这个三角形位于九维空问的一个切平面上。这个平面就好像是一块插入果冻的平板玻璃。玻璃上面画着一个三角形，以及3个生物形态(其基因公式保证它们恰好位于这个特定的平板上)。这3个生物成为锚点生物形态。请记住基因空间中"距离"的定义，基因类似的生物形态是近邻，基因不同的生物形态距离很远。在这个特定的平面上，距离都参照这3个锚点生物形态来进行计算。对于该玻璃板上的任何一点，无论是在三角形之内还是之外，该点的基因公式都可以通过3个锚点基因公式的加权平均来计算。你可能已经猜到了加权是怎样进行的。它是通过该点与3个锚点之间的距离来衡量的。因此，距离平面上的昆虫越近，附近的生物形态就越类似昆虫。当你沿着玻璃向树前进的时候，"昆虫"就逐渐变得不像昆虫，而更像树。如果你走进三角形的中心，在那里发现的动物，例如头． 上带着犹太式枝状大烛台的蜘蛛，将是3个锚点生物形态之间的 "基因妥协"。不过，上面这段文字似乎过于强调了3个锚点生物形态的重要 性。尽管电脑确实利用它们来计算图中每个点的基因公式，实际上，这个平面上的任何3个点都可以扮演同样的角色，并且得出同样的结果。因此，在图7中我并没有画出三角形。图7和图6 其实是类型完全相同的图像，只不过显示的是不同的平面而已。 图6中的昆虫在这里成了三角形右侧的锚点，另外两个锚点分别 是我们在图5中看到的咬人的狗和蜂花。在这个平面上，你同样 会注意到，邻近的生物形态比距离远的生物形态更为相似。由于昆虫在两个平面上都出现了，你可以想像这两个平面是交叉的，以一定的角度互相穿越。图7可以说是相对于图6围绕着昆虫进行旋转而来的。取消了三角形对于我们的方法来说是一个改进，因为它容易分散人的注意力，且不恰当地提高了平面中3个锚点的重要性。我们还需要进行另外一项改进。在图6和图7中，空间的距离代表了基因的距离，但是所有的比例都扭曲了。向上的一英寸并不一定等于斜向的一英寸。为了修正这一点，我们必须谨慎地选择3个锚点，保证它们彼此之间的基因距离都是相等的。图8所显示的正是如此。这一次我还是没有画出三角形。3个锚点分别是来自于图5的蝎子、昆虫(我们再一次围绕着昆虫对平面进行了旋转)以及位二于二顶部的无法描述的生物形态。这3个生物形态之间的基因距离都是30次基因突变。这就意味着从其中的一个进化到另外一个的难易程度都是相同的，在任何情况下，都至少需要30次基因突变。图8底部边缘的刻度代表的是基因距离。你可以把它想像成一把基因尺。这把尺子不仅仅在水平污向上发挥作用，你还可以把它进行任意角度的倾斜，去测量平面上任意两点之间的基因距离以及最短的进化时间。这些从九维的基凶空间中切割出来的二维平面能够使人大致了解在生物形态王国中徜徉的感觉。为了增强这种感觉，你必须记住，进化不是局限在一个平面上的。在进化之旅中，你可以随时从一个平面进入另外一个平面，例如从图6的平面进入图7的平面(在昆虫的周围，这两个平面是紧邻的)。我说过，图8中的基因尺使得我们能够计算从一个点进化到另外一个点所需要的最短时间。在原始模型的限制条件得到满足的前提下，它确实能够做到这一点，但是问题的关键在于"最短"这个词。由于昆虫和蝎子之间有30个基因单位的距离，只要你永远不出错，也就是说你知道目标基因公式以及如何转向这个目标，你就能够只花费30代的进化时间。但是在现实的进化当中，没有任何相当于朝着目标基因公式前进的事情。现在让我们利用生物形态再次回到猴子打哈姆雷特台词的问题，来说明逐步的进化--而不是纯粹偶然--的重要性。首先，我们把图8底部的刻度线重新命名，改用不同的单位。这一次我们不再测量基因距离，而是测量"完全凭运气，一次跳跃就实现目标的几率"。为了便于考虑这个问题，我们必须放松我在程序中加入的一个限制条件(最后我们再思考我为什么要在一开始就加入这个限制条件)。这个限制条件是：后代只允许与其母体有一个基因的突变。换句话说，一次只允许一个基因进行突变，而且基因只能通过+或者一来改变其数值。在取消了这个限制条件之后，我们允许任何数目的基因同时发生突变，它们的数值可以任意增减。实际上，这个限制放松得太大了，因为它实际上允许基因的数值在负无穷到正无穷之间变化。如果我们]把基因的数值限制在一位数之内，就能够说明问题，这也正是：我们让它们在一9 N+9之间变化的原因。在如此宽松的条件下，我们实际上允许一代中的突变改变任何基因组合。另外，基因的数值可以任意改变，只要不变成两位数。这是什么意思呢?这意味着，从理论上说，在一代之内，进化可以从生物形态王国的任何一点跳跃到另外任何一点，不仅仅是一个平面上的点，而且是九维空间中的任何一点。例如，如果你希望从昆虫跳跃到图5中的狐狸，方法是这样的：将以下数值分别添加到9个基因之上：一2，2，2，一2，2，0，一4，一l，l。