《给孩子的生命简史》：自然选择的无穷威力

【编者按】

苗德岁，首位获“北美古脊椎动物学会罗美尔奖”的华裔学者，博士后，拥有地质学与动物学双博士学位。1989年至今供职于堪萨斯大学自然历史博物馆暨生物多样性研究所。1996年至今任中国科学院古脊椎动物与古人类研究所客座研究员。《给孩子的生命简史》一书是他为青少年读者撰写的、介绍进化生物学的基础知识及地球生命演进史的科普读物，涉及生物、地理、历史、考古等众多领域。本音频由他本人播讲，内容选自该书第二幕“生命的演进”盲人钟表匠一节。由澎湃新闻经图书出版方中信出版集团授权发布。苗德岁

累积的自然选择，不由得让人想起概率论中的“无限猴子”定理。这个定理表述如下：让一只猴子在打字机上随机按键，当按键时间达到无穷时，必然能够打出任何给定的文字，比如莎士比亚的全套著作。同样，“自然选择”原理认为：“哪怕是最轻微的每一个变异”，经过漫长地质年代（无穷时间）的积累，“几乎必然能够”演化成看起来像是经过精心设计的东西。人与猿体内骨骼对比图

尽管“无限猴子”定理表明猴子在打字机上打出莎士比亚全套著作的概率不会是零，然而其概率仍旧是极低的。同样，在达尔文时代，达尔文也没有能够给出“自然选择”原理在自然界现实发生的实例。他所能做的，只是利用大量人工选择的实例，去推论自然选择的真实性。比如，按照养鸽者的喜好培育出五花八门不同品种的家鸽，把野生动物驯化为家畜，以及将野生植物培育为粮食作物等。因此，在相当长的时间里，连一些最热情的达尔文的支持者们，私下也对“自然选择”原理持一定的保留态度。青年达尔文

然而，达尔文去世后的一百多年来，科学家在大量进化生物学的研究中发现了许多“自然选择”的实例。其中最著名的例子要数斑点蛾的变色了。在18 世纪工业革命之前的英国，树干上常常能看到很多灰色的斑点蛾，这些灰蛾子身上带有一些黑色的斑点，但总体色彩和“灰不溜秋”的树干差不多。这些斑点蛾晚上四处飞，白天就贴在树干上休息。保持身体和树干颜色的相似性，对斑点蛾来说是生死攸关的大事，若不然，它们很容易就会被小鸟发现并捕食。脊椎动物前肢同源构造对比图

19世纪中叶，工业革命带来了严重污染，工厂烟囱里冒出来的大量煤烟灰，把周边的树干都染黑了。1848年，在英国工业城市曼彻斯特一个花园里的树干上，昆虫学家首次发现了一些全身纯黑的黑蛾子。不过，当时黑蛾子的比例只占当地蛾子总数的不足1%。但是，到了1900年，黑蛾子已占当地蛾子总数的95% 左右。在短短五十年间，原来的灰色斑点蛾逐渐变成了跟树皮一样黑的黑蛾子。这一现象引起了许多博物学家的注意。其中一位科学家在1896 年撰文指出，这是“自然选择”在人们眼皮底下发生的实例。而这一年离达尔文去世只有十四年。可惜，达尔文生前没能目睹这一切！脊椎动物胚胎发育对比图

另一个著名的例子与加拉帕戈斯群岛的达尔文地雀有关。英国动物学家格兰特夫妇从1973年开始，连续三十多年，每年都到加拉帕戈斯群岛的一个小岛上观察和研究达尔文地雀。他们的研究不仅进一步证实了自然选择驱动生物演化的理论，而且观察到了实实在在发生着的“演化进行时”。因此，自然选择驱动生物演化的现象既不那么稀奇，也并非像达尔文所说的那样异常缓慢。长颈鹿脖子的演化示意图

比如，达尔文原先认为：加拉帕戈斯群岛上13个不同物种的地雀是从同一个祖先种演化而来的，由于每个种的食性不同，便演化出了不同形状的喙（例如吃仙人掌的具长喙、吃种子的具短喙、吃树皮下虫子的具鹦鹉嘴状喙等等），而这类演化至少需要成千上万年的时间才能完成。然而，格兰特夫妇发现：1977 年前后，有个小岛上连续500多天没有降雨，严重的干旱造成了食物（主要是植物种子）的短缺。一种平时“挑肥拣瘦”、只吃小颗粒种子（因而具小喙）的地雀，不得不开始“尝试”吃一些它们先前不屑一顾的颗粒较大的种子。1978年，当格兰特夫妇回到岛上测量这种地雀后代的喙的大小时，发现它们的喙普遍比它们祖代的喙大3%~4%。这说明，为了生存，这种地雀后代的喙在短短几年时间里就向增大的方向演化，以便能咬开颗粒较大的种子；而那些小喙、不能吃大颗粒种子的个体便都饿死了。这便是自然选择的无穷威力。

《给孩子的生命简史》,[美]苗德岁著，中信出版集团

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