《新科学家》杂志详解关于进化论的七大误解

http://www.sina.com.cn  2009年02月09日 09:21  科技日报
　　自以为明白进化论的人，往往在许多方面弄错了。《新科学家》杂志列出了一些常有的误解。如果您答错了以下问题，就请看看正确答案，以免被某些似是而非的反进化理论裹挟而去。
　　问题一：一切都是自然选择的结果？
　　错。并非所有的生物特征都是自然选择的结果。
　　人们往往认为一切生物特征都有其用处，但这是错的。雄性的乳头有什么用？雄性的乳头没有消失，是因为长乳头无需什么代价，因此没有进化出雌雄不同发育模式的压力。再比如人和人的嗅觉区别很大，和自然选择没多大关系，主要是嗅觉感受器的基因有不同变异。
　　有些特征是自然选择的，但全因沾了另一个特征的光。比如俾格米人的矮小并无生存优势，而是提前分娩的副作用，提前分娩有利于在高死亡率种群中的生存。一个有利于生存的基因，可能在另一方面具有完全不相干的表现。比如雄性的同性性行为也许是促进雌性多产基因的一个副作用。无用的基因如果邻近有益的基因，也可能“搭便车”，一同在种群中扩散。
　　鸵鸟的翅膀这类退化器官仍然保存，是因为其对个体生存的机会没有影响，或者它们用于另一目的。它们有时甚至有害，但进化还没来得及将其淘汰。人类的一个例子是阑尾，另一个例子则是智齿。
　　问题二：进化有无限的创造力？
　　错。虽然生物结构的多样性令人惊叹。但事实上，有一些显然很有用的结构，并未进化出来。比如我们没法想象，狮子能进化出扫射斑马的机关枪器官。
　　为什么有的结构进化出来了，有的进化不出来？答案是：若一种结构在其尚未完成时，对生物也有某种用处，就可以被保留下来，逐步演变到如今的样子。不然，就进化不出来。
　　有人认为眼睛、细菌鞭毛太复杂精巧了，不可能是进化的。他们质疑：进化到一半的翅膀有用吗？有用！昆虫的翅膀可能是从可拍打的腮———用以在水面划行———进化而来。进化到一半的眼睛也有用：有一点光感，就能给动物增添不少便利，能看见模糊的图像，就更有用。就这样，原始的感光点一步步变成了精巧的眼睛。
　　半个系统用不上的例子也有。比如，一个能联络同伴、发布警告的无线电收发系统之所以没进化出来，是因为单单有接收无线电的能力，并不能改善动物的处境(不能接收，也就没必要发送)。半个系统没有用，就谈不上从半个进化到一整个了。可见，进化并非无所不能。
　　问题三：自然选择让生物越来越复杂？
　　错。事实上，自然选择的压力让生物“不敢”太复杂。洞穴鱼没有眼睛，寄生绦虫没有内脏，海星和海胆丧失了脑。这些都是自然选择朝向更简单方向的例子。
　　生存压力较小时，生物更有机会进化成更复杂的形态。因为“时世艰难”的话，一个增加了生物复杂度的无用的变异可能因为耗费资源而被淘汰；如果环境宽松，这一变异保留下来的机会就比较大，并且可能由于随机基因漂移(就是靠运气，下文会提到)扩散开来。从单细胞生命到人类，基因越来越复杂，原理可能就是这样。自然选择并不青睐我们。
　　问题四：进化产生完美？
　　错。许多人认为生命完美地适应了环境，因此才能在竞争中生存。这是错的。比如人们曾以为红松鼠完美地适应了英国的阔叶林环境，其实后来者灰松鼠被证明适应能力更强。生物不需要完美，只要不比竞争对手差，就能活下去。
　　修修补补凑合用，是常有的事。熊猫的“拇指”并不适合抓握竹子，因为它是腕骨进化成的，远不如拇指好用，没办法，真正的拇指和手掌已经分不开了；鲨鱼缺乏鱼鳔，只能用游泳和偶尔憋气的法子来控制浮力；哺乳动物的双向肺远不如鸟类的单向肺有效率；脊椎动物的眼睛有盲点。尽管有这些缺陷，但它们活下来了。
　　在猎手与猎物，寄生者和宿主的军备竞赛中，每个物种———如《爱丽丝漫游记》中的红桃皇后所说———“必须全力奔跑，以停留在原先的位置。”人类跑得算慢的。个体数量越多，进化越快。一个细菌十年之内能产生10万代，而人类自从分化出来后，只繁衍了不超过2.5万代。我们能在有生之年看到新病毒的出现，却看不出人类有什么变化。
　　最近1万年，人类的进化加速了，但离完美还差得远———肥胖、近视、成瘾都证明我们不那么适应改变了的环境。与接近完美的病毒和细菌相比，人类只是一个粗略的草稿。
       问题五：进化论不是科学？
　　错。反进化论者往往声称进化论没有可证伪性，所以不是科学。实际上，进化有可能被各种各样的发现和实验证伪。只是一个半世纪以来，它从未被否证过。