但是由于我们谈论的是随机跳跃，所以生物形态王国中的任何一点都有可能成为其中一跳的目的地。因此，完全凭运气一次跳到某个特定点--例如狐狸--的几率很容易计算出来。也就是基因空间中所有生物形态的数量的倒数。你可以看到，我们又一次遇到了另外一个天文数字。总共有9个基因，每个基因可以取9个数值中的任何一个。所以，每一次跳跃可以产生的生物形态的总数是9的9次幂。结果大约是5000亿。它跟阿西莫夫的。。血红蛋白数字"相比简直微不足道，但是我仍然不得不称其为庞大的数字。如果你从昆虫起步，像跳蚤一样跳跃5000亿次的话，那么你有可能达到狐狸一次。这些跟真正的进化有什么关系呢?它再一次充分证明了逐步进化的重要性。有一些进化论者否认了这种逐步进化的必要性。对于生物形态的计算已经告诉我们逐步进化之所以重要的一个原因。我说过，你可以期待从昆虫进化到它的某个近邻，而不是从昆虫直接跳跃到狐狸或者蝎子，我的真实意思是这样的：如果采取真正的随机跳跃，从昆虫跳跃到蝎子是完全可能的。实际上，这跟从昆虫跳跃到它的某个近邻的概率是相同的，当然同样可能的是从昆虫跳跃到任何其他的生物形态。这就是症结所在。由于生物形态的数量有5000亿之多，所以跳到某个特定生物形态的概率完全可以忽略不计。请注意，假设存在一种强大的、非随机的"选择压力"，对我们并没有任何帮助。假如你能够幸运地跳到蝎子，就可以得到一笔巨额奖金的话，这个刺激也不会产生任何作用。你成功的概率依然只有5000亿分之一。但是，如果你不是跳跃，而是行走，每次只走一步，每一次如果你走对了方向，就可以得到一枚小硬币作为奖励，你就可以在很短的时间内到达蝎子的位置。尽管并不一定在最短的30代之内实现，但是仍然会很快到达目标。从理论卜桌子说，跳跃可能使你更快地拿到奖金。但是由于成功的概率是天文数字分之一，所以一系列的小步骤--每一步都比上一个步骤更接近成功--是惟一可行的方法。上面几个段落有可能使我受到误解，我必须消除这种误解。它们听起来给人的感觉似乎是说，进化是有遥远的目标的，是以蝎子之类的事物为导向的。正如我们已经看到的那样，从来都不是这样。但是如果我们把目标看做是能够提高生存机会的事物的话，这种观点还是成立的。如果某个动物是一个父(母)亲，它必须至少存活到成年时期。它的突变后代可能更加善于生存。但是如果这个后代发生了重大的突变，也就是说它在基因空间中移动了很长的距离，那么它优于母体的概率有多大呢?答案是：概率非常小。其原因我们在生物形态模型中已经讨论过了。如果基因发生重大突变，突变的可能结果的数量是一个天文数字。而且因为--正如我们在第一章中所看到的那样--死亡的方式比生存的方式多得多，在基因空间中的随机大步跳跃很可能以死亡告终。跳跃的步伐越小，死亡的可能性就越低，而且更可能导致改进。在后面的章节里我们将重新讨论这个问题。我希望你不会认为我的描述过于抽象。有另外一个数学空间，它所充满的不是9个基因的生物形态，而是由数十亿的细胞--每个细胞都包含着几万个基因--组成的有血有肉的动物。这不是生物形态空问，而是真正的基因空间。曾经生活：在地球上的动物是这个理论上曾经生存过的动物的一小部分。现实中的动物是基因空间中少数进化路径的产物。大量的理论上的路径将产生不可能的怪兽，现实中的动物将成为假设的怪兽群中的零星点缀，每个怪兽都停留在基因空间中的独特位置上。每一个现实中的动物都被一些近邻包围着，这些邻居中的绝大多数都不曾出现过，但是也有一些成为了它的祖先、后代、或者表亲。在这个巨大的数学空间的某个位置上，是人类、土狼、阿米巴变形虫、土豚、扁形虫、鱿鱼、渡渡鸟和恐龙。从理论上来说，如果我们对于基因工程足够擅长的话，我们可以从动物空间中的任何一点移动到另外一点，我们可以从任何起点穿越迷宫，重新创造渡渡鸟、霸王龙、和三叶虫--只要我们知道需要修补哪一个基因，需要复制、转化、删除哪一个染色体。我不知道我们能否做到这一点，不过这些珍贵的古生物却永久地停留在那个巨大的基因空间里，等待着我们去发现--如果我们拥有足够的知识，能够找到走出迷宫的正确道路的话。我们甚至可以通过有选择性地改变鸽子，重新创造出渡渡鸟，只不过要完成这个试验可能需要l00万年的时间。虽然我们在现实中无法实行，但是想像却是一个不错的替代物。对于像我这样不是数学家的人们来说，电脑将成为想像的强有力的朋友。像数学一样，它不仅能够使得想像得以延伸，而且能够规范和控制想像。第四章 动物空问从本书第二章巴利所举的例子中得知，眼睛由许多相互关联的工作组件组成，其构造相当复杂、精巧，但其起源却可能是一些最初始的物质通过一系列的渐变逐步形成的。对此，很多人觉得难以置信。且让我们根据这些生物赋予我们的新认识回到问题中去，请回答下面的问题：人眼有可能通过简单的一步，直接起源于全然无眼的东西吗?