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发表于 2022-3-10 21:35:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
一个物种能够生存、繁衍,不是因为它更强大,而是因为它更机智、更有适应性。这个结论在稻垣荣洋的《弱者的逆袭》中得到了生动的诠释。稻垣荣洋是日本静冈大学教授。他发现,在生命进化史上,灭绝的物种数不胜数,然而最终生存下来的物种看似都是弱者。并非总是强者通吃,而是弱者逆袭,并且频频成功。而弱者正是生存中的适者。

生命的诞生是从0到1的大事件。但是,在生命复制的重复过程中,经常出现错误。正是因为错误的日积月累,才让生命变得多姿多彩。所有的进化,都是在既有物种基础上的改良和重组。从错误产生到发生变化,需要经历漫长的岁月。生命会不断重复错误。直到有一天,错误中产生了全新的价值。生命进化史已经证明了错误是具有重要意义的。

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生命的起源非常古老。令人惊讶的是,从单细胞生物的时代开始,生命进化就已经出现了弱肉强食的迹象。到了鱼类栖息海洋的时候,弱小的鱼类已经进化出铠甲一样坚硬的外壳,抵御敌人的攻击。弱肉强食,可以说是自然界的法则。然而,与此同时,线粒体已经开始与细胞“共生”了。这就是说,物种也进化出“共生”之道。变形虫家族成员绿眼虫将单细胞生物小球藻吞入体内,两者之间形成的共生关系;一种叫澳洲异尾涡虫的扁形动物与藻类共生,利用藻类光合作用产生的养分生存。
舍竞争而求共生,加速了单细胞生物的进化过程。在残酷的环境下,生物创造出互帮互助的共生战略。植物的花朵为昆虫产蜜,昆虫则负责搬运花粉;植物的果实被小鸟吃掉,小鸟则为植物撒播种子。生物在互相竞争的同时也构建起互利共赢的伙伴关系。比起竞争,不如互相帮助更有利于生存,增强实力。这就是生物在激烈的自然淘汰中得到了答案。而最初的尝试,就是线粒体及叶绿体的祖先与细胞的共生。比起自己的利益,有时优先照顾别人的利益,首先给予他人,更能建立起对自己有利的合作关系。
原核生物分为两种,一是真细菌,一是古细菌。真细菌有乳酸菌、大肠杆菌、霍乱弧菌等,现在仍然活跃在我们身边。古细菌有潜居于海底或地层深处不断产生甲烷的“产甲烷菌”,有吞食铁元素的“铁细菌”,还有生活在热液喷口的“嗜热细菌”等,它们大多生活在极端特殊的残酷环境中。实际上,古细菌才是我们人类的祖先。古细菌的伙伴拥有了细胞核,成为真核生物,并吞噬了线粒体和叶绿体的祖先,实现了震撼地球的进化历程。从原核生物到真核生物,生命进化迈出了卓越的一步。之后,真核生物实现了卓越的进化,成为丰富多彩的动植物。
原核生物直到今天仍然没有灭绝,并且跨越了地球漫长的历史,存活到了今天。它们拒绝进化成体型庞大、结构更复杂的生物,一直保持着简单的形态。如果现在拥有智慧的宇宙生命体在观察地球,或许就会发现地球上数量最多的成员莫过于细菌。从这个角度讲,细菌才是进化最成功的物种。
多细胞生物来自单细胞生物。多细胞生物不断进化,演进成结构更复杂、体型更庞大的生物。但是,如今地球上许多生物仍然保持着单细胞生物的形态,比如绿眼虫、草履虫等。虽然仍然是单细胞生物的形态,但有的生物演化出十分复杂的器官,进行着高级的生命活动,比如伞藻虽然是单细胞生物,但具有10厘米的庞大身躯,还有像树叶一样的结构。从生存的意义上来讲,单细胞生物既不需要高能力,也不需要高智慧,但它们却顿悟出生命的真理。
冰期在地球历史上出现数次。第一次冰期发生在23亿年前。这一次冰期出现之后,地球上出现了真核生物。第二次是7.2亿年前的斯图尔特冰期和第三次6.3亿年前的马里诺冰期。古生物学家就在两次冰期发生不久之后的地层中发现了多细胞生物的化石。在千里冰封的恶劣环境中,生物显然经历了残酷的环境,并且在其中生存了下来。这也充分说明,天翻地覆的变化和残酷恶劣的环境推动了生命的进化,环境越是残酷,生命越能够进化。植物、动物、菌类的基础都是真核生物,它们曾经急速进化,出现在地球上,这一现象叫做“物种大爆发”。