　　什么能否证进化论？生物学家霍尔丹有一个著名的回答：“寒武纪前的兔子化石”。进化论预言了化石的年代顺序———多细胞生物应在单细胞生物后面，有颌鱼应在无颌鱼后面，两栖动物在鱼后面，等等———还没发现的例外。“有羽毛的兔子”也可以否证进化论，因为它可以证明“哺乳类和鸟类是由不同的爬行类进化而来”的论断是错的。我们发现了鸭嘴兽，发现了始祖鸟，谁发现了“羽毛兔”？没有。
　　问题六：进化论什么都预测不了？
　　错。进化论的预测力有限，但已被用来预测了。考古生物学家根据进化论，预测在哪种岩石和哪个地层中，会存在转型化石。他们发掘成功了。半鱼半两栖动物Tiktaalik就是这样重见天日的。
　　还有一个著名的例子：英国胡椒蛾在工业化时代变成了黑色。进化论认为这是蛾子适应被煤烟熏黑的树干的结果，并预言除去污染后，浅色的蛾子将再次繁盛———事实就是如此。
　　另一个例子，如果转基因作物产生杀虫剂，昆虫就会进化出抗杀虫剂能力。进化论预言，如果在转基因作物周围种上正常作物，昆虫的抗药能力进化会慢一些———这也被证明了。进化论还让我们想到，采取几种药物复合的“鸡尾酒疗法”，可以减慢病原体进化出抗药性。因为只有凑巧获得好几种不同的变异的病原体才能生存，这个几率太小了。鸡尾酒疗法果然很有效。
　　问题七：自然选择是进化唯一方式？
　　错。许多变化来源于随机遗传漂变，或者说偶然。黄种人和白种人的头形不同。为什么？须知颅骨形状不会影响一个人生存的能力。在这里，偶然比自然选择的角色更重要。
　　每个人类胚胎都包含100个或更多的变异。大多数变异发生在垃圾DNA中，没什么作用。另一些则导致微小变化，但说不上是有害还是有益，能广泛传播，完全是靠运气。举个例子，一个岛屿上有两种老鼠，有斑纹的100只，无斑纹的1000只。一次火山爆发，摧毁了1000只无斑纹的老鼠和80只有斑纹的老鼠。从此岛屿上的历代老鼠都是有斑纹的了。这就叫幸者生存，而非适者生存。
　　一个种群中个体越少，越容易被偶然重塑。幸者生存机制在人类进化中肯定也扮演了重要角色———人类数量一直到1万年前都很少。人和猿的不同，以及人种的不同，应更多归因于基因漂变而非自然选择。(高博)http://www.sina.com.cn  2009年02月09日 09:21  科技日报
　　自以为明白进化论的人，往往在许多方面弄错了。《新科学家》杂志列出了一些常有的误解。如果您答错了以下问题，就请看看正确答案，以免被某些似是而非的反进化理论裹挟而去。
　　问题一：一切都是自然选择的结果？
　　错。并非所有的生物特征都是自然选择的结果。
　　人们往往认为一切生物特征都有其用处，但这是错的。雄性的乳头有什么用？雄性的乳头没有消失，是因为长乳头无需什么代价，因此没有进化出雌雄不同发育模式的压力。再比如人和人的嗅觉区别很大，和自然选择没多大关系，主要是嗅觉感受器的基因有不同变异。
　　有些特征是自然选择的，但全因沾了另一个特征的光。比如俾格米人的矮小并无生存优势，而是提前分娩的副作用，提前分娩有利于在高死亡率种群中的生存。一个有利于生存的基因，可能在另一方面具有完全不相干的表现。比如雄性的同性性行为也许是促进雌性多产基因的一个副作用。无用的基因如果邻近有益的基因，也可能“搭便车”，一同在种群中扩散。
　　鸵鸟的翅膀这类退化器官仍然保存，是因为其对个体生存的机会没有影响，或者它们用于另一目的。它们有时甚至有害，但进化还没来得及将其淘汰。人类的一个例子是阑尾，另一个例子则是智齿。
　　问题二：进化有无限的创造力？
　　错。虽然生物结构的多样性令人惊叹。但事实上，有一些显然很有用的结构，并未进化出来。比如我们没法想象，狮子能进化出扫射斑马的机关枪器官。
　　为什么有的结构进化出来了，有的进化不出来？答案是：若一种结构在其尚未完成时，对生物也有某种用处，就可以被保留下来，逐步演变到如今的样子。不然，就进化不出来。
　　有人认为眼睛、细菌鞭毛太复杂精巧了，不可能是进化的。他们质疑：进化到一半的翅膀有用吗？有用！昆虫的翅膀可能是从可拍打的腮———用以在水面划行———进化而来。进化到一半的眼睛也有用：有一点光感，就能给动物增添不少便利，能看见模糊的图像，就更有用。就这样，原始的感光点一步步变成了精巧的眼睛。