人眼有可能直接起源于某种与之稍有差异的东西，也就是我们称之为x的东西吗?第一个问题的答案显而易见是否定的，其理由恐怕比宇宙中的原子数还要多上数十亿倍。因为这需要在遗传的多维空问进行一次巨大而难以察觉的不可能的跳跃。第二个问题的答案几乎是斩钉截铁的"是"，因为现代眼同与之最接近的"前辈"x之间的区别非常小。换句话说，是因为它们在所有可能的结构方面彼此相当接近。如果因为区别的程度使第二个问题的答案为否定的，那么我们只需把这个区别缩小一点，重复这个问题一一这样反复做下去，直到这种区别足够小，从而使我们得到第二个问题的肯定答案为止。X被定义为与人眼非常相像的某种东西，它与人眼如此相似，以致于有可能通过对X的简单改变即可产生人眼。如果你的脑海中有一幅X的图片，而你觉得人眼几乎不太可能直接起源于它，这只是表明你选择了错误的x。不断地改进这个关于x的图像，使其更像人眼一些，直到你找到一个x，可以让你的确感到它作为人眼的"前辈"，是合情合理的。对你来说，必须有这么一个x，即使你认为其合理性可能比我更多、或更少、或更审慎。现在，我们已经找到了一个X，第二个问题的答案也是肯定的，那么我们对这个X也提出同样的问题。同样的理由，我们得出结论：x也可能只是通过简单的改变，直接起源于某种与之差别细微的东西，这种东西我们称之为X'。很明显，我们然后就能从X'追踪回溯与之差别微细的别的东西，如列，等等。这样就可以得出足够的X系列，我们能导出：人眼起源于某种东西，这种东西与人眼有着很大的不同。我们可能"跨"过一大段"动物空间"的距离，只要我们在其间所迈出的步幅足够细小，我们的跨越就是合情合理的。现在，我们来回答第三个问题。是否有一个不间断的x系列，连接着现代的人眼和完全无眼这样两种状态呢?在我看来很清楚，答案必定是肯定的，只是因为我们有着充分的足够的x系列。你可能认为一千个x很充分了，但如果你需要更多的步骤，才能完成在你看来比较合情理的整个改变，那很简单，你可以设想一万个X。而如果一万个还不够的话，那么再设想0万个，等等。显然，在这个游戏中，时间有一个上限，因为每一代只有一个X。因此，在实际中自然而然就会产生一个问题：有没有足够的时间来形成许多代的X，从而完成这个连续的过程?对于这些必需的世代(阶段)的数目，我们没法给出一个精确的答案。但我]m道，地质时间相当之长。这儿可以给你一个对我们正在谈论的巨大数字的概念，将我们与我们最早的祖先分隔开来的世代的数目，已被测定为数干个百万之巨，这也就是说，至少有10亿个X，因此我们应该能构建出一个细微变化的合理的等级系列，这个系列连接着人眼和任何事物!至目前为止，通过这样一个或多或少的抽像推理的过程，我们已得出结论：有一个不可想像的x系列，每个X都与其邻居十分相似，因此每个X都能合情合理地转变为其邻居一一整个的X系列连接着人眼并回溯至根本无眼的状态。但我们仍不能论证这个X系列存在的合理性。我们还有两个问题得回答：我们所假设的这个连接着人眼和根本无眼状态的系列中，它的每一个成员有可能通过其前辈的任意突变而形成吗?事实上，这是一个有关胚胎学的问题，而非遗传学的问题，而且是一个完全独立的问题，这问题来自于使伯明翰主教和其他人为之恼火的东西。突变必须通过改变胚胎发育的既定进程才能得以实现。胚胎发育高度服从于某些方向的变异，而反抗另一些方向的变异，这是有争议的。我将在第十一章中再回到这个问题的讨论，因此这儿我只是再次强调小变化和大变化之间的差异。你推测的变化越小，X和X"之间的差异也就越小，而变异从胚胎学原理方面来解释也就越合理。我们在前面的章节中看到，在纯粹的统计数据的基础上，特别大的突变的可能性要比发生特别小的变异的可能性小得多。然而，无论从第四个提问中产生什么问题，我们至少明白，我们在X和X"之间设置的区别越小，那么问题也就越少。我的感觉是，只要这些最终产生人眼的系列中邻近的x之间的区别足够的小，那么，必要的突变差不多就是注定要发生的。毕竟，我们一直在谈论的是已有的胚胎发育进程中细微的数量级别的改变。请记住，无论我们所假定的不同代际的胚胎之间的性状差异有多么复杂，但在它门之问的每一次突变性的改变，却可能是非常小、非常简单的。我们还有最后一个问题需要回答。关于连接着人眼和完全无眼状态的x系列中的每一代成员，它们都状态良好，并能协助相关动物的繁殖和生存，这是可能的吗?非常奇怪，有些人认为，这个问题的答案是不言而喻的"不"。比如，我从法兰西斯希青l982年的一本书--《长颈鹿的脖子或达尔文出了什么错》所作的摘录。我可能从差不多任何一本耶和华的小册子里都能摘录出同样的话。