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 楼主| 发表于 2022-3-10 21:36:25 | 显示全部楼层
2
38亿年前,地球上诞生了生命。那时地球上并没有氧气,大气的主要成分是二氧化碳。没有氧气的地球上最早诞生的微生物,通过分解硫化氢获得些许能量来维持生存。对于微生物来说,当时的环境非常宁静安详。但是,一件事打破了当时的宁静,地球上出现了一种前所未有的微生物,会利用阳光制造能量,它们就是进行光合作用的细菌——蓝细菌。蓝细菌数量庞大,它们的生命活动导致大气中氧气浓度逐渐升高。对于当时的生命来说氧气是剧毒的。原本在地球上繁衍生息的众多微生物都因为氧气而灭绝。氧气浓度上升导致地球上生物灭绝的事件被称为“大氧化事件”。
生存下来的为数不多的微生物都逃往地下或深海那些没有氧气的环境中,被迫开始隐姓埋名的生活。然而有一种单细胞生物不仅没有死于氧气的剧毒,还将氧气吸入体内进行生命活动。氧气具有足够的威力,能够产生爆发性的能量,这就是线粒体的祖先。这种单细胞生物利用丰富的氧气,成功地制造出结实的胶原蛋白,使体型增加,然后利用毒性剧烈的氧气产生巨大的能量,在地球上积极地活动。
生物进行光合作用释放出氧气,使地球环境发生了翻天覆地的变化。于是,地球环境逐渐改变。氧气遇到照射到地球上的紫外线之后,变成了臭氧。臭氧被吹到高空中,形成了臭氧层。臭氧层在生命进化的过程中发挥了重要的作用。从生命最早的光合作用,到古代海洋中诞生蓝细菌,不断释放氧气,再到形成臭氧层,共花费了6亿年的时间。
在生命的进化中,生物不但发明了性别,还创造了另一项重要的发明,那就是死亡。死亡在38亿年的生命进化史上,也是最伟大的发明。如果一个生命只是不断的复制繁殖,那就无法应对环境的变化,并且复制失误还会导致品质下降。因此,生物不只是单纯的复制,而是选择了毁灭之后从头来过。但是,如果完全毁灭就很难恢复如初,所以生命选择将两种信息结合之后产生了新的个体,这就是性别的意义。
原核生物会无限地进行细胞分裂,但细胞不会衰老,只会增值。可以说,原核生物是永远不会死亡的。草履虫的分裂次数是有限的,大概花了700次左右就会迎来死亡。如果在死亡之前与其它草履虫结合交换基因,就可繁衍出新的草履虫。这样一来,分裂次数就可以归零,再重新分裂700次左右。这种死而复生的草履虫与原来的草履虫不同,可以认为是产生了新的草履虫,原来的个体已经死亡。这就是真核生物创造的死亡和重生的系统。
有形的事物终究会迎来死亡,没有什么事物能够永远存在于世界上。如果几千年、几万年间,物种只是单纯地复制,是很难永远存活的。为了让生命能够永远持续,就需要自己灭亡,再重新开始。也就是说,一个生命虽然会在一定周期之后死去,但事先它已经孕育出新的生命,繁衍了子孙后代,就能够将生命的接力棒传递下去。死亡的发明,使生命能够跨越年代,完成生命的接力,同时赋予了生命永恒存在的可能性。为了能够永恒存在,生命必须是有限的。
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 楼主| 发表于 2022-3-10 21:37:08 | 显示全部楼层
3

全球性冰期事件曾经严重阻碍了生命进化的脚步,在地球温度上升之后,像是被压抑了许久一样,生命开始了爆发式的进化,演变出多种多样的形态,生命的进化也由此实现了巨大的进步。第一次全球性冰期事件使生物演化成真核生物,第二次全球性冰期事件以后,埃迪卡拉生物群标志着多细胞生物的出现。由此可见,生命在逆境中也没有虚度时光,有了充分的积蓄和准备,才能在机会来临之时实现飞跃。然而,埃迪卡拉动物群,终究也没有逃脱灭绝的命运。
到了5.3亿年前的古生代,又迎来了“寒武纪生命大爆发”。在此所说的大爆发,是指寒武纪时期新物种呈现爆发式的增长。此时,现代分类学中的动物门的生物已经初具形态,涌现了一批现在根本无法想象的生物,正所谓“艺术就是爆炸”。怪诞虫、圆口虫、欧巴宾海蝎、威瓦亚虫,都曾经是寒武纪时期地球上的居民。那其中的许多生物现在已经消失了。很显然,寒武纪时期就是各种生物不断试错的时期。