　　半个系统用不上的例子也有。比如，一个能联络同伴、发布警告的无线电收发系统之所以没进化出来，是因为单单有接收无线电的能力，并不能改善动物的处境(不能接收，也就没必要发送)。半个系统没有用，就谈不上从半个进化到一整个了。可见，进化并非无所不能。
　　问题三：自然选择让生物越来越复杂？
　　错。事实上，自然选择的压力让生物“不敢”太复杂。洞穴鱼没有眼睛，寄生绦虫没有内脏，海星和海胆丧失了脑。这些都是自然选择朝向更简单方向的例子。
　　生存压力较小时，生物更有机会进化成更复杂的形态。因为“时世艰难”的话，一个增加了生物复杂度的无用的变异可能因为耗费资源而被淘汰；如果环境宽松，这一变异保留下来的机会就比较大，并且可能由于随机基因漂移(就是靠运气，下文会提到)扩散开来。从单细胞生命到人类，基因越来越复杂，原理可能就是这样。自然选择并不青睐我们。
　　问题四：进化产生完美？
　　错。许多人认为生命完美地适应了环境，因此才能在竞争中生存。这是错的。比如人们曾以为红松鼠完美地适应了英国的阔叶林环境，其实后来者灰松鼠被证明适应能力更强。生物不需要完美，只要不比竞争对手差，就能活下去。
　　修修补补凑合用，是常有的事。熊猫的“拇指”并不适合抓握竹子，因为它是腕骨进化成的，远不如拇指好用，没办法，真正的拇指和手掌已经分不开了；鲨鱼缺乏鱼鳔，只能用游泳和偶尔憋气的法子来控制浮力；哺乳动物的双向肺远不如鸟类的单向肺有效率；脊椎动物的眼睛有盲点。尽管有这些缺陷，但它们活下来了。
　　在猎手与猎物，寄生者和宿主的军备竞赛中，每个物种———如《爱丽丝漫游记》中的红桃皇后所说———“必须全力奔跑，以停留在原先的位置。”人类跑得算慢的。个体数量越多，进化越快。一个细菌十年之内能产生10万代，而人类自从分化出来后，只繁衍了不超过2.5万代。我们能在有生之年看到新病毒的出现，却看不出人类有什么变化。
　　最近1万年，人类的进化加速了，但离完美还差得远———肥胖、近视、成瘾都证明我们不那么适应改变了的环境。与接近完美的病毒和细菌相比，人类只是一个粗略的草稿。
       问题五：进化论不是科学？
　　错。反进化论者往往声称进化论没有可证伪性，所以不是科学。实际上，进化有可能被各种各样的发现和实验证伪。只是一个半世纪以来，它从未被否证过。
　　什么能否证进化论？生物学家霍尔丹有一个著名的回答：“寒武纪前的兔子化石”。进化论预言了化石的年代顺序———多细胞生物应在单细胞生物后面，有颌鱼应在无颌鱼后面，两栖动物在鱼后面，等等———还没发现的例外。“有羽毛的兔子”也可以否证进化论，因为它可以证明“哺乳类和鸟类是由不同的爬行类进化而来”的论断是错的。我们发现了鸭嘴兽，发现了始祖鸟，谁发现了“羽毛兔”？没有。
　　问题六：进化论什么都预测不了？
　　错。进化论的预测力有限，但已被用来预测了。考古生物学家根据进化论，预测在哪种岩石和哪个地层中，会存在转型化石。他们发掘成功了。半鱼半两栖动物Tiktaalik就是这样重见天日的。
　　还有一个著名的例子：英国胡椒蛾在工业化时代变成了黑色。进化论认为这是蛾子适应被煤烟熏黑的树干的结果，并预言除去污染后，浅色的蛾子将再次繁盛———事实就是如此。
　　另一个例子，如果转基因作物产生杀虫剂，昆虫就会进化出抗杀虫剂能力。进化论预言，如果在转基因作物周围种上正常作物，昆虫的抗药能力进化会慢一些———这也被证明了。进化论还让我们想到，采取几种药物复合的“鸡尾酒疗法”，可以减慢病原体进化出抗药性。因为只有凑巧获得好几种不同的变异的病原体才能生存，这个几率太小了。鸡尾酒疗法果然很有效。
　　问题七：自然选择是进化唯一方式？
　　错。许多变化来源于随机遗传漂变，或者说偶然。黄种人和白种人的头形不同。为什么？须知颅骨形状不会影响一个人生存的能力。在这里，偶然比自然选择的角色更重要。
　　每个人类胚胎都包含100个或更多的变异。大多数变异发生在垃圾DNA中，没什么作用。另一些则导致微小变化，但说不上是有害还是有益，能广泛传播，完全是靠运气。举个例子，一个岛屿上有两种老鼠，有斑纹的100只，无斑纹的1000只。一次火山爆发，摧毁了1000只无斑纹的老鼠和80只有斑纹的老鼠。从此岛屿上的历代老鼠都是有斑纹的了。这就叫幸者生存，而非适者生存。
　　一个种群中个体越少，越容易被偶然重塑。幸者生存机制在人类进化中肯定也扮演了重要角色———人类数量一直到1万年前都很少。人和猿的不同，以及人种的不同，应更多归因于基因漂变而非自然选择。(高博)