但我选择了这本书，因为一个令人尊敬的出版商(潘图书公司)认为它适合出版，尽管里面有一大把错误，如果一个还没工作的生物学学生或者任何一个大学生被要求浏览一遍这个手稿，他马上就会发现这些错误：眼睛要工作，那么就肯定会有下述的最低限度的配合完美的步骤(当然还有许多其他同时发生的情况，但即使是这样一个粗略而简单的描述，也足以指出达尔文进化论的水题)：眼睛必须干净而湿润，这得通过泪腺和可眨动的眼睑爿保持这一状态；眼睑上的睫毛也是遮挡太阳的天然的过!器；光线穿过小而透明的保护性外膜的区域(即角膜)，然层通过一个晶状体，这个晶状体将光线聚焦于视网膜的后面在那里，有10亿个光敏杆状体和视锥，可以产生光化学虏应，从而将光线转化为电脉冲。每秒钟有上百亿个这样的种学反应，通过一种目前还无法理解的方式发送达大脑，使砖脑作出适当的反应。现在很明显的是，如果在这一过程中，一个最细小的寿西出了差错--或视网膜模糊、或者瞳孔不能扩大、或者品状体变得不透明、或者调焦时出了错--那么，一个可识别的图像就不能形成。眼睛要么是作为一个整体行使其功能，要么就根本不能行使其功能。因此，它是怎样通过一系列缓慢、稳定、无限小的达尔文式的改善，而一步步进化过来的呢?成千上亿个突变如此幸运、如此巧合地在同一时间发生，因而使得在工作中彼此缺一不可的晶状体和视网膜就这样同步进化--难道这是真的吗?一只看不见任何东西的眼睛能有什么样的生存价值呢?这些看法经常出现，估计是因为人们想要相信它的结论。看看这段话："如果最细小的东西出了差错......如果调焦时出错......一个可识别的图像就无法形成"。当你在用眼镜看这些话时，几率不会不是50／50。把眼镜取下，看看四周。你会同意一个可识别的图像就无法形成"97如果你是男性，那么你成为彩色色盲的几率是l2。你也可能散光，如果没有了艮镜，你的视力可能是一片模糊。当今最著名的进化理论专家也极少擦自己的眼镜，以致于他的视线可能总是模模糊糊，但他似乎过得相当不错，据他自己所说，他过去常常玩一种熟练的单眼挤压游戏。如果你没有了眼镜，在街上没能认出朋友，可能会让他们不高兴。但如果有人对你说："既然你的视力现在不是绝对的完美，那么你四处走动时就把你的眼睛紧闭着，直到你找到眼镜为止。"这就是我在上面所引述的作者所建议的。尽管这很明显，他还认为，晶状体和视网膜相互依赖，缺了谁都不能工作。这是基于哪种权威的理论?和我很熟识的一个人，两只眼睛都做过白内障手术。她眼睛里根本就没有晶状体。没有眼镜，她甚至不能玩草地网球或瞄准枪。但她让我确信，有一只没有晶状体的眼睛，远比没有眼睛好得多。你能分辨你是否要撞到墙或另一个人。如果你是一只动物，你当然能用没有晶状体的眼睛来侦察捕食者逼近的身影，并分辨它靠近你的方向。在原始世界里，有一些动物根本无眼；有一些动物有眼睛，虽不具备晶状体，但却比那些无眼动物拥有各种各样的优势。有一个连续不断的X系列，从一片游移的模糊到完美的人眼视觉，其图像清晰度的每一次细微的改进都可能促进这个器官的生存机会。这本书继续引用著名的哈佛古生物学家斯蒂芬乔高德的话：我们避开了这样一个好问题?一只眼睛的5％有什么好?这样一个初期结构组织的拥有者并不一定把它用于视觉。一只仅拥有5％的眼睛的古生物，的确可能将之运用于其他方面，而不是视觉，但在我看来，至少它有可能将其用于5％的视力。而事实上，我并不认为这是一个好问题。拥有百分之几的视力，如你，如我，都会比根本无视力的情况要有价值得多。即使只有l％的视力，那也要比全盲好得多。同时，6％比5％好，7％比6％好，依此类推，那就得到这个渐变的、不断改进的系列。这种问题让这样一些人为之烦恼--他们对通过"拟态"而逃脱捕食者的动物有兴趣。拟棍昆虫看上去像一根树枝，因此逃脱被鸟类吞吃的命运；拟叶动物看上去像树叶；许多可食的蝴蝶也通过模仿有毒的蝴蝶来自我保护。这些模拟行为给人以深刻印象，其程度要比乌云和臭鼬之间的相似深得多。在很多情况下，他们比"我的"昆虫与真实的昆虫之间的相似程度要高得多。毕竟，真实的昆虫有6条腿，而不是8条!真正的自然选择至少有l00万次，就和我们所经历的世代一样多。正是在这些选择中，这种模拟得以逐步完善。在这些例子里，我们用"拟态"这个词，不是因为我们认为这些动物有意识地模仿其他事物，而是因为自然选择的进程偏爱了这些能够以假乱真的个体；从另一方面来说，那些没能逼真地模拟树枝的拟棍昆虫的祖先们，就没有留下后代。有些遗传学家不认为自然选择的进化会偏爱这种模拟，美国德裔遗传学家理查德高尔密就是其中最著名的一个。就像古尔德--高尔密的崇拜者提及拟粪昆虫时说的："看上去有5％像大粪时，可能有任何界线吗?"有人说高尔密在其生涯中被低估，而且他真的教给我们很多。诸如此类的说法近来变得很流行。下面是这些推论的一部分：福德说任何突变，只要能使那些物种从拙劣的模拟中取得一些优势，哪怕是很轻微，就有可能积累增加，而发展至比较完美的拟态。