顯了我們的論點:沒有晶狀體的眼睛比沒有眼睛好谐鼎。
有了眼杯之后,在針孔上覆蓋一層物質(zhì)趣惠,只要性質(zhì)有一點像晶狀體狸棍,都能改善影像身害,幾乎任何凸圓的、透明的草戈,或半透明的都成塌鸯。晶狀體的功能是:收集它表面上的光線,聚焦后投射在視網(wǎng)膜較小的面積上唐片。只要粗糙丙猬、原始的晶狀體出現(xiàn)了,就有連續(xù)费韭、累進(jìn)改善的機(jī)會茧球,厚一點、透明一點星持,減少影像扭曲的程度這個趨勢會止于至善——我們一眼就認(rèn)出的真正晶狀體抢埋。烏賊與章魚是鸚鵡螺的親戚(三者都屬軟體動物頭足綱),它們的眼睛都有真正的晶狀體督暂,與我們的很像揪垄,不過它們的祖先是獨(dú)立演化出整套照相機(jī)——眼睛的。根據(jù)蘭德的推測逻翁,眼睛使用9種基本原理(機(jī)制)形成影像福侈,在生命史上大部分都獨(dú)立演化過好幾次。舉例來說卢未,鸚鵡螺的眼睛使用碟形反射板機(jī)制肪凛,與我們的照相機(jī)——眼睛完全不同,可是這種機(jī)制許多不同的軟體動物與甲殼類動物(節(jié)肢動物)分別“發(fā)明”過好幾次辽社。(我們制造無線電望遠(yuǎn)鏡與最大的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡伟墙,也使用這種機(jī)制,因為大型鏡面比大的透鏡容易制造滴铅。)其他的甲殼動物擁有類似昆蟲的復(fù)眼戳葵,就是一大堆微小眼睛的集合體,還有一些軟體動物汉匙,我們前面說過拱烁,擁有與我們一樣的照相機(jī)——眼睛,或是針孔相機(jī)眼睛噩翠。這些不同類型的眼睛戏自,每一種都可以在現(xiàn)生動物中找到可算是“過渡”階段的形式,而且都能發(fā)揮功能伤锚。
反演化論的宣傳數(shù)據(jù)中擅笔,充滿了所謂的例子,證明“復(fù)雜的系統(tǒng)無法通過漸進(jìn)的過渡型演化出來”。不過從另一個角度來看猛们,它們往往只不過是我們第二章談過的“難以置信”論證念脯,毫無價值。例如《長頸鹿的脖子》討論過眼睛之后弯淘,繼續(xù)討論投彈手甲蟲(bombardier beetle):
(這種甲蟲)朝敵人面龐噴出一種致命的混合液體绿店,含有對苯二酚(hydroquinone,譯按:美白化妝品的主成分)與過氧化氫(即消毒用的雙氧水)庐橙。這兩種化學(xué)物質(zhì)一旦混合就會爆炸惯吕。為了在體內(nèi)安全地儲存它們,投彈手甲蟲演化出了一種化學(xué)抑制劑怕午,使它們和平共存废登。甲蟲從尾巴噴射毒液的那一刻,加入抗抑制劑郁惜,使混合液恢復(fù)爆炸性質(zhì)堡距。這個精妙的復(fù)雜、協(xié)作過程如何演化兆蕉?以一系列簡單的生物步驟就能完成嗎羽戒?我認(rèn)為完全不成。因為所涉及的化學(xué)平衡只要出了微小的差錯虎韵,甲蟲就會爆炸易稠。
我找一位生物化學(xué)的同事要了一瓶雙氧水,以及分量相當(dāng)于50只投彈手甲蟲體內(nèi)的對苯二酚“叮現(xiàn)在我就要將它們混合驶社。根據(jù)前述,混合液會炸到我的臉上测萎。我已經(jīng)將它們混合了……
哈哈亡电,我還坐在這兒。我剛剛將雙氧水倒進(jìn)對苯二酚里硅瞧,什么都沒有發(fā)生份乒。混合液甚至沒有發(fā)熱腕唧。我當(dāng)然知道這么做不會有事:我才不是傻瓜呢或辖。什么“對苯二酚與過氧化氫這兩種化學(xué)物質(zhì)一旦混合就會爆炸”,根本是狗屎枣接!盡管創(chuàng)造論信徒輾轉(zhuǎn)傳抄颂暇,也沒有成真。(咦月腋!不是謊言說100遍就會成真嗎蟀架?)對了,要是你對投彈手甲蟲真的發(fā)生了興趣榆骚,告訴你真相也不妨片拍。沒錯,這種甲蟲會噴出灼熱的毒液對付敵人妓肢,正是對苯二酚與過氧化氫的混合液捌省。但是對苯二酚與過氧化氫不會發(fā)生劇烈的反應(yīng),除非加入一種催化劑(觸媒)碉钠。投彈手甲蟲做的就是這事纲缓。至于這個毒液系統(tǒng)的演化前驅(qū),無論過氧化氫還是對苯二酚家族喊废,在甲蟲體內(nèi)都有其他用途祝高。它們的祖先不過“征用”了兩種體內(nèi)早已存在的化學(xué)分子,開發(fā)出它們的新用途污筷。通常演化就是這么回事工闺。
《長頸鹿的脖子》討論投彈手甲蟲的那一頁,有這么一個問題:“半個肺有什么用瓣蛀?自然選擇會掃除配備這些怪玩意兒的生物陆蟆,而不是揀選它們⊥镌觯”一個健康的成人叠殷,每一側(cè)的肺都有3億個氣泡,位于分枝的氣管系統(tǒng)中每一根支氣管的尖端诈皿。這些支氣管的建構(gòu)方式林束,與第三章圖2最下方的生物形很像。在那幅樹形圖里樹枝分枝的次數(shù)是8稽亏,由“基因9”決定诊县。所以樹枝尖端的數(shù)目共有2的8次方,就是256個措左。圖2由上到下依痊,樹枝尖端逐個加倍。為了產(chǎn)生3億個分枝怎披,只要連續(xù)加倍29次即可胸嘁。請留意:從一個單獨(dú)肺泡到微肺泡,有一個連續(xù)階梯可以攀登凉逛,每登一級就多一次分枝機(jī)會性宏。這個變化可以用29次分枝完成,我們可以天真地將這個過程想象成在基因空間中堂堂地走上29步状飞。
在肺里毫胜,氣管不斷分枝的結(jié)果书斜,就是表面積超過60平方米。面積是肺的重要變項酵使,因為面積決定了肺吸收氧氣荐吉、排出二氧化碳的速率。讀者想必已經(jīng)看出來了口渔,面積是個連續(xù)變量样屠。面積不是那種全有或全無的東西。面積是可以多一些或少一些的東西缺脉。肺比大多數(shù)東西還要容易逐步漸變痪欲,從0一直到60平方米晃危。
許多病人動手術(shù)切除一側(cè)的肺锦聊,仍然能四處走動,有些人肺表面積只剩下正常人的三分之一嗽冒。他們也許能走礁扮,但是不能走遠(yuǎn)陨亡,也不能走得很快。那正是我想提醒讀者的地方深员。逐漸減少肺的表面積對存活的影響负蠕,不以“全有或全無”模式表現(xiàn)。病人走路的能力會受影響倦畅,可是影響力以一條連續(xù)平滑的上升曲線顯現(xiàn)遮糖,與切除面積成比例。也會以同樣的模式影響余命叠赐;并不存在一個臨界值欲账,只要低于它就會送命。一旦肺的表面積低于理想值以下芭概,死亡的概率就會大增赛不,可是增加的模式仍然是逐步的,而不是躍進(jìn)式的罢洲。(肺的表面積高于理想值的話踢故,死亡風(fēng)險也會增加,但是理由不同惹苗,與生理系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模有關(guān)殿较,這里不贅述。)
我們幾乎可以確定桩蓉,我們最早演化出肺臟的祖先淋纲,是生活在水中的。我們觀察現(xiàn)代魚類院究,可以得到一些線索洽瞬,想象它們當(dāng)初是怎么呼吸的本涕。大多數(shù)現(xiàn)代魚類在水中以鰓呼吸,但是許多魚生活在泥濘的沼澤中伙窃,必須到水面上直接吸入空氣菩颖。它們嘴里的氣泡可以勉強(qiáng)充作肺,有時氣泡增大对供,成為富含血管的呼吸囊位他。我們前面已經(jīng)討論過了氛濒,一個單獨(dú)的呼吸囊只要不斷地分枝下去产场,就能發(fā)展成一個含有3億氣泡的分枝系統(tǒng),像我們正常人的肺一樣舞竿,也就是說想象一個氣泡與3億個氣泡系統(tǒng)之間有一個連續(xù)的X系列并不困難京景。
有趣的是,許多現(xiàn)代魚類保留了當(dāng)初那個單獨(dú)的氣泡骗奖,賦予它完全不同的任務(wù)确徙。雖然它當(dāng)年一開始扮演的是“呼吸器”,卻在演化過程中變成鰾执桌。鰾是非常巧妙的裝置鄙皇,功能像水位計(hydrostat),使魚兒能在水中一直保持平衡仰挣。動物體內(nèi)要是沒有空氣囊伴逸,一般而言就會比同體積的水稍重一些,所以會沉到水底膘壶。鯊魚必須不斷地游動错蝴,才不致沉入水中,就是這個緣故颓芭。動物體內(nèi)的空氣囊若很大顷锰,像我們的肺一樣,就會浮在水面上亡问。在這兩個情況之間官紫,存在著各種可能性,空氣囊要是大小適中州藕,動物就不下沉也不浮起万矾,而是處于水中固定深度,既穩(wěn)當(dāng)又不費(fèi)力慎框。這是現(xiàn)代魚類(硬骨魚)新演化出來的本領(lǐng)良狈,鯊魚這種古老魚類(軟骨魚)就沒有。現(xiàn)代魚不像鯊魚笨枯,不必浪費(fèi)精力維持身體在水中的深度薪丁。它們的鰭與尾巴只需負(fù)責(zé)前進(jìn)的方向與速度遇西。它們也不需要從外界取得空氣注入鰾中,它們體內(nèi)有特殊的腺體制造氣體⊙鲜龋現(xiàn)代魚以這些腺體與其他方法準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)鰾里的氣壓粱檀,精確地維持身體在水中的平衡。
