进化生物学101

有人说，自然选择的进化是人们曾经有过的最好的想法。但它到底是什么呢?它是如何工作的?从达尔文到DNA测序，我们对进化论的看法又发生了怎样的变化?来自伦敦大学学院的史蒂夫·琼斯在进化生物学速成课程中回答了这些问题。

史蒂夫:自然选择绝对是简单的:遗传的繁殖能力的差异。这是一个由两部分组成的考试:为了繁殖，你需要活下去，所以生存需要自然选择，你还需要找到一个伴侣并繁衍后代，这就是达尔文所说的“性选择”。如果你的基因使你更有可能存活下来，成为成年人，找到配偶并生育后代，那么这些基因将在几代人中变得更加普遍，这就是自然选择。我称它为制造几乎不可能的东西的工厂。它步履蹒跚地向前走，没有跳跃。它需要非常缓慢，稳定，没有方向的步骤，最后到达意想不到的，几乎不可能的地方。例如，人们常说:“半只眼睛有什么用?”答案是，“比没有眼睛有用得多，或者说是眼睛的49%”。

威尔:达尔文在进化史上扮演了什么角色?

史蒂夫:首先，进化论的思想比达尔文早得多。例如，达尔文经常提到一个名叫威廉·琼斯的人，他是一个商人和语言学家。琼斯所做的是意识到欧洲的语言彼此相关，也与一些印度语言相关。他推断，他们实际上都是同一个祖先的后裔，随着他们的后裔，他们发生了变化，换句话说，他们进化了。但是自然选择的概念——尽管你可以从更早的概念中找到暗示——唯一真正把它想透彻的人是达尔文自己。这就是达尔文在进化论中的核心作用。其次，在《物种起源》一书中，他汇集了大量乍看之下毫不相关的话题和事实，形成了他所谓的“一篇长篇论述”。最后，如果你以开放的心态看待《起源》，你几乎不可能否认他的论点站得住脚。所以达尔文确实是进化论的发明者。

人们常说另一位英国博物学家阿尔弗雷德·罗素·华莱士是自然选择的发现者之一?

史蒂夫——我想在某种意义上他是这么认为的，尽管他没有达尔文说得那么清楚。达尔文计划用他一生的大部分时间来写一本名为《自然选择》的书。幸运的是，华莱士——他本身就是一个非常重要的人物——也提出了同样的想法，尽管支持它的证据要少得多。华莱士写信给达尔文，催促达尔文在一年内写《物种起源》。《起源》是一本比《自然选择》这本大部头的书要好得多的书，否则它是无法读懂的。所以我认为华莱士的角色很重要，但也是次要的。

威尔:华莱士对进化论的看法和达尔文的有什么不同吗?

史蒂夫-华莱士晚年看到了某种进化上的进步。但达尔文没有看到任何进步，他写道，“从未看到更高或更低”。华莱士相信人类的进化中有某种额外的东西，也许是上帝加在上面的，这导致了灵性和意识之类的东西。达尔文不会有这样的想法;他真的认为这是荒谬的，不科学的，他甚至为此与华莱士发生了争执。这就是他们之间的主要区别。

威尔:从那时起，你认为这个领域是如何发展的?遗传学是如何被置于进化生物学的背景下的?

遗传学是达尔文主义拱门的基石，它把整个系统锁在了合适的位置。达尔文相信混血是遗传的模式——男性和女性的血液混合在一起，形成了下一代。一位名叫弗莱明·詹金的苏格兰工程师写信给达尔文。詹金向他指出，如果你有红漆和黄漆，把它们混合在一起，就会得到紫色的漆。现在假设红色是非常有利的，但在下一代红色消失了，你再也找不到它了，因为你有紫色。那么自然选择是如何起作用的呢?但孟德尔表明遗传不是基于流体，而是基于被称为基因的粒子。它们聚在一起又分开，没有像颜料混合那样混合在一起，所以你可以在下一代得到红色，即使动物可能在一两代内看起来不是红色的。不研究遗传学就不可能研究进化生物学。

人类基因组计划是如何扩展我们对进化的理解的?