我们必须问问：这些模拟有多轻微才具有选择价值昵?我们能不能假定：鸟类、猴子和螳螂都是如此优秀的观察者(或它们中有极其聪明者)，以至于注意到了一个"拙劣"的模拟并因之而拒绝、厌恶它吗?我认为这些问题已经足够了。在这片高尔密行走过的摇晃不堪的地面上，这些挖苦话似乎人人都有。优秀的观察者?它们之中的极其聪明者?任何人会认为鸟类和猴子得益于被拙劣轻微的模拟所愚弄!高尔密可能更情愿说："我们真能假定那些鸟类等动物都是极差的观察者(或它们中有些是极其愚蠢者)?"然而，这儿的确有一个两难的问题。拟棍昆虫的祖先对树枝的最原始模拟，必定是极其拙劣的，一只鸟需要极差的视力才会被它愚弄。而现代拟棍昆虫对树枝的模拟已相当出色，甚至到了对花蕾和叶疤这些细节的模拟。那些鸟类肯定有着极为出色的视力，其选择捕食的行为一定促进了这些细小之处的进化，最后完成了全体性的加工。它们肯定很难被愚弄，否则这些昆虫就不会进化为很完美的拟态：它们本来会保持相对不那么完美的拟态。我们该怎样解决这个明显的矛盾呢?一类答案认为：在与昆虫伪装的同一进化时段，鸟的视力也一直在改进。说来也许有些滑稽，一只看上去只有5％像一团粪的昆虫的祖先，本应愚弄一只有5％视力的鸟类的祖先。但这并不是我想给出的答案。的确，我怀疑从拙劣初级的模拟到几近完美的拟态这一整个进化过程中，在不同的昆虫群落中也有着快速的拟态进化，并且持续了多次，在这一长长的时段里，鸟的视力已经差不多和现在一样好了。针对两难问题的另一类答案如下所述。也许鸟或猴子的每一种物种视力不佳，只能有限地了解昆虫的一个方面，也许某个捕食物种只注意到颜色，某个物种则只注意到形状，某个物种则只注：意质地，等等。而'{在某'力'面模拟树枝的拟棍昆虫会愚弄某种捕食者，尽管它会被另一种捕食者吃掉。随着进化的不断发展，模拟的特性越来越多地加入剑昆虫的全部技能之r拟态最终的多雨性、完美。陀被许多不同种类的捕食者所促成的自然选择放到了一起。没有仃何一个捕食者明白拟念的全部完荚性，只有我们人类能看到这点。看来，这暗示着仃我们才有足够的"聪"来解读拟态。但这并，只是㈧为人类，酮的聪日，我宁愿偏向"个解释，那就是：无论在某种条件卜捕食者的视多好，当嚣于另一不同条件的时候，它的视力就能相当差劲厂。事实从我们熟知的经验中，我们能很容易地理解在不㈨拘情况，我们的视与有u。能从极差变化剑极任--如果在强烈的口光下，我削妾凝视着距离只有英寸远的"占虫，我不会被它所愚，我会注意到它长长的腿抱着树的枝丫，能从它身卜发现真"门树枝不会拥有的那种非火然的均衡。们如果我是在黄昏时分行走在一片森林之中，以同样的眼睛和大腑，我可能会无法辨别那些树枝上的仟何颜色暗淡的邑虫。昆虫的图像可能会存我视网膜的边缘通过，而不是在更敏锐的视觉中心Ⅸ域。昆虫离我大概50码出远，此在我的视网膜U形成'个细小的影像。光线搬微弱，我很难看清楚任何东阳。事实上管拟棍昆虫的模拟宵多轻微，有多拙劣，定会有某种光线水半，或某种'K睛的距离程度，或捕食者注意力集中程度1944米 绵只汴．在发挥作用，因此一双非常好的眼睛，也有可能被这种轻微拙劣的模拟所愚弄。如果你没有找到你想像中认为合理的特别的例子，那么把虚构中的光线关掉一点，或者离虚构中的目标稍远一些!问题是，许多昆虫因为轻微地模拟了树枝、树叶或一团粪而得到了安全，因为它离捕食者较远，或捕食者是在黄昏时分看着它，或是在一片雾中观察它，或是在看着它的时候被一只雌性所分心等等。而也有许多昆虫从这些同样的捕食者掌中脱险，因为它对树枝有着惊人相似的模拟，虽然捕食者处于光线良好、距离也相对较近的条件下，但也没能发现它。这些重要的因素，比如光线强度、昆虫与捕食者之间的距离、从视网膜中心的图像距离以及其他类似的因素，全部都是持续不断的变量。它们在全然没有视力到全然可视的各种情况中，通过感觉不到的程度在变化着。这些持续不断的变量也助长了持续不断的渐进的进化过程。高尔密的问题--这问题只是他那套理论体系中的一个，而这套体系使他穷其全部职业生涯诉诸于极端的信仰，亦即进化是大步流星，而不是一小步--4,步的过程--现在都不成其为问题了。顺带再提一下，我们自身也已经论证了5％的视力要比根本无视力要好；正好落在我视网膜边缘的视觉质量，可能要比5％的视觉落在视网膜中央的质量还要差。然而，我仍然能够通过我眼睛的最边缘觉察到大卡车或公共汽车的存在。因为我每天骑自行车去上班，而这一事实就很有可能保全我的性命--下雨天我戴着帽子时注意到了这些区别。处于黑夜时，我的视觉质量肯定要比5％的视力处于大白天时的质量要差得多。而许多动物的祖先，可能会在黑夜中通过视觉看到某种东西，如一头呲牙咧嘴的"老虎"、或者是一段悬崖，从而得以脱离险境。