有幾種現(xiàn)代魚可以離水而居漫玄。最極端的例子是印度攀鱸(Indian climbing perch)茄蚯,它幾乎不必回到水中。它獨(dú)立演化出一種不同的肺——圍繞著鰓的氣囊睦优。其他的魚基本上仍是水棲動物渗常,但是會登陸做短暫的停留。我們的祖先大概也這么干過汗盘。它們的登陸活動值得一談皱碘,因為登陸的時間可以連續(xù)變化,從永久到零隐孽。要是你是一條魚癌椿,主要在水中生活、呼吸菱阵,偶而登陸冒險一回踢俄,也許只是在干旱時期不甘坐以待斃,所以“走出去”晴及,從一個泥坑轉(zhuǎn)進(jìn)另一個泥坑都办,要是你有半個肺,甚至1%個肺抗俄,生機(jī)都能提升脆丁。你的肺究竟原始到什么程度都沒有關(guān)系,重要的是:那個肺可以讓你在陸上生存得久一點动雹。時間是連續(xù)變量槽卫。水中呼吸與空氣呼吸的動物并沒有截然的區(qū)別。不同的動物或者花99%的時間在水中胰蝠,或者98%歼培、97%等等,直到0%茸塞。這一路上躲庄,肺的面積哪怕只增加一點點都能增加存活的能力。這是一條連續(xù)钾虐、漸進(jìn)的道路噪窘。
半個翅膀有什么用?翅膀怎么開始演化的效扫?許多動物從一棵樹跳到另一棵樹倔监,有時跌落地面直砂。特別是小動物,可以用整個身體表面兜住空氣浩习,協(xié)助它們穿梭樹間静暂,或者阻止跌勢。任何增加身體表面積與重量比例的趨勢都有幫助谱秽,例如在關(guān)節(jié)處長出一片皮膚褶洽蛀。于是朝向滑翔翼演化的一系列連續(xù)、漸變的X就有可能出現(xiàn)了疟赊,這整個演變的終點就是可以上下?lián)鋭拥某岚蚪脊S貌恢f,最早擁有原始翅膀的動物有些距離跳不過听绳。同樣用不著多說的是:無論原始的翅膀有多原始颂碘、多粗陋异赫,只要能增加身體的表面積椅挣,就能協(xié)助主子跳過某個距離,而沒有翅膀硬是跳不過塔拳。
另一方面鼠证,要是原始翅膀的功能是阻止動物的跌勢,你不能說:“除非那翅膀達(dá)到一定尺寸靠抑,否則一點用也沒有量九。”我們已經(jīng)討論過了颂碧,最初的翅膀無論是什么德行都不重要荠列。世上必然有個高度,沒有配備原始翅膀的個體要是墜落地面载城,一定摔斷脖子肌似,而配備了的,就能幸存诉瓦。在這么一個關(guān)鍵高度川队,任何提升身體表面積的改進(jìn)(以有效阻止跌勢),都攸關(guān)生死睬澡。所以自然選擇青睞那不起眼的原始翅膀固额。一旦族群中幾乎個個都配備了原始翅膀,決生死的高度就會稍稍提升一點煞聪。因此原始翅膀的任何增長都能判陰陽斗躏、別幽明。如此這般昔脯,叫人贊嘆的翅膀終于出現(xiàn)了啄糙。
這個連續(xù)演化過程馋艺,每個階段都可以在現(xiàn)有動物中找到優(yōu)美的例證。有些青蛙以腳趾間的巨蹼在空中滑翔迈套,樹蛇以扁平的身子兜住空氣捐祠,阻止跌勢,還有身體長出皮膚褶的蜥蜴桑李;好幾種不同的哺乳類以上下肢之間的皮膜滑翔踱蛀,我們因此可以遙想當(dāng)年蝙蝠的飛膜是怎么開始演化的。世上不僅常見“半個翅膀”贵白,1/4個翅膀率拒、3/4個翅膀等等亦所在多有,與創(chuàng)造論者所說的正相反禁荒。要是我們還記得無論形狀是什么樣的小動物猬膨,往往都能輕盈地飄浮在空氣中,前面討論的“飛行的連續(xù)發(fā)展階段”就益發(fā)令人信服了呛伴。因為動物體積也是個連續(xù)變量勃痴。
“經(jīng)過許多步驟累積的微小變化”是極其有力的概念,能夠解釋一大片事物热康,其他的概念全都無法解釋沛申。蛇毒怎么開始演化的?許多動物都會以口齒咬敵自衛(wèi)姐军,只要唾液中含有蛋白質(zhì)铁材,一旦進(jìn)入對手的傷口,就可能引起過敏反應(yīng)奕锌。即使被所謂的無毒蛇咬傷著觉,有些人都可能覺得痛苦不堪。從普通唾液到致死毒液惊暴,是一個連續(xù)饼丘、漸變的序列。
耳朵怎么開始演化的缴守?只要讓皮膚接觸震動源葬毫,任何一片皮膚都能偵測震動。這是觸覺的自然延伸屡穗。自然選擇很容易強(qiáng)化這種感覺贴捡,只要逐步增加皮膚的敏感度就成了,最后連最輕微的接觸震動都能察覺村砂。這時皮膚已經(jīng)十分敏感烂斋,空氣傳導(dǎo)的震動,只要強(qiáng)度夠、距離近就能自然地察覺汛骂。自然選擇會青睞特別化的感官——耳朵——的演化罕模,以這個感官捕捉遙遠(yuǎn)震動源發(fā)出的空氣傳導(dǎo)震動。我們很容易看出這是一條連續(xù)的演化道路帘瞭,感官的敏感度會逐步淑掌、漸進(jìn)增強(qiáng)〉睿回聲定位的本領(lǐng)是怎么開始演化的抛腕?有聽覺的動物也許就能聽到回聲。盲人往往學(xué)習(xí)利用這些回聲媒殉。哺乳類祖先只要有一丁點兒這樣的本領(lǐng)担敌,就足夠自然選擇施展了;自然選擇錘煉這個原始的本事廷蓉,將它逐步全封、漸進(jìn)地改善,終于打造成蝙蝠的回聲定位系統(tǒng)桃犬。
5%的視覺比沒有視覺要好刹悴。5%的聽覺比沒有聽覺要好。5%的飛行效率比不能飛要好疫萤。我們觀察到的每一個器官或裝備颂跨,都是動物空間中一條連續(xù)敢伸、圓滑軌跡的產(chǎn)品扯饶,在這條軌跡上每前進(jìn)一步,存活與生殖的機(jī)會就增加一分池颈。這個想法完全可信尾序。無論什么地方我們發(fā)現(xiàn)一只活的動物有個X,X代表一個復(fù)雜的器官躯砰,不可能在動物空間中憑偶然性一步就創(chuàng)造出來每币,那么根據(jù)以自然選擇為機(jī)制的演化論(達(dá)爾文理論),我們可以推論:動物擁有一部分X必然比沒有X要好過琢歇,X加多一點點比維持原狀好過兰怠,完整的X比九成的X好過。我接受這些命題李茫,毫無困難揭保,無論X是眼睛;是耳朵魄宏,包括蝙蝠的耳朵秸侣;是翅膀;是以偽裝或擬態(tài)自保的昆蟲;蛇的上下顎味榛;刺椭坚;布谷鳥利用其他鳥種為自己孵育幼雛的習(xí)慣;總之搏色,所有反演化論文獻(xiàn)中用來駁自然選擇論的例子善茎。我也同意:對許多可以想象的X,上面的斷言并不成立频轿;許多想象得到的演化路徑上巾表,處于中間階段并不會比前一階段更好。但是那些X在真實世界中沒有發(fā)現(xiàn)過略吨。
達(dá)爾文在《物種起源論》(1859年11月第一版)中寫道:
如果世上有任何復(fù)雜的器官集币,不能以許多連續(xù)的微小改良造成,我的理論就垮了翠忠。
125多年了鞠苟,我們對動植物的了解比達(dá)爾文多得多了,可是據(jù)我所知秽之,還沒有發(fā)現(xiàn)任何一個這樣的例子当娱。我不相信我們會發(fā)現(xiàn)這樣的例子。果真發(fā)現(xiàn)了(它必須是個真正復(fù)雜的器官考榨,而且本書以下各章會討論到跨细,對于“微小”這個形容詞,你必須謹(jǐn)慎)河质,我就不再相信達(dá)爾文演化論了冀惭。
有時候,逐漸變化的中間階段(演化史)在現(xiàn)代動物的身體上留下了清楚的烙印掀鹅,甚至以“最終產(chǎn)物一點都不完美”這個事實來提醒我們散休。古爾德寫過一篇精彩的專欄文章《熊貓的拇指》(1976),將這一點發(fā)揮得淋漓盡致:不完美的器官比完美的器官更適合當(dāng)作支持演化論的證據(jù)乐尊。我只想提出兩個例子戚丸。
生活在海底的魚,要是身體扁扔嵌、貼近海床限府,會很有利。生活在海底的扁魚有兩大類痢缎,它們非常不同胁勺。一種是鯊魚的親戚,鰩魚與魟魚(skates and rays)牺弄,它們的身體也許可以用“毫不出奇的扁平”來形容姻几。它們的身體向兩側(cè)發(fā)育宜狐,最后形成“巨翅”。它們就像讓壓路機(jī)碾過的鯊魚蛇捌,可是仍保持身體原來的對稱模式抚恒,而且上下的軸線也保留了。鰈魚络拌、鰨目魚俭驮、大比目魚以及它們的親戚,是以不同的方式變成扁魚的春贸。它們都是硬骨魚(現(xiàn)代魚)混萝,身體里有鰾,與鯡魚萍恕、鱒魚是親戚逸嘀,而與鯊魚(軟骨魚)沒有關(guān)系。硬骨魚與鯊魚不同允粤,一般說來身體朝縱軸發(fā)展崭倘。例如鯡魚身體兩側(cè)向中央貼近,給人的感覺是它比較“高”类垫。它的側(cè)面扁平寬闊司光,是“游泳面”,以頭尾縱軸(脊柱)上的波浪運(yùn)動推動身體前進(jìn)悉患。因此鰈魚残家、鰨魚的祖先到海底生活后,很自然地就以一個側(cè)面躺在海床上售躁,而不像鰩魚與魟魚的祖先以腹面貼著海床坞淮。但是這樣做引發(fā)了一個問題:一只眼睛永遠(yuǎn)向下貼近海床,一點用處都沒有迂求。它們在演化過程中解決了這個問題:將“底下”的眼睛移到上面來碾盐。(譯按:這就是“比目”一詞的由來。)