史蒂夫:我认为这让我们意识到物理学家对生物学的看法是错误的。正是物理学揭示了DNA的双螺旋结构。而物理学，至少在那个时代，在某些方面，仍然是一门非常美丽的学科;它使复杂的事情变得简单。在双螺旋结构中发生的事情是，它使一些看起来完全令人困惑的事情——生物复制——用这个非常优雅的分子变得简单。但人类基因组计划所做的是提醒我们进化是如何进行的。它不像物理学那样工作:它不是简化的强大力量，而是复杂的强大力量。进化不会提前计划;它是个修补匠，不是工程师。它只是等待出现的东西; it’s a series of successful mistakes. It builds on the ruins of what has failed. And if you look at the genome, that’s exactly what you see: a series of successful mistakes, it’s filled with failures, filled with ruins, filled with bafflement, and a small part of it seems to do the job.

进化生物学的核心特征之一是地球上所有生物的亲缘关系。

史蒂夫:是的，我认为这很重要。真正值得注意的是，遗传密码，加上一些细节，适用于一切，这表明我们都是35亿年前一个独特的祖先的后裔。这个密码的存在本身就证明了达尔文的共同血统理论的惊人力量。从那时起，我们在生物学上所做的一切都证实了这一说法的真实性。在某种程度上，遗传学所做的是克服自然选择消除历史的问题。对于一个非进化论者来说，看到一只鸟和一只蝙蝠，说它们是有联系的，因为它们都有翅膀，这是有道理的。但是，如果你观察鸟类和蝙蝠的DNA，你就会立刻清楚地发现，实际上蝙蝠的DNA更接近其他哺乳动物，而不是鸟类，而会飞的鸟类更接近鸵鸟，而不是蝙蝠。因此，遗传学澄清了过去——无论如何也不能完全澄清——但它使过去变得更加清晰。

威尔:这对我们了解人类自身的进化有什么意义呢?

史蒂夫:如果你把智人当作哺乳动物，把我们放在基于骨骼和化石的哺乳动物进化树上，那么我们正好符合你的预期，与黑猩猩接近，与大猩猩不太接近，与猩猩不太接近，DNA简单地证实了这一点。这本身就非常令人印象深刻，但它的作用远不止于此。如果你比较人类和黑猩猩，我们只有5%的DNA不同。因此，如果你认为物理变化的数量并没有那么大，那么你就会意识到，大多数使我们成为人类的事情实际上并不是物理变化，而是对宇宙的精神调整。最引人注目的是，人类不能仅靠生食生存。如果你，或者其他任何人，只吃生的食物，你会在几个月内死于饥饿。这是因为我们不再有咀嚼、加工和消化生食物的身体能力。为什么?因为我们发明了一个外部胃，被称为煎锅或酱锅，它为我们消化食物。这是其他动物做不到的; it has turned us into the cultured primate. And I think that’s the major thing that the DNA sequence has told us: in DNA terms we’re a boring, ordinary primate. But in every other way we have stepped beyond that.

威尔:你写过人类是如何停止进化的，至少在世界的某些地方?

史蒂夫:我想说的是，人类的自然选择，在发达国家，至少目前，已经大大放慢了速度。如果你看一下所有发达国家的数据，你会发现完整家庭规模的差异已经消失了，尤其是在男性方面。过去的情况是，一些男性——富有的男性——有数百个孩子，而另一些男性因为找不到女性而一个孩子也没有。所有这些差异都是自然选择的燃料。在莎士比亚的时代，每三个英国婴儿中就有两个在21岁之前夭折。在达尔文时代，每两个英国婴儿中就有一个在21岁之前夭折。自然选择建立在死婴的基础上。现在99%的英国婴儿在头三个月后活到了21岁，所以自然选择机器已经耗尽了燃料。这就是为什么我说自然选择已经放慢并停止了。

Will - Steve Jones，伦敦大学学院遗传学教授。