我们每一个人都能从自身的体验(比如处于黑暗之中)可以得知：从全盲一直到完美的视力之间有一个无法感知的、渐变的、连续不断的系列的过程，沿着这个过程的每一步都赋予了对未来结果的意义非凡的好处。我们一直用这双眼睛来看这个世界--从最初的首先不能调焦逐次渐变到双目都能调焦，我们能很快令我们自身信服一点，那就是有一个调焦质量的渐变系列，这个系列中的每一步都是在前一步的基础上改善而来的。通过逐渐调节彩色电视机的色彩平衡按钮，我们能使自身信服一点，那就是有一个从黑白到全彩色视觉的逐步改善的渐变系列。打开和关闭瞳孔的虹膜，使得我们既不会为亮光所眩，又能在弱暗的光线下视物。当我们被迎面而来的汽车灯光照得忽然眩晕时，我们都觉得像是没有虹膜。这种眩目的感觉很不愉快，甚至是危险的，但这并不意味着整个眼睛就停止了工作!前面所引用的"眼睛要么作为一个整体工作，要么根本就不工作"的观点被证明不只是错误，只需要对那些我们熟知的体验思考两秒钟，这种错误就是不言而喻的。让我们回到第五个问题：关于连接着人眼和完全无眼状态的X系列中的每一个成员，它们的工作状态良好，并促进了相关动物的繁殖和生存，这是可能的吗?现在我们已经看到那些反进化论者斩钉截铁地以否定作答是多么愚蠢了。但答案是肯定的吗?也许不那么斩钉截铁，但我认为是肯定的。不仅仅是因为有一部分眼睛要远比无眼好得多，我们也能在现代动物中找到合情合理的中间阶段系列。当然，这并不意味着这些现代的中间阶段就真正代表了其古代的类型，但这的确显示了处于这样中问阶段的动物是能够工作的。一些单细胞动物有一个光敏点，其后有一个小小的彩屏。这块屏替它挡住一个方向照射过来的光线，而这光线会让它产生一个这光线从何处而来的"概念"。在多细胞动物中，不同类型的蠕虫和甲壳类动物有一个类似的组织，但其彩色的光敏细胞是藏在一个小杯之中。这给了它们稍好一点的寻找方向的能力，因为每个细胞都有选择地被隔离于从它l9己那一边照射进杯子来的光线。从光敏细胞的平板状到浅杯，直至深杯的连续不断的系列中的每一步，尽管很小(或较大)，但都是眼睛的改进进程。现在，如果做一个很深的杯子，然后翻转过来，最后你会做成一个无透镜的小孔照相机。从浅杯Nd,孔照相机(见图4中的说明，进化系列的第七代)是一个连续不断的渐变过程。一个孔机形成一个清晰的图像，孔越小，图像越清晰(但也越暗淡)；而小孔越大，则图像越明亮(也越失真)。鹦鹉螺是游动的软体动物，是一种很奇怪的类似鱿鱼的动物，它生活在一种已灭绝的类似菊石(见图5"带壳的头足类动物")的甲壳里面。它有一对孔相机充当眼睛。眼睛(效果)基本上和我们的一样清晰，但是它并没有晶状体，而瞳孔只是一个让海水进入眼睛内部的洞穴。事实上，鹦鹉螺本身就有点怪。自从它的祖先开始进化出一只小孔眼到至今的亿年过程中，为什么它从来没有找到晶状体的秘密?晶状体的优点是它使得图像既清晰又明亮。让鹦鹉螺困惑的是它的视网膜的质量显示，它可以真正地、极大地、迅速地受益于一个晶状体。它的情况，就好比一个高保真系统有着出色的扩音器，但留声机的唱针却是生锈的。在遗传的多维空间里，鹦鹉螺看上去就像是坐在一扇明显轻轻一碰即可打开的进化一。大门的外面，但它却没有迈出这细微的一步。为什么没有昵?苏塞克斯大学的麦克尔兰--无脊椎眼的最重要权威--曾为之迷惑，我同样也如此。是鹦鹉螺的胚胎发育过程中没有产生必要的突变吗?我不愿相信这一点，但我没有更好的解释。至少鹦鹉螺戏剧性地表明了这一点，即一只没有晶状体的眼睛，要比根本无眼的状态要好。当你有了一个杯子，以此作为一只眼时，差不多任何微凹、透明、或甚至是半透明的物体置于其开口处，都会造成一种改进，因为其外形呈一个透镜状。它收集其领域范围内的光线，然后聚于视网膜的一个更小的区域中。一旦有这么一种天然的透镜，就会有一个连续不断的改善，加厚它，或使之更透明，少一些扭曲变形，最终会形成一个我们认为的真正的晶状体。鹦鹉螺的近亲鱿鱼和章钱鱼都有真正的晶状体，与我们人类的非常相像，尽管它们的祖先的照相眼的进化原理肯定不同于我们。麦克尔兰另外还推论说，眼睛用以成像，有9个基本原则，这些原则的大多数都独立地进化了许多次。比如，弯曲的反射镜的原则很不同于我们的照相眼(我们将之用于电波望远镜，而且因为造一个大镜子比造一个大透镜更容易，我们也将之用于最大的光学望远镜)；而且，它是为各种各样的软体动物和甲壳类动物独立"发明"而成的。其他甲壳类动物有着像昆虫那样的复合眼(事实上是一排细小的眼睛)，而如我们所看到的，其他软体动物有着像我们一样的有透镜的照相眼，或者小孔照相眼。对每个这种类型的眼睛而言，相当于进化中介质的阶段在其他的现代动物中，都是作为工作眼存在着的。反进化论宣传充满了所谓的复杂体系的例子，如"不可能，，经过一个渐变的中介物的系列。