這個眼睛移位的現(xiàn)象揩局,每一條硬骨扁魚在發(fā)育過程中都會重演一遍。幼魚起先在接近水面的地方活動掀虎,它的體態(tài)與鯡魚一樣凌盯,左右對稱,兩側(cè)貼近中央垂直線烹玉。然后它的顱骨開始以一種奇怪的不對稱方式繼續(xù)發(fā)育驰怎,并扭轉(zhuǎn)過來,于是它的一只眼睛二打,就說是左眼好了县忌,向另一側(cè)移動,最后通過顱頂,到達(dá)右側(cè)症杏。這時幼魚已經(jīng)到海底生活了装获,一側(cè)身體朝上,兩只眼睛都在朝上的一面厉颤,一副奇怪的德行穴豫,像畢加索的畫一樣。對了逼友,有的扁魚種右側(cè)朝下精肃,有的左側(cè),有的左右不拘帜乞。
硬骨扁魚的整個頭骨是扭曲司抱、變形了的,因此我們可以推測它的起源黎烈。它看來一點兒都不完美状植,反而是有力的證據(jù),顯示它是一步一步演變而成的怨喘,是特定歷史的產(chǎn)物津畸,而不是有意設(shè)計的。任何一位通情達(dá)理的設(shè)計師必怜,要是有機(jī)會從零開始自由創(chuàng)造一條扁魚肉拓,絕不會搞出這么一種怪物來。我猜大部分通情達(dá)理的設(shè)計師都會以類似鰩魚的形態(tài)為設(shè)計的原型梳庆。
但是演化從來不是從零開始的故事暖途。它必然從現(xiàn)成的東西開始。以鰩魚的祖先來說膏执,它的演化起點必然是類似鯊魚的軟骨魚驻售。一般來說,鯊魚與鯡魚之類的硬骨魚不同更米,不是兩側(cè)朝中央靠攏的扁魚欺栗。要說鯊魚像個什么吧,它可說是上背有點兒貼下腹的扁魚征峦。也就是說迟几,第一批到海底生活的某些古代鯊魚,為了適應(yīng)海底的物理條件栏笆,以它們的既有形態(tài)而言类腮,很容易走上朝向鰩魚形態(tài)演化的途徑,于是經(jīng)過逐步蛉加、漸進(jìn)的演變蚜枢,它們的上背越來越貼著下腹缸逃,身子越來越扁了,海底的條件使這個發(fā)展每前進(jìn)一步都對它們有利厂抽。
另一方面需频,鰈魚、大比目魚的祖先是像鯡魚一樣的“扁魚”修肠,就是兩側(cè)互相貼近的魚贺辰,它們到了海底后,以一側(cè)躺在海底嵌施,比以(像刀背一般窄的)腹部費(fèi)力地維持身體平衡省力得多饲化。即便它的演化之旅注定要抵達(dá)它們今日的模樣——頭骨必須變形,使兩只眼睛都位于同一側(cè)吗伤,這是個復(fù)雜而且可以說是個費(fèi)事的過程——即便鰈魚變成扁魚的方式最后證明對硬骨魚而言也是最佳設(shè)計吃靠,它演化必經(jīng)的各個階段比起以身體一側(cè)躺在海底的“對手”,至少在短期內(nèi)并無優(yōu)勢可言足淆。對手只要因勢利導(dǎo)巢块,只要躺下幾乎就大功告成了。在基因超空間里巧号,從自由浮游的硬骨魚到以身體一側(cè)躺在海底族奢、頭骨變形的扁魚,有一條平滑的軌跡丹鸿≡阶撸可這些硬骨魚與以腹面躺在海底的扁魚之間就沒有。理論上有靠欢,要是真的實現(xiàn)的話廊敌,一路上處于各個連續(xù)變化階段的個體都不會是成功的魚。不錯门怪,它們的競爭劣勢只是短期的骡澈,但是在生命世界中,只爭朝夕掷空。
一條演化發(fā)展途徑即使是可以想象的肋殴,而且到達(dá)終點的生物可以獲得的利益處于起點的個體無從享受,要是在現(xiàn)實中處于過渡階段的個體缺乏競爭優(yōu)勢拣帽,這條途徑也無從實現(xiàn)疼电。我的第二個例子是我們的視網(wǎng)膜,或者應(yīng)該說所有脊椎動物的視網(wǎng)膜减拭。視神經(jīng)是12對腦神經(jīng)中的第二對,它與任何神經(jīng)一樣区丑,是一條很粗的電纜拧粪,包含一束電線(神經(jīng)纖維)修陡,每根電線都有絕緣體(脂質(zhì)的神經(jīng)鞘)包裹。視神經(jīng)有300萬條神經(jīng)纖維可霎,每一條都是視網(wǎng)膜上一個神經(jīng)元向大腦傳遞視訊的“熱線”魄鸦。你可以把視神經(jīng)想象成一條電纜,從一塊包括300萬個感光單元的感光板連接到大腦中負(fù)責(zé)分析視訊的計算機(jī)上癣朗。事實上每根視神經(jīng)纖維傳送的信息拾因,都不是原始數(shù)據(jù)(raw data),而是許多感光神經(jīng)元的原始數(shù)據(jù)經(jīng)過初步處理后的結(jié)果旷余。視神經(jīng)纖維的神經(jīng)元本體分布在整片視網(wǎng)膜上绢记。每一個眼球的視神經(jīng)纖維集合起來就成為視神經(jīng)帅掘。
任何一個工程師都會很自然地假定視網(wǎng)膜神經(jīng)元會朝向光源寸宵,它們的“電線”(神經(jīng)纖維)朝向大腦胚迫。要是感光單元居然背向光源衙熔,而電線從比較接近光源的一側(cè)離開“感光板”兴使,他們一定會覺得可笑募书、不可思議异雁。然而脊椎動物的視網(wǎng)膜正是這樣設(shè)計的华临。視網(wǎng)膜位于眼球表面窘行,視神經(jīng)元組成柱狀的功能單位(與眼球表面垂直)饥追,含有光敏色素的神經(jīng)元(桿狀細(xì)胞與錐狀細(xì)胞)位于最上端,依序是次級神經(jīng)元罐盔,發(fā)出視神經(jīng)纖維的神經(jīng)元在神經(jīng)柱的底端但绕。每根神經(jīng)柱從底下發(fā)出神經(jīng)纖維,貼著視網(wǎng)膜內(nèi)面爬行翘骂,向一個點集中壁熄,再由那一點“鉆出”眼球,成為視神經(jīng)進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)碳竟。(因此那一點不可能有任何感光神經(jīng)元草丧,叫作“盲點”。)可是眼球埋藏在眼窩中莹桅,視網(wǎng)膜其實朝向大腦昌执,而不是光源,因此感光神經(jīng)元(桿狀細(xì)胞與錐狀細(xì)胞)反而是視覺神經(jīng)柱里距光源最遠(yuǎn)的單位诈泼,而視神經(jīng)纖維卻朝向光源懂拾。更糟的是:朝向光源的視網(wǎng)膜“底部”爬滿了“電線”,光線得先穿過電線叢林才能刺激感光細(xì)胞铐达,這么一折騰信息至少會稀釋甚至被歪曲吧岖赋?(事實上似乎沒有什么大礙,即便如此瓮孙,這種違反設(shè)計原則的安排唐断,任何講究條理的工程師還是不免抓狂选脊。)
我不知道視網(wǎng)膜這種奇怪的設(shè)計該如何解釋。當(dāng)年的演化過程現(xiàn)在已無從尋繹脸甘。但是我愿打賭恳啥,它與我們前面討論過的“演化軌跡”有關(guān)。在現(xiàn)實生物界里(請回想計算機(jī)中的“生物形國度”)丹诀,改造今日的視網(wǎng)膜首先得逆溯它當(dāng)年的演化軌跡返回祖先型钝的,再朝向理想型重新演進(jìn)。在動物超空間中也許真有這么一條理想的演化軌跡铆遭,只不過在實踐過程中處于中間階段的個體“暫時”無法與祖先型競爭硝桩,理想終歸畫餅。生命苦短疚脐,只爭朝夕亿柑。中間型搞不好比革命對象的祖先型還糟,“有夢最美”棍弄,卻改變不了生物界的現(xiàn)實:今天都活不了了望薄,談什么明天!此時此刻才是最真實的呼畸。
根據(jù)以比利時古生物學(xué)家多洛(Louis Dollo痕支,1857~1931)命名的“多洛定律”(Dollo’s Law),演化是不可逆的蛮原。許多人往往將它與唯心論者喜歡瞎扯的什么“進(jìn)步是無可阻擋的”混淆了卧须,而且他們還經(jīng)常人云亦云地胡扯“演化違反了熱力學(xué)第二定律”。[根據(jù)物理學(xué)家儒陨、小說家斯諾(C. P. Snow花嘶,1905~1980)的看法,受過良好教育的人有一半了解熱力學(xué)第二定律蹦漠,他們明白:要是嬰兒發(fā)育都不違反熱力學(xué)第二定律的話椭员,演化怎么可能違反呢!]演化的一般趨勢當(dāng)然不是不可逆的笛园。要是有段期間鹿角表現(xiàn)了逐漸增大的趨勢隘击,然后它朝相反的方向發(fā)展(越來越小)研铆,最后“恢復(fù)”原形埋同,不會有什么困難。多洛定律的真義不過是:重蹈完全相同的演化軌跡(或任何特定軌跡)棵红,不論正向還是逆向凶赁,以統(tǒng)計學(xué)的觀點來看都是不大可能的。單獨(dú)的突變步驟很容易逆轉(zhuǎn),回到原點哟冬。但是大量的突變步驟楼熄,即使在只有9個基因控制的生物形空間里忆绰,事過境遷之后想亦步亦趨完全重演一遍浩峡,都會因為可能的軌跡太多了,機(jī)會極為渺茫错敢。真實動物的基因組中基因的數(shù)目太大了翰灾,更不必說了。(譯按:估計人類基因組中只有兩萬多個基因稚茅。)因此多洛定律毫無神秘費(fèi)解之處纸淮,也不是我們需要到田野“測驗”的假說。只要懂基本的統(tǒng)計學(xué)(基本的概率定律)亚享,就能推演出多洛定律咽块。
