本文參加百家號 #科學了不起#系列徵文賽。
環境是不斷變化的,如果生物一成不變,那麼終究會被環境所淘汰,地球也早就變成了寸草不生的荒蕪星球。
事實上,地球在經歷了數十億年的變遷之後,非但沒有荒蕪,反而是一片生機盎然。這是因為環境會變化,生物同樣也會變化,而生物為了適應環境所發生的變化就被稱之為進化。通過進化,生物可能獲得更好地適應環境的能力,從而獲得更強的生存能力,於是隨著時間的流逝,大量的物種變得越來越好。
進化雖然是生物為了適應環境所作出的改變,但其本身並不是一種主動行為,比如認為天氣逐漸寒冷,所以生物便進化出更厚的毛皮,這就是對進化的誤解。事實上生物的進化是被動隨機的,例如一個物種中一些個體的皮毛較厚,而另一些則較薄,在天氣轉冷後,擁有較厚皮毛的個體存活了下來,於是基因得以傳遞,而皮毛較薄的個體則被自然所淘汰。
一個物種中出現了一些皮毛較厚的個體,這種情況本身是基因的隨機變異,是自然選擇將這種基因的變異保留了下來,這就是進化的真相。
淘汰不適應環境的基因,留下與環境相適應的基因,在自然選擇的基礎上,生物本應該通過進化變得越來越好,但事實上並不完全如此,因為也有為數不少的生物逐漸走入了進化的死胡同,徘徊於滅絕的邊緣,而這些走入死胡同的生物中,有很多是我們非常熟悉的,我們甚至從未意識到它們已經走到了進化的懸崖邊緣。
為什麼會出現這種情況呢,為什麼生物會走入進化的死胡同呢?生物之所以會走入進化的死胡同,其根源也是對環境的適應。生存環境本身是一個籠統的概念,其既包括氣候環境,也包括生物環境,而生物之所以會走入進化的死胡同,大多是因為對生物環境的適應所導致的。
一些生物走入進化的死胡同是源於對物種內部的環境適應所導致的,其代表就是孔雀和馴鹿。
雄性孔雀擁有一個標誌性的大尾巴,這個大尾巴除了能夠令人賞心悅目以外,對於孔雀本身而言就是一種累贅,因為這尾巴的拖累,孔雀犧牲了移動能力以及靈活性,一旦遭遇生存困境,這個負擔就會顯得異常沉重。
那麼孔雀為什麼要進化出這樣一個累贅呢?原因就是為了繁衍,因為雌性孔雀喜歡漂亮的尾羽,擁有漂亮尾羽的雄性孔雀可以贏得更多的繁衍機會,於是競賽開始了,尾巴大的孔雀獲得交配的權利,將基因傳遞下去,尾巴相對較小的則被淘汰,於是孔雀的尾巴變得越來越大。馴鹿也是如此,它們為了能夠在爭奪配偶的戰鬥中取得勝利,於是鹿角逐漸增大,鹿角小的在戰鬥中失利被淘汰,鹿角大的則獲得將基因傳遞下去的權利。
馴鹿鹿角增大所帶來的後患是無窮的,它們的機動性和靈活性顯著降低,逃生能力下降,甚至很多馴鹿會卡在樹上無法掙脫,最終虛弱而死。
在走入進化死胡同的生物中,還有一類是為了適應物種外部的生物環境所導致的,這種情況又被稱為協同進化,其代表就是拳擊蟹和武夷蘭。拳擊蟹是一種個體很小的螃蟹,與其它的螃蟹不同,它們沒有強有力的雙螯,它們的雙螯極其弱小,甚至於連一條渦蟲也無法抓住,但是這對雙螯卻擁有特殊的構造,可以牢牢勾住海葵,它們會將海葵勾抓在雙螯上,如同戴了一副拳擊手套,這對手套可以幫助拳擊蟹收集食物,而海葵釋放的毒素還能夠成為拳擊蟹的有力武器。
從某種角度來講,拳擊蟹的進化是成功的,但這種進化僅僅是為了適應海葵,這就埋下了很深的隱患,一旦環境改變,海葵滅絕,那麼拳擊蟹也會隨之滅絕。進化使它們的生存以及與海葵牢牢綁在了一起。
武夷蘭是一種原產於馬達加斯加的蘭花,這種蘭花為了能夠讓蛾子更靠近自己,從而更有效的傳播花粉,它進化出了一種叫做「距」的器官。
所謂「距」就是一種在花心深處向內延伸的細管狀器官,蛾子為了能夠吸取細管裡的花蜜,只好更貼近花朵。就這樣,武夷蘭的進化得越來越深,甚至達到了數十釐米,與此同時,一種叫做馬島長喙蛾的生物為了能夠更好地吸取武夷蘭的花蜜,吻部也越來越長,最終也長到了將近30釐米。
這兩種生物都是為了適應對方不斷進化,於是雙雙走入了進化的死胡同,現在武夷蘭只有依靠長喙蛾才能夠完成授粉,而長喙蛾因為吻部過長,也只能吸取武夷蘭的花蜜,於是兩者形成了極強的相互依賴關係,一旦環境發生變化,一個滅絕,另一個必然滅絕。所以生物一旦走入了進化的死胡同,也就等於來到了滅絕的懸崖邊。