这通常只是我们在第二章里看到的"来自个人怀疑的争论"的另一个可悲的例子。比如，紧接着眼睛的章节之后，《长颈鹿的脖子》继续讨论了投弹甲虫：投弹甲虫向敌人的脸上喷出致命的对苯二酚和过氧化氢。当这两种化学物质混合到一起时，肯定是会发生爆炸的。因此，为了将它们贮藏在自己的身体里，投弹甲虫进化出了一种化学抑制剂，以使它们变得无害。当甲虫将液体喷出尾部时，一种反抑制剂产生使混合物爆炸。导致这种复杂、协调而又微妙的进化过程的那些一连串的事件，不是在简单的逐步发展的前提下的生物解释得了的。在化学平衡中最轻微的变化也可以迅速产生爆炸甲虫的种类。一个生化学家同事为我提供了一瓶过氧化氢和足够的对苯二酚，相当于50只投弹甲虫的份量。我现在将要把这两种物质混合在一起。根据以上所述，它们将在我眼前爆炸。来，开始......呃，我依然还在这儿。我把过氧化氢倒进对苯二酚里，当然，什么事也没发生。它甚至没有变热。当然，我知道它不会：我不会那么鲁莽!"当这两种化学物质混合到一起时，肯定会发生爆炸的"--这话说得相当简单、错误，尽管在众多动物学家的著述里经常被重复引用。顺便说一下，如果你对投弹甲虫很好奇，那么所发生的事实如下所述：它将滚热的过氧化氢和对苯二酚混合物喷到敌人身上，这是真实的。但除非是加入催化剂，否则过氧化氢和对苯二酚不会发生剧烈的化学反应。这也是投弹甲虫所做的。至于这个系统的进化先兆(先驱)，过氧化氢和苯二酚两者都被用于身体化学的其他目的。投弹甲虫的祖先简单地临时使用周围正好己有的化学物质。这通常就是进化的工作方式。在这本书中，和投弹甲虫同一页的有这样一个问题："......半只肺会有什么作用?自然选择当然会淘汰那些异样的生命，而不是保留它们。"一个健康的成年人有两只肺，在支气管的分支系统的尖端部分，每一只肺都被分为30亿个细小的肺泡。这些气管的构造类似于前面章节中图2底部的生物树。在这棵树上，接下来的分支数只取决于"基因9"，因此是8，而树枝的尖端数目是2的8次方，或者说是256。当你在图2中继续下去，接下来的树枝尖的数目都会翻番。要提供30亿细小的肺泡，29次连续的翻番是必须要有的。请注意：从一个简单的肺泡到30亿细小的肺泡，有一个连续不断的渐变过程，这个过程中的每一步都是由另外两个分支提供的。这种传送能够在29个分叉中得以完成，而我们可能天真地把它看做是跨越遗传空间的宏伟盛大的29步。在肺中，所有这些分叉的结果是：每只肺的表面面积超过70平方码④之多。面积是肺的很重要的一个变量，因为是面积决定氧气吸入的比率，以及呼出二氧化碳的比率。面积是一个连续不断的变量，并不是要么就有、要么就没有的一种东西，而是每人都拥有，只是或多或少的问题。肺的面积比其他方面的因素更依赖于逐步的、渐变的改变，从面积为零一直到70平方码。有许多动过手术的病人，只有一只肺也能走来走去，而他们有些人的肺甚至只有普通健康人的肺的／3大小。他们可以行走，但他们不能走得太远，也不能太快。这就是关键。肺的面积逐渐减① 平方码=0．836平方米--编者沣少，其结果在生存方面并不会导致那种绝然的非生即死。它对人能走多远、能走多快，是一个逐步的、持续的改变的结果。的确，对人能存活多久，这也是一个逐步的、持续的结果。死亡不会即刻降临到一个肺部面积严重减少的病人身上。当肺部面积减少到低于某个最适宜的点(以及当它增加到高于这个点时)，死亡的可能性就会渐渐变大。我们的最先有肺的第一个祖先，几乎肯定是生活在水中的。通过观察现代鱼，我们可以得知它们在水中是如何呼吸的。大多数现代鱼类在水中用鳃呼吸，但是很多生活在泥水中的鱼类是在水面吞咽空气，这可以作为前者的...个补充。它们使用嘴中的一个腔室，以此作为一种天生的最原始的肺，而这个腔室有时会胀大成一个布满了血管的呼吸袋。如我们所知，一个连续不断的X系列将一个简单的呼吸袋和有着30亿个袋的复杂的分支体系--现代人的肺--连接起来，这是不难想像的。有意思的是，许多现代鱼类保留了它们的袋子，并将之用于完全不同的目的。尽管它最初可能是一只肺，在进化的过程中它已变成了一种囊状物--一种精巧的装置，可以用于长久的平衡。身体里没有空气囊的动物通常比水略重，因此沉向水底。这就是为什么鲨鱼必须不断地游水以防止下沉。有一个大空气袋的动物，比如我们就有着很大的肺，比较容易浮出水面。在这个连续体系列中的某个地方，有着空气囊的动物可能大小正好，不沉也不浮，可以毫不费力地、平衡平稳地漂游。这就是除了鲨鱼以外的现代鱼类得以完美的聪明之处。不像鲨鱼那样，它们不会浪费任何有可能阻止其下沉的能量，它们的鳍和尾巴能够导向并能迅速推动前进，它们不再依赖于外部空气以期装满袋囊，而是有特别的腺体能够制造体，用这些腺体和其他方式，它们精确地确定囊中体的分餐，冈此使它们自身保持着精确的衡。