進化基本原理
所謂進化,更準確地說法應該叫演化。生物的變異本是不定向的,但自然選擇是定向的,不適應環境的變異類型被淘汰,只剩下適應環境的變異類型才能生存和繁殖。因此,自然選擇決定生物進化的方向。
雖然進化的總趨勢是簡單到複雜、低等到高等,但一類生物身上出現的進步性特徵,並不必然在另一類生物身上出現,因為不同生物所面臨的自然選擇壓力是不同的。先搞清楚基本原理,這個問題就容易理解了。
達爾文
蝙蝠和蟑螂演化概述
蝙蝠,即哺乳綱的翼手目,它們演化中最重要的事就是學會了飛翔。目前發現的最早蝙蝠化石是距今5500萬年前的古蝠類。由於蝙蝠骨架纖細,不易保存,必定有很多早期蝙蝠種類沒有留下化石。從哺乳動物的遺傳譜系來看,翼手目應該有8000萬年的進化歷史了。
2003年發現的距今5200萬年前的食指伊神蝠,向我們揭示了蝙蝠飛行能力的進化。食指伊神蝠前足五趾都有爪子,不像現代蝙蝠只有1-2個爪子;後肢較長而前肢較短,翅膀較為寬短。這種古代蝙蝠的身體構造是典型的樹棲動物,想必很擅長攀爬,但飛行能力比不上現代蝙蝠。
食指伊神蝠復原圖
食指伊神蝠的發現,證明蝙蝠飛行的進化來自從樹上跳,而不是在地面上快速跑。在它生存的年代,飛行昆蟲正在發展壯大,蝙蝠學會了在樹與樹之間滑翔,進而飛上了天空,就是為了取食日益豐富的飛行昆蟲。
蟑螂,屬於昆蟲綱的蜚蠊目,該目共4600多種,廣義的蟑螂也包括白蟻。蟑螂確實是一類非常古老的生物,目前發現的最早的蟑螂成蟲和若蟲化石,皆可追溯至3.2億年前的石炭紀。石炭紀時期,大氣含氧量高達35%,是昆蟲的黃金時代。現代蟑螂起源於距今1.4億年的白堊紀早期。
蟑螂的進化中最令人印象深刻的,莫過於它的耐藥能力了。蟑螂是著名害蟲,而且一旦在家裡出現就很難徹底殺滅。德國科學家發現,蟑螂的耐藥能力進化非常快,每隔一代就能提升4~6倍。
蟑螂
生物智力的演化
蝙蝠已經演化了8000萬年,蟑螂更是有3億多年的演化史了,人類在它們面前確實只能算個後生晚輩。然而,它們沒進化出智慧也很正常,沒什麼值得大驚小怪的。提問者忽略了兩個問題:一是進化方向,二是進化速度。
進化方向是由自然選擇決定的,然而對絕大多數物種來說,自然選擇根本不會向智力方向起作用。就拿蝙蝠和蟑螂來說,它們的生存中重要的是如何找到食物(捕捉飛行昆蟲)以及躲避敵害(耐藥),有沒有智力都能活得很好。
經過相同時間,有的生物可能變化很大,有的生物就基本不變,這是因為進化速度不同。蝙蝠和蟑螂都屬於進化速度比較慢的,這是因為在近幾千萬年來,環境中對它們影響較大的生態因子沒有發生大的變化,它們面臨的自然選擇壓力很小。3200萬年前的蝙蝠化石和今天的食蟲蝙蝠很像,而蟑螂從恐龍時代至今沒有太大變化。
德克薩斯滿天飛的蝙蝠
聰明的大腦對能量的消耗極大,如我們人類大腦重量只佔體重的2%,但大腦耗能卻佔基礎代謝率的高達20%!因此,養活一個聰明的大腦並非易事,對不需要智力就能生存的動物來說,大腦太大了反而可能有壞處。細菌和藍藻已經存在38億年了,水母6億年前就出現了,至今從它們身上看不到半點智慧的影子。
人類為什麼能進化出智慧?
首先,有自然選擇壓力。從古猿到人類的演化,始於距今500萬年前南方古猿離開森林。當時留在森林裡的猿類是強者,它們的後代至今仍霸佔森林,就是長臂猿和三種猩猩。而我們的祖先南方古猿是弱者,當它們被趕到草原上,發現吃猿的動物很多,猿可以吃的動物很少。除了大腦,我們的祖先一無所有,唯有聰明才能活下來。因此,自然選擇破天荒地開始往智力方向起作用。
南方古猿
其次,有生理基礎。哺乳動物是當今最高等的生物,其結構和機能是動物界中最優秀的,複雜的神經系統為智慧的產生奠定了基礎。蟑螂作為昆蟲,其神經系統非常原始,只有幾個神經節。而蝙蝠雖是哺乳動物,它選擇了飛上天,勢必要想方設法減輕體重,這樣就與形成發達的大腦絕緣了。
此外,我們所屬的靈長類社會性很強,而且親代撫育後代較長一段時間,這有利於好的方法、經驗在群體之間傳播,並代代傳承,加速了智力的進步。
最後一點,可以說是我們的祖先努力,也可以說是運氣好。絕大多數科學家都同意,如果讓我們的祖先重來一遍,人類出現的可能性微乎其微。人類在演化史上經歷了好多次挫折,有幾次只剩下很少的人口。當一種生物面臨我們祖先的那種種困境,幾乎肯定就此滅絕了。然而,我們的祖先偏偏就是抓住了這千載難逢的機遇,完成了偉大的進化。
直立人的生活
他們站起來行走,學會了使用火,掌握了口語,形成了複雜的社交網絡。隨著文字的出現,文明終於誕生。我們是地球誕生以來產生的第一種智慧生物,生物的進化有時候也充滿了偶然性因素。