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明明看見從單細胞到人,為什么還說生物演化是沒有方向的?

植物人史軍
植物學博士,科學松鼠會成員。愛吃的植物學工作者。
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前日偶然談到了有關生物演化的事情,說了一個基本原則,那就是環(huán)境只負責篩選,不負責塑造,但是有朋友提出我們明明看到生物越來越復雜了啊,從單細胞生物到人這個方向性顯而易見啊,怎么能說不是定向呢?

其實大家忽略了重要的一點,那就是生物本身也是環(huán)境的組成部分。自然界只會留下那些在與其他生物的競爭和協(xié)作中獲得優(yōu)勢的個體或者物種。這該如何理解呢?

我們就來看看一起看看有關花蜜的戰(zhàn)爭。

美國斯坦福大學的研究人員發(fā)現(xiàn)了,花朵釋放花蜜的開關——一類被稱為“SWEET”(甜)的運輸?shù)鞍滓约盎蛘瓶刂毎蛲忉尫盘堑臄?shù)量。它們不僅在花朵的蜜腺中執(zhí)掌大權,還掌控著種子發(fā)芽時,從能量庫(子葉或者胚乳)中向外搬運糖類能量物質(zhì)的速度,以及花粉在雌蕊柱頭上萌發(fā)時,為運動的精子提供糖類能量的效率。

甚至連我們?nèi)祟惖难撬揭哺@類基因有著密切的關系,因為它們控制著肝臟中的糖向血液中釋放的速度。稱其為“甜”基因倒是名副其實。

從理論上說,只要我們掌握了這種基因,就能掌握了花蜜的生產(chǎn)。實際上,已經(jīng)有“食客”捷足先登了,那就是寄生在植物細胞之間的細菌和真菌。這些家伙是如何在植物中獲取能量,一直是困擾科學家的一個難題。

畢竟植物不是慈善家,對于這些不速之客也沒有好臉色。不過,在上述研究中,科學家驚奇地發(fā)現(xiàn),這些食客摸到了房東廚房的鑰匙孔,并且成功地把門打開了——它們分泌的信號因子可以直接作用于“SWEET”基因的啟動子,讓植物細胞大量分泌出糖分供它們享用。這也是在不破壞寄主細胞情況下獲得能量的高明選擇。

在其他生物忙著搞花蜜的事情的時候,植物也在花蜜里面搞事情。

科學家很早就注意到一個現(xiàn)象,蜜蜂在采集花蜜的時候,特別專情于一種花朵,并不是我們想象的那種特別是在柑橘樹開花的時候,旁邊的其他花朵完全視而不見。這是為啥呢?因為柑橘的花蜜中含有咖啡因,咖啡因正是讓蜜蜂忠誠專一的物質(zhì)。

正如咖啡因會刺激人類的大腦一樣,這種化學物質(zhì)也可以刺激蜜蜂的大腦一個跟氣味的學習和記憶有關的區(qū)域。咖啡因的攝入使得蜜蜂深刻地記住了在柑橘花朵上采集花蜜這件事。所以,在接下來很長的一段時間里,蜜蜂都離不開這種特殊味道的花蜜了。

另外,含有咖啡因的苦味花蜜還有一些特殊的作用,就是迫使蜜蜂在采集一定量之后離開,正如我們在前面提到的,苦味物質(zhì)畢竟是有毒性的。蜜蜂不能集中采集過多毒素,況且苦味難忍,匆匆離開的蜜蜂就會把花粉帶到更遠的地方去,這樣就避免了一棵植物花朵間的近親繁殖。這種做法,可以幫助植物結(jié)出更優(yōu)質(zhì)的種子。這樣看來,苦味的花蜜倒是一舉多得。咖啡因幫助柑橘雇主搞出了專一的好員工。

在這些戰(zhàn)斗中,沒有真正的勝利者,其實大家都在拼命獲取能量,同時減少支出,這就是生命演化的基調(diào)。在生命演化中,很少有非生即死的選擇,更多的是效率上的差別。其實簡單計算一下就知道,即便是比其他物種多10%的繁殖成功率。短短數(shù)十代之后,這種高效率的物種就妥妥占據(jù)了優(yōu)勢地位了。

在競爭中水來土掩,見招拆招,裝備優(yōu)良取食效率高的生產(chǎn)者、消費者、捕食者的裝備逐漸取代了簡單簡單的物種,于是我們就看到了所謂的演化方向了,然而這只是生物之間軍備競賽和效率比拼的副產(chǎn)品而已。

評論
科普老兵聞向東
大學士級
其實大家忽略了重要的一點,那就是生物本身也是環(huán)境的組成部分。
2022-01-16
中國科普員陳道江
少傅級
自然現(xiàn)象
2022-01-16
王益王
學士級
2022-01-16