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进化舞台上的动物秀

2022-08-24 14:07:02公文范文
方陵生通过了解智慧有爱的大猩猩、各种珍奇鸟类和以勤劳著称的小蜜蜂等动物的进化历程,也许有助于我们探索

方陵生

通过了解智慧有爱的大猩猩、各种珍奇鸟类和以勤劳著称的小蜜蜂等动物的进化历程,也许有助于我们探索人类进化的奥秘。

动物行为科学告诉我们:自然选择不仅创造了动物身体构造上的诸多适应性,比如适应各种需要的眼睛、翅膀、牙齿和爪子,还为动物适应环境的诸多行为指明了进化方向,即动物行为也在进化。更准确地说,行为进化是支撑动物行为的神经回路在进化。行为进化的意义不亚于诸如眼睛、爪子等身体的进化。与动物身体进化会遗传一样,动物行为进化也会通过它们的基因一代代传递下去。

一只勤劳的蜘蛛,天天都在辛勤地编织着它的蛛網,这套织网行为动作就像蜘蛛的身体一样,是进化的产物,是自然选择的巧夺天工

在鹰的大脑中形成了保持头部稳定性的神经结构,使其在运动的情况下会尽量保持稳定的视野,这对于它们捕猎成功非常重要

举一个简单的例子。一只勤劳的蜘蛛,天天都在辛勤地编织着它的蛛网,看似简单的一张网,其实并不像想象中的那么简单,因为完成这张网需要一系列精确有序的身体动作。这套织网行为动作就像蜘蛛的身体一样,是进化的产物,是自然选择巧夺天工的体现;这种织网行为的进化,就像蜘蛛的八条腿、八只眼睛和外骨骼的身体结构的进化一样,意义非凡。当然,织网行为所形成的产品——蛛网,也是自然选择的产物。

蜘蛛小小的大脑,也许不像建筑设计师或工程师的大脑那样,会先构思出一个完整蛛网的形象。但在自然选择的设计下,蜘蛛将如此复杂的本能行为容纳在自己如此微小的大脑中,确实令人惊讶。可以想象一下,如果我们造一个蜘蛛大小的机器人,需要编制多么庞大而复杂的程序才能够完成这项任务!

此例只是普遍存在于自然界中的一个例子。自然选择可以建立起动物本能行为机制。而下面的例子,则是堪比天才工程师的另一个自然选择的进化结果:在鹰的大脑中形成了保持头部稳定性的神经结构。

保持头部稳定的机制在动物界中非常普遍,尤其是在鸟类中。这种机制与照相机中的防抖功能类似——在运动的情况下尽量保持稳定的视野。这一机制可以帮助动物锁定猎物,稳定的视野对于它们捕猎成功的重要性不言而喻。

捕猎对于许多动物来说,是一项至关重要的适应性任务,自然选择建立了各种适应性机制来促进这一任务的完成。但凡有捕猎者,就会有相应的被猎者。如果最终进入捕猎者的肚子,这肯定不符合被猎者的利益。为避免被吃,被猎者会产生防御性机制,这些产生防御机制的适应性进化,反过来又加速了捕猎者有效捕猎能力的进化。最终的结果是:捕猎者和被猎者都不断进化出了越来越复杂的适应能力,任何一方都不占整体优势。生物学家将这种捕猎者与被猎者之间的竞争,比喻为动物界的“军备竞赛”。这种“军备竞赛”是动物进化的主要推动力。

在一些动物故事中,蛇常被塑造成“作恶的坏蛋”。但实际上,蛇既是常常大打出手的捕食者,也是会被欺凌宰杀的被猎者。因此像其他许多动物一样,蛇也在这种复杂的相互关系中进化出了一套对付潜在捕食者的适应性行为机制。这里有一个很好的例子:猪鼻蛇是产于北美的一种无毒蛇,在面临威胁时,它会装死不动,这种“装死”行为通常都能骗过来袭者,因而猪鼻蛇能逃过致命一劫,其装死的“表演”惟妙惟肖,令人叹为观止。

猪鼻蛇通常是单枪匹马地对抗大自然中的天敌。不过,还有许多动物会通过与同伴的合作来战胜捕食者,化解危险。令人惊讶的是,其中能进行一些精彩表演的动物并不是那些大脑比较发达的大型动物,而是一些像昆虫一样有小身子、小脑袋的小生物。

在猎食与反猎食的竞争中,小小的蜜蜂显然并不占优势,但数百只蜜蜂一起出动时,所展示的集体行为的威力却是令人非常震撼的。蜜蜂这种集体行为进化,其目的是为吓跑黄蜂和其他猎食者。蜜蜂很小,个体的力量微不足道,但如果它们团结起来,其威力却不可小觑。不得不说,在很多情况下,蜜蜂集体行为的策略非常有效。

