自然選擇僅僅是生物進化的一種因素,並非唯一因素

2020-12-05 生物谷
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自然選擇僅僅是生物進化的一種因素，並非唯一因素

來源：新華網 2007-08-23 22:20

美國趣味科學網站8月16日發表文章，題目是「最大謎團：是什麼推動了進化？」文章說，科學家們公認自然選擇是推動各種生物體發展以及推動它們出現複雜特性的主要動力，但是藉助自然選擇而進行的進化是不是出現複雜生物體的惟一解釋呢？文章摘要如下。  

　　進化出新的特徵   

        從怪異的蝴蝶斑點到五彩的蜥蜴到讓松鼠甚至是蛇「飛翔」的適應性變化，自然界的變化讓人難以置信。   

        科學家們公認自然選擇是推動各種生物體發展以及推動它們出現複雜特性的主要動力。但是藉助自然選擇而進行的進化是不是出現複雜生物體的惟一解釋呢？   

        紐約州立大學斯託尼布魯克分校生態和進化系的馬西莫·皮柳奇說：「我認為目前生物學最大的一個謎團就是自然選擇是不是能夠創造生物複雜性的惟一進程，或者其他物質特性是否也發揮著作用。我懷疑後者是真的。」   

        一些科學家提出有新的進化推動力因素。   

        皮柳奇說：「近一二十年來，科學家們開始懷疑除了自然選擇，是不是還有其他的特性發揮作用，用來解釋諸如眼睛、細菌的鞭毛、翅膀以及海龜的龜殼的進化。」   

        其中一種看法是生物體在發展過程中能夠改變其形態或其他特徵以適應環境變化，這種現象稱為表型可塑性。   

        基因往往不會發生變化。例如，對於蜂群來說，工蜂和負責守衛的蜜蜂之間的基因組是一樣的，但是不同的基因被激活，所以它們的行為和外表有著顯著的不同。環境因素如溫度和胚胎所食用的東西促使一隻蜜蜂成為工蜂，而另一隻則成為負責守衛的蜜蜂。 

      這種變化可以傳遞給後代，便導致一個物種進化出新的特徵。皮柳奇說：「這種可塑性是可以遺傳的，自然選擇青睞不同類型的可塑性，這取決於生物體面對的環境條件。」  

　　自我組織   

        自我組織是另一種進化動力，一些專家表示它可以激勵生物體和非生物體自發出現複雜的特徵和行為，而這些特徵則通過一代代傳遞給後代。   

        皮柳奇說：「生物界領域以外的一個典型例證是颶風：颶風並不是無規則的空氣運動，而是組織性相當高的大氣結構，是在適宜的環境狀態下自發形成的。越來越多的證據表明生物體在發展的過程中也以類似的方式產生了某些複雜的特性。」   

        在生物學上，自我組織的一個例證就是蛋白質摺疊。一條胺基酸長鏈彎曲、扭曲和摺疊成為一個三維的蛋白質，其形狀決定了蛋白質的功能。由100個胺基酸組成的蛋白質可能具有無窮種形狀。雖然這種形狀的改變在自然界中只需要幾秒到幾分鐘，但即便是速度最快的電腦也無法完成。   

        環境也能促使動物的外表發生改變，這一現象引起許多生物學家的興趣。   

        例如威斯康星大學麥迪遜分校的分子生物學家肖恩·卡羅爾發現東非的蝴蝶色彩有所不同，這取決於蝴蝶是何時孵化的。在雨季孵化的蝴蝶色彩斑點豔麗，而旱季孵化的蝴蝶則披上了並不鮮豔的偽裝色。   

        環境和基因的影響   

        生物學很清楚動物是如何從一枚受精卵發展成為一個具有完全形態的生物體的。   

        但是荷蘭哥羅寧根皇家大學生態和進化研究中心的特尼斯·皮爾斯馬說：「我們只是不明白環境和基因藍圖在發展過程中是如何相互影響的。」

        皮爾斯馬對一種叫紅腹濱鷸的鳥進行了研究，結果發現這種鳥可以根據自己遷徙的路線改變它們的外表。   

        如果這種鳥被捕獲並被放置在冷一點的環境時，這種鳥的肌肉和器官就會萎縮以減少熱量散失。這種鳥能夠把這種能力傳遞給後代。 

        在具有各種特徵的不同物種是如何進化的問題上，疑問開始漸漸消失。過去這個領域大部分是依賴於化石，而現在隨著基因技術的發展和不同學科的綜合，基因學、生物學、生態學和計算機科學等結合起來，這個領域也獲得了很大的發展。   

        雖然科學家正在解釋那些塑造物種的自然機制，但該領域的許多問題仍然存在。達爾文最初考慮的問題———導致新物種進化的機制是什麼———還沒有徹底被解決。另一個相關的問題出來了：和自然選擇相比，隨機事件對於塑造生物體來說到底有多重要？

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