寒武纪物种大爆发其实是源自生物世界的捕食行为。为了抵御捕食者,生物想出各种防御手段。有的利用坚硬的外壳把身体包裹起来,有的用锋利的刺威胁捕食者。反过来,捕食者为了攻破防御,也发明了强有力的武器。为了抵御捕食者,弱小的生物则需要进一步加强防御手段。在这个循环往复的过程中,生物迅速进化。进攻者和防守者互相争夺,就像人类世界的军备竞赛。军备竞赛引起的变化和淘汰轮番上演。在变化的过程中,落后就面临死亡。
大多数生物都是群居的,群居更有利于保护自己。“只有弱者才会抱团取暖”,抱团群居是弱势生物经常使用的手段。沙丁鱼会聚集成群在海里遨游,以抵御大鱼的攻击。麝牛群在遇到狼群袭击时,会围成一个圆圈,把小牛围在中间,把牛角一致朝外。很显然,群居可以降低被袭击的风险。如果形单影只,更容易遭到袭击。因为有了群居,就可以降低被袭击的概率。
古生代所有生物都在不断进化,最早登上陆地的脊椎动物是原始两栖动物。在奥陶纪的海洋里,鹦鹉螺堪称顶级掠食者,主要以三叶虫、海蝎子等为食。鹦鹉螺体型庞大,很多鱼类也都会成为鹦鹉螺的盘中餐。屹立在海洋生态系统顶端的甲胄鱼,有的体型超过6米,摆动着巨大的身体在海洋中遨游。在盛衰枯荣循环往复的生命进化史中,像鲨鱼一样的大型软骨鱼类终于出现了,并取代甲胄鱼成为海洋中的王者。海洋是一个力量至上、弱肉强食的世界。而弱小鱼类为了躲避天敌的捕食,被迫逃往河口的半咸水域。在这样恶劣的环境中,大多数鱼类根本无法生存。许多鱼类反复挑战,仍然无法适应半咸水域的环境,无奈走向死亡。但还有其他鱼类经过了世世代代的不断挑战,才得以战胜逆境,实现了在半咸水域中生存下来的夙愿。
当半咸水域逐渐形成一个新的生态系统后,同样也面临一个弱肉强食的世界。相对强大的鱼类占据半咸水域生态系统的有利地位,而相对弱小的鱼类则仍然无法脱离被吞食的梦魇。于是,更加弱小的鱼类就开始逃往盐分浓度更低的河口,当然那里仍然是一个弱肉强食的世界。弱小鱼类更加势单力薄,只能马不停蹄地继续逃亡,一边被天敌追击,一边逃往河流上游,寻找新的生存环境。当鱼类被逼迫到半咸水域中,进化成为硬骨鱼之后,又逐渐进化出栖身河流、湖泊的淡水鱼和回归海洋的海水鱼。为了能适应在浅滩走路,它们的鱼鳍渐渐地进化成了脚。随着进化出脚,它们的生活范围也逐渐从浅滩向陆地扩张,最终进化成后来的两栖动物,能够在水中和陆地来去自如。这些原本被无情驱逐、流离失所的鱼类,最终反而成功登陆,进化成为两栖动物,成了后来爬行动物、恐龙、鸟类、哺乳动物的祖先。自然界真的是柳暗花明,妙趣横生。历史确实是由失败者创造的。回顾生命进化史就会发现,推动生命进化车轮的很大一部分都是惨遭驱逐和被压迫的弱者,它们往往能在穷途末路中开创新的时代。
鲨鱼化石出现比恐龙还早4.1亿年前到3.5亿年前。现在的鲨鱼仍然保留着远古时代的鱼类特征,被称为活化石。鲨鱼通过坚硬无比的鲨鱼皮包裹住身体。在半咸水域进化而来的鱼类叫做硬骨鱼类,与之相对,鲨鱼以及鳐鱼家族的成员属于软骨鱼类。现在除了鲨鱼、鳐鱼,其他鱼类几乎都是硬骨鱼类。硬骨鱼类后来经历了不同的历史进化过程,广泛分布于河流、湖泊、海洋中。曾经弱小的鱼类,在河流中寻求新天地,实现了巨大的进步。而鲨鱼作为海洋中无敌的王者,不需要改变自己就依然可以生存,所以现在的鲨鱼仍然保持着它古老的样子。由此可见,并不是不进化就无法生存,鲨鱼现在同样称得上是非常成功的鱼类。
除了鲨鱼,空棘鱼、肺鱼仍然存活在地球上。还有其他从古代穿越漫长的岁月生存到今天的活化石,例如蟑螂、白蚁、鲎、鹦鹉螺等,令人诧异的是,这些物种生活在几亿年的岁月中,几乎没有变化,仍然保持着原本的样子。它们依然保留着古老的形态而存活至今,这意味着它们在激烈的生存环境中存活了下来,是优秀的胜利者。所以,生物并非一定要进化。既然进化不是必须的,那么固步自封也无伤大雅。如果是“进化”,我们就容易关注到巨大的变化。如果目前的状态就是最好的,那么以不变应万变,就是最理想的进化。这就是活化石告诉我们的道理。
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 楼主| 发表于 2022-3-10 21:37:57 | 显示全部楼层