猪鼻蛇在面临威胁时会装死不动,这种“装死”行为通常都能骗过来袭者

在猎食与反猎食的竞争中,小小的蜜蜂显然并不占优势,但数百只蜜蜂一起出动时,所展示的集体行为的威力却令人非常震撼

以上所有适应性机制的进化都是为了帮助动物们在这个世界上更好地生存下去,但自然选择的目的不仅仅只是为个体生存。即使某种生物能活上1000年,如果在此期间它没有产生任何后代,它的基因在死亡的那一刻就会从基因库中永远消失,这与它在世上只活了一天没有什么本质区别。因此,想要让自己的基因永远存续下去,就必须要有后代。在有性繁殖的物种中,这意味着必须要找到配偶。

雄鹿在追求雌鹿的竞争中进化出了强有力的犄角

孔雀开屏,用漂亮的尾羽吸引异性

伞鸟胸前挂着的长长肉垂,其实是一种性展示装饰品

性選择,是自然选择的一个重要亚型。性选择不是生存或长寿的进化选择,而是提高个体生殖成功率的一种进化选择。性选择有助于个体在同类的同性竞争对手中脱颖而出。比如雄鹿在追求雌鹿的竞争中进化出的强有力的犄角,既可作为竞争的战斗武器,也有助于吸引潜在性伴侣的关注。

还有一个众所周知的典型例子是孔雀尾巴。雄孔雀尾巴看上去只是又笨重又累赘的附属物,似乎并没有什么大的用处,但它的进化并不是为了利于飞行,而是为了吸引经过它身边的雌性孔雀的注意力。孔雀开屏,用漂亮的尾羽吸引异性,是几乎所有人都知道的一件事,以至于人们很容易会忽略动物进化出这样的一种“附属物”是一件多么神奇、多么匪夷所思的事情。

雄孔雀进化出漂亮的尾羽以吸引异性是动物界中最为著名的一个例子,但它只是动物界性选择进化的冰山一角。在有些物种中,性选择将雄性(有时还有雌性)变成了活生生的性装饰品,例如伞鸟。伞鸟是一种非常奇怪的生物,其胸前挂着的长长肉垂可能是一种性展示装饰品,就好像雄孔雀的漂亮尾羽。许多鸟类的性选择,还包括五颜六色的头饰、狂热的求偶之舞和其他许多进化奇迹。

但进化中的适应性选择从来无法做到尽善尽美,总会涉及到成本与收益的权衡,自然选择通常会偏向于收益高成本比最低的变体。因此,一般来说,炫耀性的尾巴,或与竞争对手争夺配偶的好处,都会超出它们的付出成本。如果没有好处,就永远不会有这样的进化。但这并不意味着对每一个个体或每一个实例来说,收益都大于成本。动物为延续后代也会不计个体得失,“亲代抚育行为”就是动物界一个很好的例子。

动物世界的交配行为在进化中至关重要。不过对于许多物种来说,这只是一个开始。尤其是哺乳动物和鸟类,它们的幼崽在刚出生和出生后的一段时期内,通常是无法独立生存的。因此,自然选择创造了一种新的行为:“亲代抚育”。

亲代抚育的典型例子是,一只雌鸟哪怕在面对重大威胁时也不会放弃自己的蛋。

雌鸟为什么要如此冒险?答案是,它的身体里有全力保护后代的基因。这种基因又能在它后代的基因序列中被找到。因此,这些动物所要照料的,正是它们在后代身体里的自身拷贝。

当然,对于一只雌鸟来说,它可能没有、也不会考虑到保护自己的基因这样的高深问题,它只是想保护自己的后代。但雌鸟为什么要这么做?原因很简单:比起那些愿意保护幼鸟的雌鸟,不想保护幼鸟的雌鸟其后代存活率更低。因此,保护幼鸟的本能愿望刻在了每一代雌鸟的基因中,并在基因的世代传递中变得越来越普遍。

对大多数有亲代抚育行为的物种来说,照顾孩子的是雌性,当然也有不少例外。某些物种中照顾后代的主要是雄性。也有一些物种中,父母双亲会一起照顾它们的后代。这应该不太会令人感到惊讶,毕竟,我们人类就是这样的物种。

亲代抚育在生物世界中广泛存在,生物体往往更关心有遗传基因关系的亲属,而不是无亲缘关系的个体,这种趋势不仅广泛存在于动物王国中,也存在于植物、细菌甚至病毒中。

然而,生命世界中还存在一种超越亲缘关系界域的利他主义。在一些物种中,特别明显的是我们人类自己,人们会经常进行非亲属关系之间的合作,或帮助非亲非故的他人。有时,我们的友善和合作甚至会延伸得更远,超越亲缘,超越物种。正如达尔文所说,“对所有生命的爱,是人类最高尚的品质。”

雌鸟总是精心照护自己的蛋,哪怕遇到危险也不放弃

动物幼崽在刚出生和出生后的一段时期内,通常是无法独立生存的。因此,自然选择创造了一种行为——“亲代抚育”。雌鸟的身体里有全力保护后代的基因,这种基因又遗传给了它的后代

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