在動物空間中,想“重蹈覆轍”亦步亦趨地走完相同的演化軌跡欺税?(譯按:“踏著先烈的血跡前進(jìn)侈沪!”)門兒都沒有!至于兩個不同的演化世系從兩個不同的起點晚凿,居然“殊途同歸”抵達(dá)同一個終點亭罪?絕無僅有,同理可證歼秽。
可是自然選擇的力量因而更令人驚訝应役,因為我們在自然界可以發(fā)現(xiàn)許多例子,不同的演化世系從迥異的起點竟然像是殊途同歸燥筷,抵達(dá)了看來相同的終點箩祥。那些殊途同歸的例子,我們叫作趨同演化(convergence)肆氓,的確令人憂慮袍祖,難道我們剛剛在討論多洛定律的段落里所做的推論經(jīng)不起田野的考驗?可是一旦我們仔細(xì)觀察了細(xì)節(jié)做院,就會發(fā)現(xiàn)“趨同”其實只是“表象”盲泛。只要深入細(xì)節(jié),它們的狐貍尾巴就露出來了键耕。顯示各個演化世系都有獨(dú)立起源的證據(jù)寺滚,全都難逃法眼。舉例來說屈雄,章魚的眼睛與我們的很像村视,但是它們的視神經(jīng)纖維不像我們是從視網(wǎng)膜迎光面離開眼球的。就這一點而言酒奶,章魚眼睛的設(shè)計才通情達(dá)理蚁孔。章魚屬于無脊椎動物(軟體動物頭足綱)奶赔,我們是脊椎動物(哺乳綱),雖然配備了看來類似的眼睛杠氢,細(xì)節(jié)卻難掩各自的演化淵源站刑。
這種表面上的趨同相似往往極其詭異,我要舉出幾個例子來討論鼻百,以結(jié)束本章绞旅。這些例子將自然選擇創(chuàng)造優(yōu)良設(shè)計的力量展露得淋漓盡致∥峦В可是表面相似的設(shè)計仍有差異因悲,透露了各自的演化淵源(起點與歷史)。生物演化的基本原理是:要是一個設(shè)計(design)優(yōu)良到值得演化一次勺爱,這個設(shè)計原理(design principle)就值得在動物界從不同的起點晃琳、不同的族系再演化一次。為了說明這一點琐鲁,我們用來討論優(yōu)良設(shè)計的“回聲定位”仍然是最好的例子卫旱。
我們對“回聲定位”的知識,大部分來自對蝙蝠的研究(與人工儀器)绣否,但是許多與蝙蝠關(guān)系疏遠(yuǎn)的動物也有利用“回聲定位”的本事誊涯。至少有兩種鳥類也會利用回聲,鯨豚類的“回聲定位”本領(lǐng)更是高超蒜撮。此外暴构,蝙蝠中我們幾乎可以確定至少有兩種分別“發(fā)明”了“回聲定位”法。那兩種鳥兒分屬不同的“目”段磨,一是南美洲的嚎泣鳥(guacharo取逾,夜行、以水果維生苹支;夜鷹目)砾隅,另一群是東南亞的金絲燕(雨燕目),華人視為補(bǔ)品的燕窩就是它們的巢债蜜。它們都在洞穴深處棲息晴埂,那里光線黯淡,甚至光線穿不透寻定,它們都會發(fā)出咂舌聲儒洛,利用回聲在黑暗中巡弋。人類聽得見它們的咂舌聲狼速,與蝙蝠發(fā)出的超聲波不同琅锻。它們也沒有發(fā)展出蝙蝠的高級回聲定位本領(lǐng)。它們的咂舌聲不是調(diào)頻(FM)的,似乎也不適合用來做多普勒計算恼蓬。也許它們與食果蝙蝠(Rousettus)一樣惊完,只是測量咂舌聲與回聲之間的時間差(以測量距離)。
這兩種鳥獨(dú)立發(fā)明了“回聲定位”本領(lǐng)处硬,與蝙蝠的無關(guān)小槐,我們可以完全確定,而且它們也是分別獨(dú)見創(chuàng)獲的郁油。這套推理過程演化學(xué)者經(jīng)常使用本股。我們觀察了幾千種鳥,發(fā)現(xiàn)它們大部分沒有以“回聲”定位的本領(lǐng)桐腌。只有分屬兩個“目”的小“屬”練成“回聲定位”,它們除了都生活在洞穴中苟径,別無其他相似之處案站。雖然我們相信所有鳥類與蝙蝠必然有過共同祖先(只要我們回溯得夠遠(yuǎn)),那個共同祖先也是所有哺乳類與鳥類的共同祖先(因為蝙蝠是哺乳類)棘街。絕大多數(shù)哺乳類與絕大多數(shù)鳥類都不使用“回聲定位”蟆盐,因此可以合理推斷它們的共同祖先也不會以“回聲定位”(也不會飛——飛行是另一個獨(dú)立演化過好幾次的技術(shù))。于是我們可以推論:“回聲定位”技術(shù)是鳥類與蝙蝠獨(dú)自發(fā)明的遭殉,就像英國石挂、美國、德國的科學(xué)家分別發(fā)明了雷達(dá)一樣险污。運(yùn)用同樣的推理痹愚,我們可以得到“嚎泣鳥與金絲燕的共同祖先不懂得‘回聲定位’”的結(jié)論,而且這兩個屬的“回聲定位”功夫是分別演化出來的蛔糯。
同樣拯腮,在哺乳類中,蝙蝠不是唯一獨(dú)立演化出“回聲定位”的群體蚁飒。其他的哺乳類动壤,例如樹鼬、老鼠淮逻、海豹琼懊,似乎也會利用回聲,不過它們與盲人一樣爬早,這種本領(lǐng)還沒發(fā)展到成熟的境界哼丈,唯一可以與蝙蝠別苗頭的是鯨豚。鯨豚大別為兩類凸椿,就是有齒與無齒兩群削祈。用不著說,它們都是陸棲哺乳類的苗裔∷枰郑可是它們也許源自不同的陸棲哺乳類祖先咙崎,分別發(fā)明了水棲本領(lǐng)與裝備。有齒鯨包括抹香鯨吨拍、虎鯨褪猛,以及各種海豚,它們以顎捕食羹饰,主要是體形稍大的魚和魷魚伊滋。好幾種有齒鯨頭部都有復(fù)雜的“回聲定位”裝備,其中只有海豚科學(xué)家深入研究過队秩。
海豚會發(fā)出快速的高頻咂舌音笑旺,有些我們聽得見,有些是超聲波馍资,我們聽不見筒主。海豚頭上像是戴了瓜皮帽,有個鼓起的圓頂鸟蟹,看來與英國空軍“寧錄”預(yù)警機(jī)(Nimrod)機(jī)首上鼓起的奇異雷達(dá)圓頂頗為相似——真是個令人愉快的巧合乌妙,不是嗎?(譯按:寧錄是諾亞的曾孫建钥,“是歷史上第一強(qiáng)人”藤韵。見《圣經(jīng)·創(chuàng)世紀(jì)》第十章八節(jié)。)科學(xué)家推測海豚的圓顱頂里有聲納信號發(fā)射系統(tǒng)熊经,但是詳情仍不明泽艘。海豚像蝙蝠一樣,平衬嗡眩“巡航”時以較緩慢的速度發(fā)出咂舌聲悉盆,一旦接近獵物,就會轉(zhuǎn)成高速(每秒400次)馋吗。其實海豚“聲納”的“巡航速率”也很快焕盟。生活在淡水中的海豚(如印度河、亞馬孫河海豚)宏粤,論“回聲定位”的本領(lǐng)脚翘,最具冠軍相,因為它們的棲境在混濁的河水中绍哎。但是大洋中的海豚来农,以某些測驗結(jié)果來看,也相當(dāng)出色崇堰。一頭大西洋瓶鼻海豚憑它的聲納就能區(qū)分不同的幾何形沃于,如同樣面積的圓形涩咖、方形、三角形繁莹。在兩個目標(biāo)中檩互,它能分辨哪個距離它較近;那是兩米開外咨演、相距不到3厘米的兩個對象闸昨。20米外,只有高爾夫球一半大小的球薄风,它也偵測得到饵较。這種表現(xiàn)比起人類的視力,在光天化日之下不見得好遭赂,但是在月光下大概就好多了循诉。
有些人認(rèn)為海豚其實能夠毫不費(fèi)力地互相傳遞“心像”(mental pictures),這個想法令人神往嵌牺,但也不算離譜打洼。科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)它們的發(fā)聲模式既多樣又復(fù)雜逆粹。它們只要以聲波仿真特定對象反射的回聲就能讓同伴知道自己心中想象的對象是什么。目前還沒有證據(jù)支持這個讓人開心的念頭炫惩。理論上蝙蝠也能做同樣的事僻弹,但是海豚更有可能,因為后者的社會生活比較復(fù)雜他嚷。海豚也可能更“聰明”一些蹋绽,但是這與我們現(xiàn)在正在討論的可能性不一定有關(guān)系。收發(fā)回聲圖像需要的儀器筋蓖,比起蝙蝠與海豚已經(jīng)擁有的“回聲定位儀”卸耘,不會更復(fù)雜。而且在使用聲音制造回聲與使用聲音模擬回聲之間粘咖,似乎很容易想象一條連續(xù)的演化軌跡蚣抗。
在過去1億年中獨(dú)立演化出聲納技術(shù)的動物,至少有兩種鳥瓮下、兩種蝙蝠翰铡,以及有齒鯨豚。也許還有幾種哺乳類動物也發(fā)展出同樣的技術(shù)讽坏,只是粗具規(guī)模锭魔。搞不好已經(jīng)滅絕的動物也獨(dú)立演化過這種技術(shù),例如翼手龍路呜,只是我們無從知道罷了迷捧。
