进化与突变——大自然中的物竞天择
不管是现在的人类,还是古生代大海中浮游的原始生命,都在一代代不断地诞生、死去。这种繁衍更新会带来一种奇妙的后果——进化。我们很容易发现,许多刚出生的生命和它们的父母有着细微的差别,而这些幼体之间也不会完全一样。这种一代代出现的差别会导致什么结果?
同一个母亲生下的孩子有强壮的,也有羸弱的。这些不同情况的个体间会有不同的成长际遇。刨除偶然的外界因素造成的影响,大多数时候,那些强壮的个体会更适于生存和繁殖。与之相比,那些羸弱的则更难获得食物、战胜敌人和渡过难关。这样一来,我们就可以说,每种生物的每一代个体,都要面临优胜劣汰的自然选择。这种选择我们称之为“物竞天择”,或者叫作“进化”。进化让每一个物种都在变得更加适应它所存在的环境,可问题是,这种生存环境并不是永远不变的。
环境变化,让生活在这个环境中的物种面临了危机。这些生物物种之所以没有因此而灭绝,是因为一种叫作“突变”的情况出现了。这种突变的表现是,物种的某一个个体突然呈现出和其同类截然不同的特征。这种突变会造成三种结果:突变妨碍新个体的生存;突变有力促进新个体适应新环境;突变对生命种群没有影响。三种突变中,如果是第一种,那么新个体就会被自然淘汰;如果是第二种,族群就会向好的方向进化;如果是第三种,那么对自然、对种群都不会有明显的影响。突变的直接原因现在我们还不是很清楚,但它毫无疑问给物种带来了变化,是自然的选择。正是通过这种生物天然的实验、自然的选择,生物种群出现了满足环境需要的变化。对此,我们可以列举一系列案例加以证明。
有一种长着厚厚白色绒毛的小动物,生活在终年积雪的严寒地区。它身上的白色厚毛不仅能够御寒,而且有利于它隐藏行踪、躲避天敌伤害和捕食猎物。如果这种白色小动物的后代中发生进化突变,而且这种突变的表现是毛更白更厚,那么毫无疑问,这种突变对它就是有利的。可一旦有一天,气候变暖积雪消融,这身厚厚的白毛就会变成累赘——因为它太惹人注意了。这时候,以往那些不利的突变,比如毛色变成褐色、厚度变薄,就成了有利的突变。自然最能够抓住有利于生物种群的突变。当每一代小动物中的白色个体都早早死去,而褐色个体则能繁衍生息,那么经过一段时间的进化,这种小动物就都会变成褐色的。这种变化需要时间。环境变化太快,以至于生物无法及时改变自己的毛色,会出现什么结果?也许这种动物就会灭绝了。如果没有灭绝,那么就出现了物种的变更。
许多物种都是分布极广的。这样一来,也许就会出现某一地区的物种随环境变化而发生变化,可另一地区的同物种却没有变化。于是,同一物种的分支就出现了。千百万年后,随着两个分支个体突变的差异的累积,它们之间的区别越来越大,最后就可能成为完全不同的两个物种。这一过程——一个物种经过数代的演变,分化成为两个甚至更多个物种的过程,就叫作“物种分化”。
物种分化的过程并不难以理解,而且生命的进化一定会按照这个方式进行;变更,分化,旧物种的消亡,新物种的产生……这就是大自然的物竞天择。前面我们以之为例的白色小动物是这样,大自然中所有的生物也都是这样。至于生活在古生代浅海里的那些最早期的生物——例如水母——自然也不会逃脱这个规则。那些在潮汐中浮游了几亿年的软体动物和早期简单生物,全都会发生变异和突变。在这种突变中,更多的物种,包括两栖动物和陆地动物,都慢慢出现了。
与动物相比,人类的突变和进化显得很缓慢。西欧人需要成长到20岁才会结婚生子,繁衍后代,而动物这个时间则要短得多。在同样长的时间里,动物比人类有更多的机会发生突变。至于那些简单的低等生物,比如古生代海里的原始生物,几个小时甚至几分钟就会繁殖一次,它们发生突变的概率之大可想而知。在那种情况下,岩石没有及时将所有物种全部记录下来,也就在所难免了。
总之,我们可以认为,岩石的记载是一种大概的、全面的记载。不管是动物还是植物,在岩石中都可以找到其代表。而且,动植物的分化也已经清晰明了——动物就是动物,植物就是植物。即使是在古生代,酸浆介也已经在它们的壳里,吃着现在那些牡蛎、贻贝所吃的东西;巨大的海蝎在海草中间爬行,三叶虫蜷缩成球,伸缩蠕动……
当然,古生代所有这些生命的迹象,还都仅仅是存在于海洋中,而在海洋之外的陆地与天空中,依然是一片死寂的世界。