在第八章《创意演化》中,作者更为具体地讲解了自然选择和基因突变是如何影响生物进化的:主要有两个方面:“基因型共演化”和“军备竞赛”。
基因型共演化
胚胎发育的整个过程是一个合作事业,有上千段基因出力。这样的合作是怎样形成的呢?关键在于自然选择青睐于基因适应环境的能力。但是对于基因来说,直接的外界环境是什么呢?不是气候,也不是天敌,DNA分子通常都是躲藏在细胞核内的,不大可能与外界直接接触。这样一来,每一段基因的“环境”,正是其他基因。基因必须与其它基因合作发挥作用,才能增加个体的生存率,从而使这种基因流传下去。
假设有一种生物体所需的物质Z,合成这种物质有两种路径,A1-B1-C1,或A2-B2-C2,其中每一个步骤都由某个特定的基因控制。因此,为了成功合成Z,必须“共演化”出A1,B1,C1,或A2,B2,C2。如果个体的基因中,B1,C1的数量很多,就会助长A1的数量,而不会助长A2,反之亦然。
更宏观地来看,这种解释也适用于一群基因。适合咀嚼肉类的牙齿与适合笑话肉类的肠道配合的更好,因此制造这种牙齿的基因在制造那种肠道的基因环境中,更加受到青睐。反过来,适合咀嚼植物的牙齿在适合消化植物的肠道的基因环境中更容易生存。
简单来说,“善于”合作的基因生存率更高,在进化中更占优势。
军备竞赛
前一章讲到,生物个体只是基因的生存机器,环境直接作用于生物个体,反过来筛选基因。不同物种的基因不会交会,但是是彼此环境中的重要因素。猎食者与猎物,寄生虫与宿主直接都存在“军备竞赛”,甚至同一物种的两性之间也会有。
当然,某种生物受到另一种生物的影响,从而不断演化,这样的现象只有在很长的时间尺度上才能观察的到。任何生物个体,只要敌人在演化,就会被卷入军备竞赛。生物在一个地方经过世代的进化,就会进化出适合当地气候的特征。比如在寒冷地区的生物通常拥有厚实的皮毛,当地的条件,影响了他们身体的很多部分。如果自然条件稳定,长期在这个地区生活的生物就会停止进化,直到环境改变,比如冰河期到来,热浪,寒潮,台风,沙暴,等等等等。
这种气候的变化通常没有什么规律可循,但有另一种“环境”因素,将会导致生物向某一方向发展,这种环境因素就是其他生物,奔跑速度快,体态敏捷的瞪羚,更容易逃脱狮子的捕食,因此瞪羚会向奔跑速度越来越快的方向进化。同样的,速度快,敏捷,爪子锋利,善于隐蔽的狮子更加容易捕食瞪羚,因此狮子也会向速度越来越快,越来越敏捷的方向发展。以此循环,军备竞赛就开始了。
但是这样就出现了一个有趣的问题,瞪羚和狮子的速度会不会一直快下去,甚至超越音速呢?答案当然是不可能的,因为生物在其他方面消耗的资源越多,用来生殖的资源就越少,别忘了,自然选择本质上选择的是增加产生后代成功率的基因,而不是生存率最高的基因。最后,在用来生殖的资源,和用来提高生存率,以提高生殖成功率的资源,会达到一个平衡,而不会无限制的增长下去。
这一章从更宏观的角度考察了自然选择的过程。总结一下就是:自然选择青睐的基因,不是因为它们的内在本质,而是因为它们与环境的互动。