我們還沒有發(fā)現(xiàn)會使用聲納的昆蟲或魚织咧,但是有兩種不同的魚發(fā)展了類似的助航系統(tǒng),看來與蝙蝠的聲納系統(tǒng)一樣精巧漠秋,可以當(dāng)作為解決同樣的問題而演化出的不同——但是相關(guān)的技術(shù)笙蒙。這兩種魚一種生活在南美洲,一種在非洲膛堤。它們都是所謂的“‘弱’電魚”手趣。“弱”是相對于“強(qiáng)”而言的肥荔。電魚通常指的是以電場電擊獵物的魚绿渣。值得在這里順便一提的是,電擊獵物的技術(shù)也有好幾群沒有親緣關(guān)系的魚分別獨(dú)立發(fā)明燕耿,例如電鰻(與鰻沒有關(guān)系中符,不過體形與鰻相像)與電鰩。
南美洲與非洲的“‘弱’電魚”沒有親緣關(guān)系誉帅,但是生活的水域有相似的性質(zhì)淀散,就是泥水渾濁,視覺無從發(fā)揮蚜锨。它們利用的物理原理——水中的電場——比起蝙蝠與海豚所利用的档插,我們更覺得陌生。我們對回聲至少還有主觀印象亚再,但是“對電場的知覺”我們就無從捉摸了郭膛。我們甚至直到兩個世紀(jì)之前才知道電的存在。我們?nèi)祟愖鳛楦惺苤黧w氛悬,很難對電魚產(chǎn)生“移情”则剃,但是作為物理學(xué)家,卻能了解它們如捅。
在餐桌上棍现,我們很容易觀察到(硬骨)魚身體每一(側(cè))“面”都是一排肌肉節(jié)。大多數(shù)魚會按順序收縮這些肌肉節(jié)镜遣,使身體產(chǎn)生連續(xù)的波浪運(yùn)動己肮,讓身子左右擺動,產(chǎn)生向前的推力烈涮。至于兩種電魚朴肺,它們的肌肉節(jié)構(gòu)成了電池組。每一肌肉節(jié)都是一個電池單位——產(chǎn)生電壓坚洽。電鰻的整組電池可以產(chǎn)生650伏特×1安培的電力(等于650瓦)戈稿,足夠?qū)⑷穗姷沽恕#ㄗg按:我們電插座的電壓是220伏特讶舰,書桌上的臺燈通常使用60瓦的燈泡鞍盗。)“‘弱’電魚”不需要這么高的電壓需了,它們只是以電場收集附近的環(huán)境信息罷了。
我們對于電魚的“電流定位”(electrolocation)原理般甲,有相當(dāng)好的了解肋乍,不過那只限于物理學(xué)層次,我們對它們的感受無法產(chǎn)生移情的了解敷存。以下的描述對非洲與南美洲的“‘弱’電魚”都適用墓造,可見它們的趨同演化實在太神奇了。它們身體前半部分會發(fā)出電流锚烦,在水中沿一條曲線從尾端回到身體觅闽。電流并不真的是離散態(tài)的“線條”,而是連續(xù)的“場”——它們的身體等于包裹在電流的繭里涮俄。不過蛉拙,為了方便說明它們的“電流定位”,我們可以想象它們前半個身子有一系列“舷窗”彻亲,每個“舷窗”都向前發(fā)出電流孕锄,電流在水中從前頭向后回轉(zhuǎn),沿一條曲線從尾巴回到身體苞尝。因為發(fā)出電流的“舷窗”有一系列畸肆,所以身體包圍在一系列電流曲線中。這些魚每個“舷窗”都有一個相當(dāng)于“伏特計”的微小監(jiān)視器宙址,專門監(jiān)視電壓恼除。要是魚兒在水中不動,四周沒有阻擋物的話曼氛,監(jiān)視器上的電流線就是平滑的曲線。于是伏特計就記錄“電壓正沉钜埃”舀患。如果附近有某個阻擋物,電流線接觸到它就會“變形”气破;任何“舷窗”的電流線“變形”后聊浅,電壓就會改變,變化的模式伏特計會記錄下來现使。因此低匙,理論上若每個“舷窗”的電壓監(jiān)視器都與一臺電腦聯(lián)機(jī),這臺電腦比較各“舷窗”的實時電壓模式碳锈,就能計算出魚兒附近水域的阻擋物模式——它們的分布顽冶、形狀和大小。很明顯售碳,魚兒腦子做的就是那些事强重。我必須再強(qiáng)調(diào)一遍绞呈,我并不是說這些魚兒是聰明的數(shù)學(xué)家。它們擁有一臺能夠計算那些方程式的儀器间景,就像我們的大腦佃声,每一次我們接到隊友的傳球,都沒有意識到大腦已經(jīng)計算過必要的方程式倘要。
“‘弱’電魚”的身體必須維持絕對的僵直圾亏,因為它們腦子里的電腦無法處理“額外”的擾動。要是它們的身體與普通魚一樣封拧,會沿頭尾軸線進(jìn)行不斷的波浪運(yùn)動志鹃,那么每個“舷窗”的電壓模式也會隨之變化。這些魚兒已經(jīng)至少兩次獨(dú)立地演化出這種精妙的航行方法哮缺,但是它們得付出代價:它們必須放棄魚類的正常游泳方式弄跌,那可是極為有效的水中運(yùn)動方式呢。這個問題的解決方案是:它們讓身體像火鉗一樣僵直尝苇,可是它們從頭到尾長出一片長鰭铛只。它們的身子不能像蛇一樣扭動,那片長鰭可以糠溜。它們在水中巡航的速度很慢淳玩,但是至少能夠前進(jìn),而且犧牲快速前進(jìn)的能力似乎是值得的:順利地航行比快速地移動更性命攸關(guān)非竿。令人覺得興味盎然的是蜕着,南美電魚演化出了幾乎與非洲電魚一模一樣的解決方案,但是細(xì)節(jié)不同红柱。它們的差異特別值得我們留意承匣。這兩群魚都演化出長鰭以彌補(bǔ)身體僵直的不便,可是非洲魚的長鰭在背上锤悄,南美魚的長鰭在腹面韧骗。在趨同演化的結(jié)果中,這種差異是典型的零聚。人類工程師的設(shè)計也有同樣的現(xiàn)象袍暴,用不著多說。
不論在非洲還是南美洲隶症,“‘弱’電魚”大多數(shù)物種都以“脈沖”形式放電政模,叫作脈沖種。少數(shù)物種的放電形式不同蚂会,叫作“波”種淋样。我不想再進(jìn)一步討論它們的差異。就這一章的主題而言颂龙,值得我們注意的是:脈沖/波的差別在兩個分離的大洲獨(dú)立演化了兩次习蓬。
趨同演化最不尋常的例子纽什,據(jù)我所知就是所謂的“周期蟬”了(periodic cicadas)。不過在談它們的趨同演化之前躲叼,我得先交代一些背景資料芦缰。許多昆蟲的生命史都截然劃分成兩個階段:幼年進(jìn)食階段,占它們一生絕大部分時間枫慷,以及相當(dāng)短暫的成年生殖階段让蕾。舉例來說,蜉蝣大部分時間以幼蟲(larvae)的形態(tài)在水面下捕食或听,然后離開水面以一天時間過完整個成年生活探孝。我們可以將它們的成體比擬為植物(例如楓樹)生命短暫的有翼種子,幼體(larvae)比擬為那棵樹誉裆,它們之間的差別是:楓樹會在許多年內(nèi)不斷生產(chǎn)許多種子顿颅,散播出去,而蜉蝣幼體(larvae)壽終時只能創(chuàng)造一個成體足丢×荒澹總之,周期蟬將蜉蝣模式推展到了極致斩跌。蟬的成體只能活幾個星期绍些,可是它們的青少年期卻長達(dá)13年或17年。(以專業(yè)術(shù)語來說耀鸦,它們的青少年期是在蛹里過的柬批,不能算“幼體”。)蟬在地面下幽居了13年或17年之后袖订,會幾乎同時破蛹出土氮帐。“蟬災(zāi)”在特定地區(qū)每隔13年(或17年)發(fā)生一次洛姑,每一次“爆發(fā)”景象都十分壯觀揪漩,有些美國人甚至誤以為那是“蝗災(zāi)”。這種蟬一共有兩種——“13年蟬”與“17年蟬”——人們倒是知道得很清楚吏口。
現(xiàn)在我要轉(zhuǎn)入主題了。令人驚訝的事實是:“13年蟬”與“17年蟬”不止一種冰更。原來蟬有三個物種(species)产徊,每個物種都有“13年”族(variety or race)與“17年”族。這兩個族的分別蜀细,三個物種各自演化出來舟铜,至少3次。也就是說它們不約而同地避開了“14年”奠衔、“15年”與“16年”谆刨,至少3次塘娶。為什么?我們不知道驶兜。思考過這個問題的人提出的唯一線索是:“13”與“17”相對于“14”颜启、“15”與“16”有何特異之處液南?——它們是質(zhì)數(shù)(prime number,又譯“素數(shù)”)虹曙。質(zhì)數(shù)就是不能以其他整數(shù)除盡的數(shù)(1和自己除外)。根據(jù)這條線索番舆,我們的思路是這樣的:規(guī)律地以爆發(fā)模式大量涌現(xiàn)世上的動物酝碳,可以令獵食者與寄生蟲不撐死就餓死。(譯按:大伙兒一涌而上恨狈,以量取勝疏哗;你有狼牙棒,我有天靈蓋禾怠,讓你打到手軟返奉,剩下的弟兄就可以揚(yáng)長而去了。)要是“爆發(fā)”時間以質(zhì)數(shù)年分隔開刃宵,例如每“13年”或“17年”爆發(fā)一次衡瓶,就會使敵人調(diào)整生命史的策略(與“爆發(fā)”時間同步)難以收效。舉例來說牲证,要是蟬“災(zāi)”每14年“問世”一次哮针,就擺脫不掉生命周期為7年的寄生蟲了。這真是個極為古怪的邏輯坦袍,但是并不比蟬災(zāi)的現(xiàn)象更古怪十厢。我們的確不知道“13年”與“17年”究竟有什么特異之處。就我們這一章討論的主題而言捂齐,重要的是這兩個數(shù)字必然有些特異之處蛮放,否則三個不同的物種怎么會不約而同地演化出同樣的數(shù)字?!
