编者按:本书综合语言学、符号学、人类学、考古学、进化论、生理学、认知科学等多学科研究成果,尝试以全新的角度讲述语言起源的故事,将大大拓展语言学和古人类学的想象空间。
相比之下,达尔文的自然选择进化论则简单得多。事实上,该理论之所以具有吸引力,之所以优雅,有一部分原因在于其简洁性。该理论由三个假设组成:首先,原则上种群扩张的能力是无限的,尽管环境能支撑的种群总是有限的。
其次,每个种群内都存在差异。因此,没有两个生物体完全相同。变异会影响个体的生存和繁殖能力,有些个体在特定的生态位中可产生更多的可存活后代。
最后,不知何故,亲代能够将变异传递给子代*。
这三个假设可以总结为“经过自然选择的继承”。在皇家海军军舰“小猎犬号”年至年的著名旅行中,达尔文注意到动物似乎会主动调整以适应环境。在其科学生涯中,达尔文还注意到不同的生物(如著名的达尔文雀)是如何迅速适应环境中哪怕微小的变化的。
具有讽刺意味的是,在达尔文提出自然选择论的同时,捷克修士格雷戈尔·孟德尔正在奠定基因理论的基础。孟德尔从事豌豆研究工作长达七年(—),提出了两项基因研究的重要原则:
第一是“分离原则”,即特定性状会分为两部分(现在称为等位基因),每个亲代只将其中一部分性状传递给其共有的子代。传递哪条等位基因是随机的。*
第二是“独立分配原则”。亲代单倍体细胞组合产生的等位基因对会形成新的基因组合,这些基因在母本和父本中都不存在。
虽然孟德尔的工作最终获得了广泛的接受,但仍然存在一些问题,只有现代遗传学才能克服。首先,正如托马斯·摩尔根在其著名的果蝇突变研究中所显示的那样,基因是相互关联的,这意味着它们有许多特性是协同工作的。这与孟德尔的观点相反。孟德尔认为每个基因的行为都是独立的,这是在摩尔根的研究之前许多遗传学家认可的观点。摩尔根的发现意味着基因的独立分配原则是错误的,孟德尔是错误的。摩尔根的研究也激发了他对细胞结构的长期兴趣。他的工作表明,染色体是细胞中的真正实体,而不仅仅是原先假设的基因载体1。其次,孟德尔认为变异总是不连续的,而实际上则通常是连续的。如果一个2米高的母亲与一个1.5米高的父亲配
对,那么他们孩子的身高不会要么是1.5米要么就是2米,而是很可能介于这两者之间。换句话说,许多(实际上大多数)特征都是混合在一起的。这仅靠孟德尔通过豌豆实验得出的独立分配原则是解释不了的,孟德尔在实验中研究的所有特征都是不连续的,而且出于其研究目的,这些特征也都是不相关的。
关于进化的另一个关键事实是,自然选择的目标是表型(由基因和环境产生的外部可见的实体和行为属性),而不是基因型(在一定程度上决定表型的遗传信息)。因此,自然选择是以生物的行为及其总合的实体特性为基础作用于生物(选择生存者)的。基因是这些特性和行为的基础,但表型不是单单由基因决定的,它还受组蛋白、环境和文化的影响。组蛋白控制着遗传信息展开的时机,从而控制了基因产生表型的方式。
非生物学家想到进化时,往往会想到与新物种有关的事情,然而这只是进化的一个副产品。仅仅把物种的形成视为证据是具有误导性的。如果一个身为造物的“科学家”说生物不能转化为其他生物,因此进化必定是错误的,那么他们真正争论的是宏观进化—宏大规模下的进化。但是,宏观进化不是唯一的进化形式。事实上,宏观进化通常是较小的进化变化的积累,这种较小的变化可能小至单个等位基因的突变,这被称为微观进化。
根据定义,微观进化不太明显,特别是对于寿命短的人类观察者而言,然而这是真正的行动发生的地方。因此,如果能够解释这些微小的变化,更大的变化也将随之得到解释。进化科学家试图理解所有形式的生物变化(进化)是如何随时间推移而发生的。宏观进化和微观进化只是自然选择所带来的一系列变化中的点。
突变是引发微观进化和宏观进化的方式之一。有些突变是中性的,有些突变是致命的,但还有一些突变为其宿主生物提供了生存优势。如果突变的生物比没有突变的生物产生了更多可存活后代,那么在特定环境中自然选择所青睐的这种变化就是有利的。