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在地球的历史上,曾经历了5次物种大灭绝。每次灭绝都造成了70%以上物种的消失,最多的一次达到96%。其中最著名的是恐龙灭绝。但是,在那样极端残酷的环境中,有些生物竟然奇迹般地生存了下来。生存下来的生物都有一个共同点,它们曾经是被强者蹂躏的弱小物种,只能卷缩在逼仄的环境中,在夹缝中求生存。其中有鸟类、蛇和乌龟。这些幸存者体型弱小,在体型庞大的强者面前毫无优势可言。然而,它们将体型弱小作为自己的武器。体型弱小意味着可以逃到强者鞭长莫及的地方,可以避免成为强者的食物。体型弱小就不需要过多的食物。在食物较少的环境中,也能生存下来。这就是哺乳动物的祖先选择了小型化的路线。
实际上在陨石撞击地球之前,恐龙就已经走上了衰退的道路。衰退的原因是植物的进化。那时,植物逐渐进化出生物碱等具有毒性的化学物质,恐龙无法应对植物释放的有毒物质,发生消化不良,最终中毒死亡。从白垩纪末期的恐龙化石中,就可以发现有些恐龙的器官异常肥大,蛋壳很薄,似乎遭遇了严重的生理障碍,古生物学家推测是中毒。在加拿大艾伯塔省德拉姆黑勒镇,曾经发现了许多恐龙时代末期的化石。从该地区7500万年前的地层中发现了三角龙等8种角龙,但是到7000万年前以后,角龙只剩下一种。而在这一时期,哺乳动物的化石种类却从10种增加到20种。因此,恐龙灭绝的直接原因是陨石撞击了地球,但无法适应时代变化的恐龙,其实早就走上了逐渐衰退的道路。
生物在地球上生存需要生态位。恐龙还存活的时候,大部分的生态位都被恐龙所占据,哺乳动物就只能在恐龙不活动的晚上寻求自己的生态位。生物需要确定自己的生态位,并形成战略。在人类的商业世界中,有一种说法叫做“缝隙营销”,缝隙指的是大市场和小市场之间的缝隙存在的小市场。缝隙这个词原本是指寺院的墙壁上用来摆放装饰品的壁龛,后来指“某个物种生存所必需的生境”。在生物学上,缝隙被译为生态位。
一个壁龛只能放置一件装饰品,同样,一个生态位只能容纳一个物种。所有生物都有属于自己的生态位。每种生物的生态位都不会重叠。如果生态位重叠,那么重叠的部分一定会产生激烈的竞争,最终只能留下一个物种。因此,所有的生物都围绕生态位展开激烈的竞争。几种生物如果处于同样的生态位,是无法共存的。只有强者能够存活,弱者只会面临被淘汰的命运,这就是竞争排斥法则。不可思议的是,相似的生物不能共存。只有胜利者才能生存下来,第二名及之后的生物都难逃灭绝的命运。但如果生活的环境不同,就能够实现共存。
自然界中存在许多生态位,所有的生物对生态位进行划分,分别栖息在自己的环境中。并且,所有生物的生态位都没有重叠,就好比所有演员的角色都不会完全重合,每一个物种都是独一无二的。斑马以草原上的草为食,而长颈鹿吃的是高大树木上的树叶,那么斑马和长颈鹿虽然同样生活在热带稀树草原上,但食物不同,不会产生竞争关系。白犀牛吃的是靠近地面比较矮的草,而黑犀牛吃的是较高的草,它们各自分享着不同的食物,因此也不会产生竞争关系。
当恐龙灭绝之后,哺乳动物迅速填补了空出来的生态位,在地球上繁衍生息。哺乳动物最终代替恐龙成为地球上的统治者。当挑战新事物的时候,一无所有才是最强大的状态,一无所有的哺乳动物通过进化适应了各种各样的环境。自然界中存在无数的生态位。与其执着于一个生态位,不断展开激烈的竞争,不如在自己的生态位的周边发掘新的生态位。生态位发生重合的物种会在现有生态位周边寻求新的栖息地,这叫做生态位转化,也就是转移到其他生态位。当生物分散到不同的生态位时,各自都能够确保拥有自己专属的栖息地,这样就形成了多种生物和谐共存的自然界。
只有第一名才能生存,这就是自然法则。只要能够共享第一名,就能够实现共存。能够在地球上寻找到生态位的生物能够生存下去,找不到生态位的生物就会灭亡。生存的竞争就是围绕生态位的竞争。在市场营销领域,缝隙市场指的是处于夹缝中的小市场。在生物的世界中,生态位并没有缝隙的意思。生态位也可以很大,但是维持大的生态位相应会更难。所以,所有生物都选择了维护自己的生态位,对生态位进行细分共享。成为第一名的方法有很多,不断缩小范围就更容易成为第一,生态位越小越好。正因为如此,地球上才存在这如此多种多样的生物。
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