在較大尺度上的趨同演化,可以舉很久以前就分離的不同大洲為例奠宜,我們可以觀察到?jīng)]有親緣關(guān)系的動物群演化出平行的“生業(yè)”類型(range of 'trades')包颁。所謂“生業(yè)”我指的是謀生的方式,例如鉆洞捕食蟲子压真、掘洞捕食蟻娩嚼、追逐大型食草動物、吃高樹上的葉子等等滴肿。哺乳動物在南美洲岳悟、澳大利亞、舊世界都演化出同樣的一套生計,是趨同演化的好例子贵少。
這些大洲并不一直都是分離的呵俏。人壽幾何?不過數(shù)十寒暑滔灶;文明普碎、朝代興亡,也不過數(shù)百年的光景宽气。我們已經(jīng)習(xí)慣將世界地圖——各大洲的分布現(xiàn)狀——視為永恒不變的了随常。大陸塊會在地球表面上漂移的理論,很久以前德國地質(zhì)學(xué)家魏格納(Alfred Wegener萄涯,1880~1930)就提出來了绪氛,但是大多數(shù)人都嘲笑他,直到20世紀(jì)60年代初涝影,學(xué)界的意見氣候才開始改變枣察。(譯按:當(dāng)年臺灣大學(xué)地質(zhì)系教授馬廷英是大陸漂移說的早期支持者。)南美洲與非洲像是同一張拼圖中的相鄰碎片燃逻,大家都承認(rèn)序目,但是卻假定那只是有趣的巧合。經(jīng)過一場就速度伯襟、就規(guī)模而言都可算史無前例的科學(xué)革命之后猿涨,大陸漂移說現(xiàn)在已成為學(xué)界全面接受的板塊運(yùn)動論(plate tectonics)。各大洲在地球表面上的位置曾經(jīng)變遷過姆怪,例如南美洲是從非洲分裂出來的叛赚,證據(jù)不勝枚舉。我們在這兒必須特別留意的是:各大洲“漂移”的時間尺度與各動物群演化的時間尺度同樣緩慢稽揭,要是想了解各大洲上動物演化的模式俺附,我們不可忽視大陸漂移的事實。
直到1億年以前溪掀,就是中生代白堊紀(jì)中期開始的時候事镣,南美洲仍然東與非洲連在一起,南與南極洲連在一起揪胃。南極洲與澳大利亞連在一起璃哟,印度次大陸與馬達(dá)加斯加及非洲連在一起。事實上當(dāng)年南半球有一塊連續(xù)的大陸塊喊递,叫作古南方大陸(Gondwanaland)沮稚,包括今日的南美洲、非洲册舞、馬達(dá)加斯加、印度障般、南極洲调鲸、澳大利亞盛杰。北半球也有一塊連續(xù)的大陸塊,叫作古北方大陸(Laurasia)藐石,包括今日的北美洲即供、格陵蘭、歐洲于微、亞洲(不包括印度)逗嫡。北美洲與南美洲分屬南北兩大陸,并不相連株依。大約1億年前驱证,兩大陸塊分裂了,今日的各大洲逐漸朝向今日的位置就位恋腕。(它們?nèi)栽凇捌啤蹦ǔ]有停頓。)非洲通過阿拉伯半島和亞洲相連荠藤,成為我們所說的舊世界的一部分伙单。北美洲離開了歐洲,南極洲朝南移動哈肖,到它今日凍死人的位置吻育。印度離開了非洲,向亞洲投懷送抱淤井,它的出軌遺跡就是印度洋布疼,而它的熱情,喜馬拉雅山可做見證(印度次大陸沖入亞洲南緣庄吼,喜馬拉雅山才隆起)缎除。澳大利亞脫離南極洲,在大洋中成了孤島洲总寻。
古南方大陸分裂的時候器罐,地球生命史正值恐龍時代。南美洲與澳大利亞獨(dú)立之后渐行,有很長一段時間與世相忘轰坊,自成一格。它們有自己的恐龍族群祟印,還有當(dāng)時并不起眼但是后來成為現(xiàn)代哺乳類祖先的動物肴沫。后來(6500萬年前)恐龍滅絕了(除了鳥類),那不只是局部事件蕴忆,而是全球性的颤芬。全世界的恐龍都滅絕了。陸生動物的生業(yè)市場因此出現(xiàn)了真空。這個“真空”在幾百萬年之后終于填滿了站蝠,主要是哺乳類汰具。這兒令我們感興趣的是,當(dāng)年世上有三個各自獨(dú)立的“真空”菱魔,澳大利亞留荔、南美洲、舊世界澜倦,它們分別由不相干的哺乳類填滿了聚蝶。
恐龍滅絕的時候,剛好在這三塊大陸上的原始哺乳類都是體形小藻治、在生態(tài)系中不重要的小角色碘勉,也許主要在夜間活動,因為過去生活在恐龍的淫威之下栋艳,只好偷偷摸摸“賴活著”恰聘。在那三塊大陸上它們本來有機(jī)會朝完全不同的方向演化的。在某個程度之內(nèi)吸占,可以說它們的確沒有放棄那個機(jī)會晴叨。例如南美洲的巨型地樹獺(ground sloth),舊世界就從來沒有出現(xiàn)過類似的玩意兒(現(xiàn)在已經(jīng)絕種了)矾屯。南美洲的哺乳動物種類很多兼蕊,例如有一種巨型的天竺鼠(已滅絕),體形如犀牛件蚕,卻是嚙齒類鼠輩(我必須說這里我說的犀牛指的現(xiàn)代犀牛孙技,舊世界曾經(jīng)有過一種犀牛,體形可比兩層樓房)排作。但是雖然各大洲都有獨(dú)特的土產(chǎn)哺乳類牵啦,演化的一般模式卻是一樣的。各地的哺乳類妄痪,不管當(dāng)初是什么德行哈雏,恐龍滅絕后立刻就四散擺開,進(jìn)占各種生態(tài)區(qū)位衫生,在很短時間內(nèi)生態(tài)系中每一種生業(yè)都有哺乳類專家出現(xiàn)了裳瘪,最驚人的是:各陸塊的特別化哺乳類有許多極為相似。每一種生業(yè)都是兩大陸塊甚至 漂移的理論罪针,很久以前德國地質(zhì)學(xué)家魏格納(Alfred Wegener彭羹,1880~1930)就提出來了,但是大多數(shù)人都嘲笑他泪酱,直到20世紀(jì)60年代初派殷,學(xué)界的意見氣候才開始改變还最。(譯按:當(dāng)年臺灣大學(xué)地質(zhì)系教授馬廷英是大陸漂移說的早期支持者。)南美洲與非洲像是同一張拼圖中的相鄰碎片毡惜,大家都承認(rèn)憋活,但是卻假定那只是有趣的巧合。經(jīng)過一場就速度虱黄、就規(guī)模而言都可算史無前例的科學(xué)革命之后,大陸漂移說現(xiàn)在已成為學(xué)界全面接受的板塊運(yùn)動論(plate tectonics)吮成。各大洲在地球表面上的位置曾經(jīng)變遷過橱乱,例如南美洲是從非洲分裂出來的,證據(jù)不勝枚舉粱甫。我們在這兒必須特別留意的是:各大洲“漂移”的時間尺度與各動物群演化的時間尺度同樣緩慢泳叠,要是想了解各大洲上動物演化的模式,我們不可忽視大陸漂移的事實茶宵。
直到1億年以前危纫,就是中生代白堊紀(jì)中期開始的時候,南美洲仍然東與非洲連在一起乌庶,南與南極洲連在一起种蝶。南極洲與澳大利亞連在一起,印度次大陸與馬達(dá)加斯加及非洲連在一起瞒大。事實上當(dāng)年南半球有一塊連續(xù)的大陸塊螃征,叫作古南方大陸(Gondwanaland),包括今日的南美洲透敌、非洲盯滚、馬達(dá)加斯加、印度酗电、南極洲魄藕、澳大利亞。北半球也有一塊連續(xù)的大陸塊撵术,叫作古北方大陸(Laurasia)背率,包括今日的北美洲、格陵蘭荷荤、歐洲退渗、亞洲(不包括印度)。北美洲與南美洲分屬南北兩大陸蕴纳,并不相連会油。大約1億年前,兩大陸塊分裂了古毛,今日的各大洲逐漸朝向今日的位置就位翻翩。(它們?nèi)栽凇捌啤倍夹恚]有停頓。)非洲通過阿拉伯半島和亞洲相連嫂冻,成為我們所說的舊世界的一部分胶征。北美洲離開了歐洲,南極洲朝南移動桨仿,到它今日凍死人的位置睛低。印度離開了非洲,向亞洲投懷送抱服傍,它的出軌遺跡就是印度洋钱雷,而它的熱情,喜馬拉雅山可做見證(印度次大陸沖入亞洲南緣吹零,喜馬拉雅山才隆起)罩抗。澳大利亞脫離南極洲,在大洋中成了孤島洲灿椅。
古南方大陸分裂的時候套蒂,地球生命史正值恐龍時代。南美洲與澳大利亞獨(dú)立之后茫蛹,有很長一段時間與世相忘操刀,自成一格。它們有自己的恐龍族群麻惶,還有當(dāng)時并不起眼但是后來成為現(xiàn)代哺乳類祖先的動物馍刮。后來(6500萬年前)恐龍滅絕了(除了鳥類),那不只是局部事件窃蹋,而是全球性的卡啰。全世界的恐龍都滅絕了。陸生動物的生業(yè)市場因此出現(xiàn)了真空警没。這個“真空”在幾百萬年之后終于填滿了匈辱,主要是哺乳類。這兒令我們感興趣的是杀迹,當(dāng)年世上有三個各自獨(dú)立的“真空”亡脸,澳大利亞、南美洲树酪、舊世界浅碾,它們分別由不相干的哺乳類填滿了。
恐龍滅絕的時候续语,剛好在這三塊大陸上的原始哺乳類都是體形小垂谢、在生態(tài)系中不重要的小角色,也許主要在夜間活動疮茄,因為過去生活在恐龍的淫威之下滥朱,只好偷偷摸摸“賴活著”根暑。在那三塊大陸上它們本來有機(jī)會朝完全不同的方向演化的。在某個程度之內(nèi)徙邻,可以說它們的確沒有放棄那個機(jī)會排嫌。例如南美洲的巨型地樹獺(ground sloth),舊世界就從來沒有出現(xiàn)過類似的玩意兒(現(xiàn)在已經(jīng)絕種了)缰犁。南美洲的哺乳動物種類很多淳地,例如有一種巨型的天竺鼠(已滅絕),體形如犀牛帅容,卻是嚙齒類鼠輩(我必須說這里我說的犀牛指的現(xiàn)代犀牛薇芝,舊世界曾經(jīng)有過一種犀牛,體形可比兩層樓房)丰嘉。但是雖然各大洲都有獨(dú)特的土產(chǎn)哺乳類,演化的一般模式卻是一樣的嚷缭。各地的哺乳類饮亏,不管當(dāng)初是什么德行,恐龍滅絕后立刻就四散擺開阅爽,進(jìn)占各種生態(tài)區(qū)位路幸,在很短時間內(nèi)生態(tài)系中每一種生業(yè)都有哺乳類專家出現(xiàn)了,最驚人的是:各陸塊的特別化哺乳類有許多極為相似付翁。每一種生業(yè)都是兩大陸塊甚至三大陸塊獨(dú)立趨同演化的好題材简肴,例如地下打洞維生的哺乳類、以獵食維生的大型獸百侧、平原上草食為生的種群等等砰识。除了那三大陸塊上的獨(dú)立演化,像馬達(dá)加斯加之類的海島也發(fā)生了有趣的平行演化佣渴,這里就不談了辫狼。
除了澳大利亞的奇異卵生哺乳動物(鴨嘴獸與針鼴),現(xiàn)代哺乳動物可分為兩大群:有袋類(胎兒出生后得在母獸的育兒袋內(nèi)撫養(yǎng))與胎盤類(其他的哺乳動物都是辛润,包括我們?nèi)祟悾┡虼ΑS写愂前拇罄麃啿溉閯游镅莼返闹鹘牵ケP類則是舊大陸的主角砂竖,在南美洲這兩群就同樣重要了真椿。哺乳動物在南美洲的故事比較復(fù)雜,因為北美洲的“土著”三不五時就會侵入南美洲乎澄,攪局搗蛋突硝!
