完美有缺 _生活百科

完美有缺【完美有缺】完美有缺：仔细观察过生物界的人，或者是看过“动物世界”之类的电视节目的人，都会对生物适应环境的能力惊叹不已。
基本介绍中文名：完美有缺
人物：达尔文
物体：啄木鸟
原理：“用进废退”
内容简介[完美与缺陷]达尔文喜欢的一个例子是啄木鸟：它有又尖又硬的喙用于凿树洞，有长长的舌头用于钓洞里的虫，有短短的腿、长长弯弯的爪子用于贴在树干上，又有坚固的尾羽支撑住直立的身体……怎样解释生物构造和行为的适应现象？达尔文认为这是进化论的中心问题，他对这个问题的回答是：自然选择。让我们先来看看别的解释为什幺不能成立。在达尔文之前，对生物适应性的解释是自然神学的说教：那是上帝巧妙的设计。但是这个解释有三大困难。第一，现代科学已达成共识，科学研究不应该引进上帝之类无法验证的超自然的概念。有这种概念可以解释一切，还要费心去搞科学研究乾什幺？第二，生物的许多适应现象并不完美，存在着很明显的缺陷（见后），不像是智慧型设计的结果，更不用说是万能的设计了。第三，如果真的存在万能的上帝，这本身就是一个具有高度适应性的有机体，我们仍然需要解释这种适应性是怎幺来的，这样就陷入了循环论证。可见自然神学的说教在科学上和逻辑上都不成立。在达尔文之前还有拉马克用“用进废退”来解释生物的适应性。拉马克主义的核心是后天获得的性状能够遗传。任何想要证明后天获得性遗传的实验全都失败了。上个世纪末魏斯曼提出种质论，从理论上宣告了后天获得性遗传的死刑。按照种质论，后天获得性只能改变体质（体细胞），无法改变种质（生殖细胞），而只有种质才能遗传。分子生物学创立以后，我们对生物遗传的研究已达到了分子水平，其结果都表明后天获得性不可能遗传，因此现代的生物学家已极少还有相信拉马克主义的。退一步说，即使后天获得性能够遗传，“用进废退”也无法完全解释生物的适应性。比如说，拉马克主义是这幺解释斑马为什幺能够跑得那幺快的：因为古代的斑马为了躲避狮子的追捕，要不断地跑，腿步肌肉因此受到锻鍊，变得越来越发达。发达肌肉的特性传给了下一代，一代又一代传下去，斑马的腿部肌肉越来越发达，也就跑得越来越快。但是为什幺腿部肌肉受到锻鍊就会变得越来越发达？它也可能因为经常使用而变得越来越弱。肌肉受到锻鍊而变强，是因为存在着一个这样的生理机制，而这本身就是一个适应现象；对这个生理机制的由来拉马克主义没有办法回答，只能把它归结于上帝的设计（我们在上面已说过这是不合理的），或者是自然选择。可见，“用进废退”说即使能被证实，最多也只能被当成自然选择理论的一个补充。在达尔文之后还有方向性突变说。比如说，它认为斑马的腿部肌肉那幺发达，是因为古代斑马主管腿部肌肉的基因一直向让肌肉变发达的方向突变，每一代都这幺突变，就变得越来越发达了。分子生物学的研究表明所有的基因突变都是没有方向性的，没有任何机理能够使基因向固定的方向突变。即使有一天我们发现了基因方向性突变的机理，这种机理的存在本身就是一个适应性现象，对它的由来，我们还是只能用自然选择来解释。可见，自然选择是目前已知的解释生物适应性由来的唯一合理的理论。生物学界之外的人士往往有这幺个疑问：自然选择真地能够解释所有的适应现象吗？象斑点蛾黑化这种简单的适应性用自然选择来解释不难理解，但是象人眼这幺複杂巧妙的器官，怎幺能够仅仅靠自然选择形成呢？眼睛是由许多部分组成的，缺了视网膜不行，缺了晶状体也不行，而且各个部分的位置都必须很精确，不同时满足这些条件，眼睛就没什幺用处，自然选择怎幺可能一下子造出这幺完美的眼睛来？现代进化论的回答是：複杂的眼睛不是一步进化来的，而是在自然选择的作用下，从最原始的眼睛开始，经过一系列的过渡形态，一步一步经过细小的修饰进化而来的。现存动物的眼睛并不是都象人眼这幺複杂，有的只是在神经末端有一个感光细胞；有的是几个感光细胞分布在一个杯状的表面（可以用于判断光的方向）；有的这个杯状表面的开口收拢，成为一个可以聚光成象的针孔照相机；有的有了视网膜，膜上的感光细胞分化成了感觉运动的桿细胞和感觉颜色的锥细胞；有的杯里面装的不再是水，而是细胞液；有的杯里面的细胞液被晶状体代替了，表面上罩上了一层角膜……把这些形形色色的眼睛从简单到複杂排列在一起，也就不难明白眼睛是怎幺一步一步进化而来的。而这也告诉我们，“不完美”的眼睛，比如只有视网膜没有晶状体，也是可以存在的，也是有好处的，至少它要比没有眼睛强：即使是高度近视也要比完全失明的好。总之，现代进化论已经有了结论：儘管自然选择不是进化的唯一动力（还有基因漂移等因素，参见第五章“分子进化”），但是却是生物适应性的唯一合理解释。自然选择可以解释所有的适应现象。自然选择在形成生物的适应性时，不是从无到有一蹴而就，而是一点一点地修饰、改造而来的，只是用旧瓶装新酒；因此毫不奇怪，生物的适应性并不总是十全十美的，有的甚至有明显的缺陷。导致适应性不完美的原因有很多种，有的是因为受到遗传因素的限制，比如前面提到的镰刀形红细胞的例子，有正常红细胞的不易抵抗疟疾，对疟疾抵抗力强的却没有正常红细胞，总是没法鱼与熊掌同时兼得。有的是因为一种器官同时有几种功能，必须做出一定的妥协，比如蛇类缺少一块把鼻腔和口腔隔开的第二齶骨，它的口腔同时管吞食和呼吸，吃饭的时候就只好摒住呼吸，因此吃一顿饭往往要花好几个小时。有的是由于历史原因造成的，比如人的脊椎构造，并不完全适应直立行走，那是由于我们的祖先是四足行走的，脊椎已经先适应了四足行走了，只能为了直立行走儘量做点不完美的改造。最后让我们来看一个由于进化的时间差造成不完美适应的例子。植物结出果实，是为了吸引动物来吃，动物消化了果实，而把没有消化的种子排泄出去，种子也就传播开去了。在哥斯大黎加的热带森林里，有一些植物的果实又大又硬，成熟以后掉到地上，有一些被刺鼠之类的小动物吃掉，但这些小动物跑不远，吃完了也是直接把种子排在树底下；大部分果实则在树底下堆积，慢慢地烂掉了。就让动物来传播种子这一点来说，这些植物可谓极其失败。为什幺会这样呢？原来在从前，中美洲生活着许多大型草食性动物，比如猛犸象，它们以这类果实为食，并能把种子带出很远才排泄出去。这些植物大而硬的果实就是对这些大型草食动物的适应。但是在大约一万年前，所有的这些大型草食性动物全都灭绝了，再也没有别的动物能为它们传播种子。一万年在进化史上不过是一瞬间，这些植物还来不及让自己适应中型或小型的草食性动物，于是便出现了这种有缺陷的适应现象。