中性突变对于进化理论很重要,尽管它们从定义上讲对于宿主的生存既无害也无用。历史上唯一一位独享两项诺贝尔奖(诺贝尔化学奖和诺贝尔和平奖)的人—莱纳斯·鲍林(LinusPauling),以及遗传测年的先驱艾米丽·祖卡坎德尔(EmileZuckerkandl)于年提出,随着时间的推移,中性变化会以不变的速度发生。这种稳定性就像分子钟一样,可以帮助确定两个相关物种何时向不同方向发展。今天,它已成为了解生物之间进化差异的重要工具,尽管它们本身并不导致这些差异。
然而,自然选择所支持的突变并不是进化的唯一途径。对于地球上的全体生命这样复杂的事物来说,没有哪个概念可以将其彻底解释清楚,这并不令人惊讶。微观进化和宏观进化并非仅仅出于自然选择,而是还有其他来源。其中之一被称为“遗传漂变”。从技术上讲,遗传漂变的种群的遗传多样性会减少。想象一下,人类总共只有来自个家庭的0个人。现在假设0个人中的5个家庭的50个人缺乏产生感光色素的基因。这些人是“色盲”。接下来,想象一下,由于某些文化原因,这些色盲个体被大多数人讨厌,因此他们50人决定搬家。最后,假设在色盲个体离开后,原始人群的非色盲个体由于疾病或自然灾害而被消灭,而色盲个体没有受到影响。这种未必会发生但有可能出现的系列事件将导致留在物种中的唯一基因是产生色盲的基因。色盲群体可能会随着时间的推移而发展,产生许多后代,从而创造出全新的人类群体。这种情况会导致人类物种发生重大变化,而这并未取决于自然选择。
遗传漂变是自然发生的遗传多样性减少的现象,是根据孟德尔提出的等位基因随机传递的原理产生的。再强调一次,这不是由自然选择造成的,因为物种的适应性对结果没有产生任何作用。
遗传漂变的一个特例被称为种群瓶颈(populationbottleneck)。种群瓶颈是由外部因素引起的等位基因比例的改变,就像刚才那个排斥色盲患者的例子所展示的。迁移这样的事情可能会引发种群瓶颈。迁移种群是主要种群的一些样本,其等位基因比率与总体种群中发现的不同。任何由外部事件引起的种群遗传多样性的减少都属于种群瓶颈。例如导致每个家庭损失一名成员的疾病。遗传多样性的减少可能会改变整个种群的基因分布状况,从而产生种群瓶颈。这也可能会导致“创始者效应”(foundere?ect)—与原始种群等位基因分布不同的亚种群反而产生出可存活后代。换句话说,如果最初离开非洲的直立人与留在非洲的人群的等位基因比率不同,那么前者和后者将分别成为各自后代的创始者。
另一种演变形式是受文化的影响而出现的,这种形式被称为“鲍德温效应”,尤其与人类语言的演变有关。“鲍德温效应”年由心理学家詹姆斯·马克·鲍德温(JamesMarkBaldwin)首次提出,是进化理论中一个重要的概念上的进步,这至少有两个原因。首先,它强调了自然选择的表型(可见行为和实体特征)的重要性。其次,它展示了文化与自然选择可能存在的互动作用。假设有一群直立人在夏天进入西伯利亚,后来才发现西伯利亚的冬天很冷。群体中每个人都要学习如何用熊皮制作冬季服装,而有效拼接这些毛皮需要灵巧的双手,这对整个社群来说非常具有挑战性,甚至完全做不到—除了一个幸运者,基因突变令这一个体可以将拇指弯向食指,可以在制作熊皮大衣时缝出更有效更结实的针脚。因此,这人为家人制作出了防寒效果更好的大衣。这反过来使其家庭成员相比于手指不那么灵活的家庭能够孕育更多的后代。最终,这种突变将增加原始突变体将自身的“灵巧基因”遗传给后代的机会,而这些后代反过来比手指不灵活的后代存活率更高(至少在冬季)。随着时间的推移,灵巧基因将在整个人群中传播。
另一环境中的相同基因突变也许不会在整个人群中遗传下去,因为它可能对生存没有任何帮助。在另一个环境中,这只是一种中性突变,而中性突变有很多。如果在非洲等温暖的地带,制衣表型是中性的,就可能会发生这种情况。因此,我们可以说,文化可以将中性突变转变为正突变。鲍德温效应也被称为双重遗传理论,它将文化和生物学联系在一起,试图解释那些不能由单个原因做出解释的演变。
作者:[美]丹尼尔·L.埃弗雷特(DanielL.Everett)
出版社:中信出版集团
出品方:新思文化
副标题:人类最伟大发明的故事
原作名:HowLanguageBegan
译者:何文忠/樊子瑶/桂世豪
出版年:-4
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