好了,該交代的都交代了三圆,讓我們言歸正傳狞换,談?wù)勆鷺I(yè)與趨同演化吧避咆。在草原上討生活是哺乳類的重要生業(yè)。馬(主要的非洲種是斑馬修噪,沙漠地區(qū)的是驢子)與牛(包括北美野牛查库,被人類獵得瀕臨絕種)都干這一行。典型的食草動物腸子很長黄琼,其中有各種發(fā)酵細(xì)菌樊销,因為青草是低質(zhì)量食物,需要仔細(xì)消化才能吸收脏款、利用围苫。食草動物不實行什么三餐制,它們可說是時時吃撤师,隨地吃剂府,一輩子吃吃吃。每天大量植物川流不息地通過它們的身體剃盾。它們的體形往往很大腺占,經(jīng)常成群覓食。對有能力的獵食獸而言痒谴,這些大型食草動物每一頭都像一座價值不凡的食物山衰伯。因此獵殺食草動物盡管困難,也成為一個專門的生業(yè)积蔚。雖然我使用了單數(shù)數(shù)詞意鲸,說獵殺食草動物是“一個”生業(yè),事實上尽爆,干這個營生還有不同的技術(shù)怎顾,例如獅子、豹子漱贱、獵豹杆勇、野狗、鬣狗各有各的絕藝饱亿,因此這個生業(yè)可以細(xì)分為許多次生業(yè)蚜退。“食草”也同樣可以細(xì)分成許多不同的次生業(yè)彪笼,所有生業(yè)都能這么細(xì)分下去钻注。
食草動物有敏銳的感官,隨時警覺獵食獸的動靜配猫,通常食草動物跑得很快幅恋,可以逃脫追獵。為了逃脫獵食獸泵肄,它們的腿往往是細(xì)長的捆交,并以趾尖著地淑翼,彈性好又省力,在演化過程中足趾因而拉長品追、強(qiáng)化了玄括。這些特別化的足趾尖端的趾甲也變成大而堅硬,我們叫作蹄肉瓦。牛每條腿著地的一端都有兩根很大的足趾遭京,就是所謂的“分”('cloven')蹄,或叫“偶蹄”泞莉。馬也有一樣的蹄哪雕,但是它們每條腿只有一只蹄,也許是歷史的意外吧鲫趁。馬的單蹄源自(5根腳趾的)中趾斯嚎。其他的趾頭都在演化過程中退化消失了,不過偶爾還可以在畸形個體身上看見挨厚。
我們說過孝扛,馬與牛演化的時候南美洲與其他各大洲已經(jīng)分離了。但是南美洲有草原幽崩,因此獨(dú)立演化出特有的食草動物。例如1833年達(dá)爾文在阿根廷買到的弓齒獸(toxodon)化石寞钥,與犀牛很像慌申,其實與犀牛毫無淵源。有些在地質(zhì)時代“曉新世”食草動物的頭骨(pyrotheres)理郑,顯示它們獨(dú)立“發(fā)明”了大象的長鼻蹄溉。有些像駱駝,有些與今日的食草動物一點相似處都沒有您炉,或者像不同食草動物的混合體柒爵。一群叫作滑踵獸(litopterns)的有蹄類(已滅絕),腿的構(gòu)造與現(xiàn)代馬出奇的類似赚爵,其實它們與現(xiàn)代馬毫無關(guān)系棉胀。19世紀(jì)一位阿根廷古生物學(xué)家就被那些趨同演化的相似處迷糊住了,居然下結(jié)論道:它們是世上所有馬的祖先冀膝。(我們當(dāng)然可以原諒他的民族主義熱情唁奢。)事實上滑踵獸與現(xiàn)代馬的相似處非常膚淺,只是趨同演化的結(jié)果罷了窝剖。世界各地的草原環(huán)境大體相同麻掸,不同的動物群獨(dú)立地演化出相似的適應(yīng)方式,只因為它們以相似的手段解決相似的問題赐纱。特別是滑踵獸也像馬一樣脊奋,除了中趾外其他腳趾都退化或消失了熬北,那根僅存的中趾增大后成為腿的底關(guān)節(jié),最后發(fā)展成蹄诚隙⊙纫滑踵獸的腿與現(xiàn)代馬幾乎難以分別,然而這兩群動物的親緣關(guān)系卻疏遠(yuǎn)得很最楷。
在澳大利亞整份,大型食草動物就非常不同了——袋鼠。袋鼠也有快速移動的需要籽孙,但是它們以不同的方式達(dá)到快速移動的目的烈评。馬以四腿奔馳,將奔馳發(fā)展成一門絕藝犯建,袋鼠將另一種步伐發(fā)展成絕藝:以兩腿跳躍讲冠,并以巨大的尾巴平衡身體。辯論這兩種步伐孰優(yōu)孰劣甚為無謂适瓦。它們開發(fā)既有身體設(shè)計的特征竿开,發(fā)展出有效移動身體的步伐,都成就空前〔N酰現(xiàn)代馬與滑踵獸碰巧都是以四足奔馳的動物否彩,因此最后演化出幾乎相同的腿,以達(dá)到有效奔馳的目的嗦随。袋鼠碰巧是以兩條后腿跳躍的動物列荔,因此它們演化出能夠有效跳躍的后腿與尾巴。袋鼠與現(xiàn)代馬在動物空間中抵達(dá)了不同的終點枚尼,也許是因為它們的起點恰巧很不同贴浙。
現(xiàn)在讓我們談?wù)勈巢輨游锼颖艿娜馐硠游锇桑覀儼l(fā)現(xiàn)了一些更有趣的趨同演化現(xiàn)象署恍。在舊世界崎溃,我們都很熟悉狼、狗盯质、鬣狗等大型獵食動物袁串,以及“大貓”——獅、虎呼巷、豹般婆、獵豹。最近(更新世結(jié)束前)才滅絕的一種大貓是劍齒虎朵逝,因為它的上犬齒看來像一把鋒利的軍刀蔚袍,一張口就看得清楚,那副猙獰的樣子讓人想來就不寒而栗。直到最近啤咽,澳大利亞與新世界都沒有過真正的貓科或犬科動物晋辆。(美洲豹與美洲虎都是最近才由舊世界的貓科動物演化出來的。)但是在這兩塊大陸上宇整,有袋類都演化出了可以與貓科/犬科比美的肉食動物瓶佳。澳大利亞袋狼(thylacine;又叫塔斯馬尼亞狼鳞青,因為這個島是它們最后殘存的據(jù)點)是在20世紀(jì)滅絕的霸饲,我們記憶猶新。它們遭到大量屠殺臂拓,因為白人將它們當(dāng)作“害獸”(pest)厚脉,或者將殺害它們當(dāng)作“運(yùn)動”。也許在塔斯馬尼亞島人跡罕至的地方現(xiàn)在還躲藏著一些胶惰,但是那些地方也可能在增加人類就業(yè)機(jī)會的口實下而遭到破壞傻工。可別把澳大利亞袋狼與澳大利亞野狗(dingo)混淆孵滞,澳大利亞野狗是真正的狗中捆,最近由澳大利亞土著引進(jìn)澳大利亞的。(譯按:澳大利亞土著的祖先至少4萬年前已經(jīng)抵達(dá)澳大利亞坊饶。)20世紀(jì)30年代有一部影片泄伪,記錄了袋狼在動物園籠子里孤獨(dú)地不斷走動的身影,它與狗像極了匿级,真絕蟋滴,可是仔細(xì)觀察它的骨盆與后腿的姿態(tài),就不像狗了根蟹,那是有袋類的特征,想來可能與它們育兒袋的位置有關(guān)糟秘。對任何愛狗人士简逮,觀看這種設(shè)計狗的另類方式,實在是令人感動的經(jīng)驗尿赚,遙想它們在1億年前分離散庶,居然走上了平行的演化之道,它與狗看來那么相似凌净,又與狗迥然不同悲龟,讓人不禁懷疑眼前的一切,莫非幻境冰寻。也許它們對人類來說是“害獸”须教,但是人類對它們是更大的“害獸”;而袋狼消失,人類暴增轻腺。(譯按:袋狼不死的傳說一直在流傳乐疆,也許在塔斯馬尼亞,甚至新幾內(nèi)亞的某個角落里真的還有一群也未可知贬养。)
南美洲在孤立之后也沒有真正的貓科與犬科動物挤土,但是南美洲與澳大利亞一樣,有袋類也演化出了類似的肉食動物误算。也許最驚人的是有袋劍齒虎(thylacosmilus)仰美,它看來與舊世界剛滅絕的劍齒虎簡直惟妙惟肖,要是你問我:“怎么個像法儿礼?”我的回答只能是:“太像了咖杂!”它的巨嘴甚至更寬,劍齒森然蜘犁,在我的想象中它更可怕翰苫。它的學(xué)名提醒我們:它與劍齒虎(smilodon)、袋狼(thylacine)都有相似之處这橙,但是血緣上它與兩者都很疏遠(yuǎn)奏窑。它與袋狼親近些,因為都是有袋類屈扎,但是它們在兩個不同的大洲上分別演化出大型食肉目的體態(tài)埃唯;它們之間的相似處是趨同演化的結(jié)果,它們與胎盤哺乳類食肉目的相似處鹰晨,更是趨同演化的產(chǎn)物墨叛。同樣的獵食獸設(shè)計獨(dú)立重復(fù)演化了許多遍!
澳大利亞模蜡、南美洲漠趁、舊世界還有更多重復(fù)獨(dú)立演化的例子。澳大利亞有有袋鼴鼠忍疾,表面上與其他大洲的鼴鼠幾乎沒有差別闯传,只不過它有育兒袋,因此它與其他鼴鼠一樣地過日子卤妒,前肢同樣強(qiáng)勁有力甥绿,適合挖土。澳大利亞也有有袋小鼠则披,但是它與舊世界的小鼠(mouse)不算相像共缕,也不是干同樣的生業(yè)∈扛矗“食蟻”(“蟻”包括白蟻)也是一種生業(yè)图谷,許多種不同的哺乳類不約而同干這營生。也許我們可以把食蟻獸分為三類:掘地的、爬樹的蜓萄、地面上行走的隅茎。在澳大利亞,如我們預(yù)期的嫉沽,有袋類也有干“食蟻”營生的苍鲜。一種叫作斑背食蟻獸(myrmecobius)爬橡,口鼻細(xì)長,適于伸入蟻窩,舌頭又長又黏戴涝,方便它大快朵頤洪唐。它是一種在地面活動的食蟻獸谐鼎。澳大利亞也有掘地道的食蟻獸唯咬,就是針鼴。它不是有袋類咬崔,而是更原始的卵生哺乳類税稼,叫作單孔類(monotremes)。這一群哺乳類與我們的親緣距離非常遙遠(yuǎn)垮斯,比較起來郎仆,有袋類反而是我們的近親了。針鼴也有又長又尖的口鼻部兜蠕,但是它渾身是刺扰肌,因此看來像刺猬而不像典型的食蟻獸。
南美洲的有袋類本來也很容易演化出食蟻獸熊杨,它們不是有劍齒虎了嗎曙旭?但是沒有,因為胎盤哺乳類很早就占據(jù)“食蟻”區(qū)位了晶府。今日最大的食蟻獸是myrmecophaga(源自希臘文“食蟻獸”)桂躏,它是南美洲最大的地面食蟻獸,也許是世界上最特別化的食蟻專家川陆。它與澳大利亞的有袋類食蟻獸斑背食蟻獸一樣剂习,口鼻細(xì)長,可是細(xì)長得離譜书劝,黏黏的舌頭也長得離奇进倍。南美洲也有較小的攀樹食蟻獸土至,它與myrmecophaga是表親购对,看來像是一個模子翻出來的,只是體形較小陶因,食蟻裝備也不太夸張骡苞;還有一種體形介乎兩者之間的食蟻獸。雖然它們都是胎盤哺乳類,這些食蟻獸與舊世界的任何胎盤哺乳類都不一樣解幽。它們屬于南美洲特有的一科贴见,其中還包括犰狳、樹獺躲株。這個(胎盤哺乳類)古老的科自從南美洲“獨(dú)立”之后就與有袋類共處片部。
舊世界的食蟻獸包括熱帶非洲、亞洲的各種穿山甲(譯按:“穿山甲科”共有8個物種)霜定,攀樹的档悠、掘地的都有,它們身上都有鱗片望浩,以及尖尖的口鼻辖所。南非還有一種奇怪的食蟻熊,又叫土豬(aardvark)磨德,它有一些特別化的掘地本領(lǐng)缘回。食蟻獸的共同特征是新陳代謝率極低,不管是有袋類典挑、單孔類酥宴,還是胎盤類。新陳代謝率就是生物體內(nèi)化學(xué)“火”的燃燒速率搔弄,最容易測量的就是血液溫度幅虑。一般而言,哺乳類的新陳代謝率與體形成比例顾犹。小型動物新陳代謝率較高倒庵,正如小型車引擎轉(zhuǎn)速較大型車高一樣。但是有些動物以體形而言新陳代謝率“應(yīng)該”比較低的炫刷,實際上反而高擎宝,而食蟻獸一律有新陳代謝率偏低的傾向。為什么浑玛?目前仍不清楚绍申。鑒于這些哺乳動物除了食性有驚人的趨同演化——食蟻——之外,別無共同之處顾彰,我們幾乎可以確定它們的低新陳代謝率與食蟻的食性有關(guān)极阅。
我們前面討論過,食蟻獸食用的“蟻”往往不是螞蟻涨享,而是白蟻(等翅目)筋搏。白蟻雖然名字里有個“蟻”字,其實與蟑螂(網(wǎng)翅目)的親緣較近厕隧,而與螞蟻的關(guān)系較疏奔脐。螞蟻與蜜蜂俄周、黃蜂的關(guān)系較近,都屬于膜翅目髓迎。白蟻與螞蟻的相似處非常膚淺峦朗,它們因為采取了相同習(xí)性而趨同。我該說它們采用了相同的習(xí)性范圍排龄,因為螞蟻/白蟻這一生業(yè)有許多不同的分枝波势,螞蟻與白蟻不約而同地在大部分分枝都能干起營生。趨同演化的例子橄维,往往觀其異與觀其同一樣發(fā)人深省艰亮。
螞蟻與白蟻都生活在大型聚落中,聚落成員主要是不育挣郭、無翅的工蟻迄埃。工蟻蠅營茍茍,只為制造有翅兑障、有生殖能力的“選民”——它們飛出聚落侄非,到別處建立新聚落。不過螞蟻與白蟻有一個有趣的差異流译,螞蟻聚落中的工蟻都是不育的雌性逞怨,白蟻聚落中的工蟻則有雌有雄。螞蟻與白蟻聚落中都有一個體形碩大的“蟻后”(有時有好幾個)福澡,有時蟻后的體形大得嚇人叠赦。螞蟻與白蟻聚落中都有特別化的階級,兵蟻革砸。有時兵蟻是純粹的殺戮機(jī)器除秀,特別是它們的巨顎,只能當(dāng)攻擊武器算利,連進(jìn)食能力都失去了册踩,需要由工蟻喂食(這是螞蟻的情形,至于白蟻效拭,有些兵蟻專門負(fù)責(zé)化學(xué)戰(zhàn)暂吉,以裝滿毒液的身體攻敵)。特別的螞蟻總能找到特別的白蟻匹配缎患。舉例來說慕的,種植真菌分別由螞蟻(新世界)、白蟻(非洲)獨(dú)立演化出來挤渔。螞蟻(或白蟻)四出搜尋它們不能消化的植物原料肮街,搬回巢中,讓它們發(fā)酵蚂蕴、形成堆肥低散,然后在堆肥上種植真菌。它們以真菌維生骡楼。而那些真菌只能在蟻巢的堆肥上生長熔号。好幾種甲蟲也獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了種植真菌的營生,不止一次鸟整。
在螞蟻中也有有趣的趨同演化引镊。雖然大多數(shù)螞蟻聚落生活在固定的巢里,位于固定的地點篮条,集結(jié)成掠奪大軍四處流浪弟头、橫行似乎也是成功的謀生方式。這叫作軍團(tuán)習(xí)性(legionary habit)涉茧。用不著說赴恨,所有螞蟻都四處搜尋、覓食伴栓,但是大多數(shù)螞蟻都會帶著戰(zhàn)利品回到固定的巢里伦连,蟻后與幼蟲都留在巢里。另一方面钳垮,四處流浪的軍團(tuán)習(xí)性惑淳,關(guān)鍵在大軍帶著蟻后與幼蟲一起行動。卵與幼蟲由工蟻銜在顎間饺窿。在非洲歧焦,這種習(xí)性由行軍蟻(driver ant)演化出來。在中肚医、南美洲則有陸軍蟻(army ant)绢馍,習(xí)性與外形都與行軍蟻很像。它們并不是特別親近的蟻種肠套。毫無疑問痕貌,它們的軍團(tuán)習(xí)性是分別獨(dú)立演化出來的,是趨同演化的產(chǎn)物糠排。
行軍蟻與陸軍蟻的聚落都特別大舵稠,陸軍蟻兵團(tuán)達(dá)100萬只,行軍蟻則可達(dá)兩千萬入宦。它們的生活在“游牧期”與“扎營期”之間擺蕩哺徊,永不定居。這兩種螞蟻乾闰,或者我們應(yīng)該說螞蟻兵團(tuán)落追,在它們的地盤上都是無情、可怕的獵食者涯肩。它們的兵團(tuán)可以視為一個變形蟲單位轿钠。任何動物只要擋在它們面前巢钓,都會被切成碎片,它們都在故鄉(xiāng)闖出恐怖的名號疗垛。據(jù)說南美洲有些村子症汹,只要一大群陸軍蟻逼近了,村民就會走避贷腕,并隨身帶走一切背镇,等螞蟻兵團(tuán)出村了才回家,那時村里蟑螂泽裳、蜘蛛瞒斩、蝎子都已清得一干二凈,它們甚至連草屋頂上都不放過涮总。我記得小時候在非洲胸囱,獅子、鱷魚都比不上行軍蟻讓人害怕瀑梗。談了那么多這兩種螞蟻的恐怖名聲旺矾,我覺得我該引用世界級螞蟻專家威爾森[E. O. Wilson,《社會生物學(xué)》(sociobiology)作者]的一段話夺克,幫我們將它們的恐怖名聲置于適當(dāng)?shù)囊曇爸校?
我經(jīng)常收到關(guān)于螞蟻的問題箕宙,其中最常問到的一個問題,我的答案是:不對铺纽,行軍蟻并不真的是叢林中的恐怖柬帕。雖然一個行軍蟻兵團(tuán)是個超過20公斤的“動物”,包括兩千萬張嘴與刺狡门,毫無疑問是昆蟲世界最可怕的創(chuàng)作陷寝,但是與流傳的可怕故事相比,它相形見絀其馏。想想看凤跑,這個兵團(tuán)每三分鐘才移動1米。任何有能力的灌木小鼠叛复,別說人或大象了仔引,都能閃到一旁,悠閑地觀看地面上草根間的瘋狂行動褐奥,那是一個奇景咖耘、奇跡,而不是威脅撬码,是一個演化故事的高潮儿倒,這個故事與哺乳類的大不相同,你得拼命想象才想象得出來呜笑。
我長大后到過巴拿馬夫否,我閃到路旁觀看行軍蟻的新世界對應(yīng)物(陸軍蟻)彻犁,我還記得孩提時在非洲對行軍蟻的恐懼,螞蟻軍團(tuán)像一條嘈雜的河流從我身邊流過凰慈,我可以做證汞幢,我的確認(rèn)為那是奇景、奇跡溉瓶。我在那兒等蟻后出現(xiàn),一小時又一小時谤民,大軍繼續(xù)通過我面前堰酿,它們既走在地面上也走在其他蟻伴身上。蟻后終于出現(xiàn)了张足,模樣真令人畏懼触创。它的身體我一點兒都看不見。一眼望去只見狂亂工蟻組成的移動浪潮为牍,它們以腳上的鉤爪聯(lián)結(jié)成一個蟻球哼绑,沸騰蠕動。蟻后在層層工蟻聯(lián)結(jié)成的沸騰球之中碉咆,而四周又有層層疊疊的兵蟻抖韩,面朝外,張巨顎疫铜,個個一副愿為蟻后奮不顧身茂浮、死而后已的德行。
對蟻后的模樣我實在好奇得不得了:我撿了一根長樹枝戳那個蟻球壳咕,想驅(qū)散工蟻見見蟻后席揽,沒有成功。20只兵蟻立即將巨鉗般的大顎咬入樹枝谓厘,也許永遠(yuǎn)不再松口了幌羞,另有幾十只一擁而上,沿樹枝奔我而來竟稳,我不得不利落地松手属桦。
我沒有見著蟻后,但是它在那個沸騰球中某個地方他爸,它是中央數(shù)據(jù)庫地啰,是整個群落主要DNA的貯存所。那些兵蟻蓄勢待發(fā)讲逛,準(zhǔn)備隨時為蟻后舍身一戰(zhàn)亏吝,不是因為它們愛母親,不是因為它們被軍國主義徹底洗腦了盏混,只不過因為負(fù)責(zé)制造它們大腦與顎的基因蔚鸥,是以蟻后身體里的主要基因印模翻制出來的惜论。它們行動起來像勇敢的戰(zhàn)士,因為它們繼承的基因從一系列祖先蟻后一脈相傳止喷,那些蟻后的性命馆类,與基因,都被與它們一樣勇敢的戰(zhàn)士拯救過弹谁。我的兵蟻從現(xiàn)在的蟻后繼承的基因乾巧,就是過去的兵蟻從祖先蟻后身上繼承的那些。我的兵蟻在守護(hù)蟻后预愤,因為它體內(nèi)有從蟻后來的指令沟于,它們守護(hù)的,是那些指令的源文件植康。它們在守護(hù)祖先的智慧:約柜(the Ark of the Convenant)旷太。以上這些奇怪的說辭下一章會有明白的解說。
當(dāng)時我覺得那是奇景销睁、奇跡供璧,可是我已淡忘了大半的兒時恐懼也恢復(fù)了,不過我已了解那些螞蟻在做什么冻记,小時候在非洲時我還沒有這種了解睡毒,因此恐懼沒有污染我的感受,而我的了解使我的感受升華冗栗、增強(qiáng)了吕嘀。我知道這個螞蟻軍團(tuán)的故事兩次達(dá)到同樣的演化高潮,而不止一次贞瞒,這則知識也增強(qiáng)了我的感受偶房。這些螞蟻不是我童年夢魘中的行軍蟻,無論它們看來多么相像军浆,而是很疏遠(yuǎn)的新世界表親棕洋。它們正在做行軍蟻會做的事,目的也相同乒融。暮色四合掰盘,我踏上歸途,又是一個心懷敬畏的孩子了赞季,但是心中雀躍不已愧捕,因為在知識的新世界里倘佯,黑暗的非洲恐懼已經(jīng)被拔除了申钩。