现代鱼的某l种类能够离开水。个极端的例了是叟爬鲈，它进入水。它从我,的祖先那儿独立地进化了种大相的肺--鳃周围的空气警。其他鱼类基本，活在水，但也町以短时问地离开水。这可能是我们的讯先所做的。它们短暂地离丌水的时'u能够持续不断地变化，冉至为零。如果你是'条基本二铂水中牛活、呼吸的鱼，但偶尔冒险跑到地而上米，可能从'个沣地跳剑另'个汁地大此在旱季中得以生存，你是受旒半肺，而是l％个肺。你最初的肺有多小并无火紧要，肯定订这么'个你离开水的候刚'只肺呼吸要比你没有肺的忍受要稍一时问足一个持续不断的变量。在水呼吸和空硼乎吸之问没有一个截然的分水岭，不同的动物，在水卜度过的时问，旮的是99％，有的足98％的是97％，等等，直到完全为零。在这个过程的每一步中，肺部"积的细微增加都会是一个优势，、白女厶乐-终，这赴一个连续的、渐变的过程。半个翅膀有什么处?翅膀足怎样开始它们的第一步的?许多动物从'个树枝跳到，'个树枝，特别是址哇小动物，整个身躯的表面接触剑空气，就像是 个天然的ls行箔，帮助实现跳跃，防．：掉落。任何增力¨农面嘶积比率的趋势都是彳帮助的，比如翅翼长住关仃的某个角。从这儿也可以看出，肯定订一个连续小断的渐变系列，随到长成滑行翼，进而到，一以扪动的翅膀。很列显，住着很多筹异，这些筹异u。日m／l"'会被有着敲原始翅膀的最'芦动物跳跃过。-样明显的是，对二最初的'了空 接触的表面积的大小和天然程度而宙，肯定有'种差异，比较小，能够被有趔膀的动物在进化中跳过去，而无翅膀的动物却不能。或者，如果原始类型的翅翼在工作时让动物摔下去了，你不能说："低于某种尺寸大小，翅翼就根本无用。"重申一下，最原始的翼不管有多小，是多么地不像翅膀，都是无关紧要的。应当有某种高度，姑且称之""，动物如果从这个高度落下去会折断脖子，但如果它从稍低于此的高度落下去则安然无恙。在这个严格的区域里，接触空气的身体表面积和防止摔落的能力这两者的任何改善，无论其改善程度有多小，都能决定其生死。随后，自然选择在这种最原始的翅翼中进行。当这些小的翅翼变得很普遍时，那个区分了生死界限的高度又会产生轻微的提高，而这个时候翅翼的一个轻微的改进又将对生死有决定性的影响--就这样不断反复，直到动物有了适宜的翅膀。有些至今依然存活的动物，很漂亮地诠释了这个连续进化过程的每一阶段。青蛙的脚趾间布满很大的蛙蹼；树蛇的身体很平滑，便于接触空气；蜥蜴的身体有着翼；而各种各样不同的哺乳动物，它们的肢翼问都布满了蹼，这让我们看到了蝙蝠翼的开端方式。 与生物学家的著述言论相反，动物们不仅可能只有半只翅膀，毯 至可能只有l／4只翅膀，或者是3／4只翅膀，等等。当我们记得， 非常小的动物，无论其形状如何，它们很容易在空气中轻轻漂浮， 那关于飞行的连续性的概念就变得更容易接受了。有说服丈的理由是，存在着一个从小到大的无限的渐变统一体。许多步骤中所积累的微小改变，这是一个极其强有力的概念，猷 够解释大量的事物，没有它，一切就会无从解释。蛇毒是怎样尹 始有的?许多动物咬人，而有些动物的泡沫状分泌物富含蛋E质，如果这些分泌物进入伤El中，可以导致过敏反应。甚至所谓的无毒蛇也能够咬人，某些人可能因此产生疼痛反应。从普通的分泌物到剧毒分泌物，也有一个连续不断的、渐变的系列。耳朵是如何产生的?如果振动是来自正在摇晃着的物体，每一寸皮肤都能感知到。这是触觉的自然增长。自然：选择很容易通过感觉程度的一步步变化来提高这些技能，直到它敏锐到足以感知非常轻微的接触振动。在这个临界点上，就有了足够的敏感来感知那些声音足够大、或距离足够近的物体引起的空气振动，自然选择会发生在这个特别的器官--耳朵上，使之对物体产生的空气振动、以及产生这些振动的距离的感知能力稳步增加起来。显而易见，整个过程有着一个连续的逐步改善的发展轨迹。回声定位是如何产生的?任何有听觉的动物都可能听到回声。盲人通常都学习使用这些回声。在原始动物身上的这种技能为自然选择提供了足够的原材料，从而一步步得到改进并最终达到蝙蝠那样完美的高度。5％的视力要比根本没有视力好，5％的听力比根本没有听力好，50／0的飞行能力也比根本无法飞行好。完全可以相信的是，我们看到的每个器官和组织，实际上都是动物通过进化的空间的连续轨迹的产物，在这个轨迹上，每个中问阶段都促进其生存和繁殖。在一只现实存活的动物身上，无论哪儿的X，由二这个x都太复杂，因此不可能通过简单的一步即可产生。根据自然选择的进化原理，肯定是这种情况，亦即一个X的一部分，要比根本没有X要好，而一个X的两部分，要比一部分好，而整个的X要比9／0的x要好。我认为，这一结论完全适应于眼睛、耳朵包括蝙蝠耳，翅膀、拟态昆虫、蛇颌、布谷鸟的习惯和所有其他在反进化宣传言论中反复提及的例子。毫无疑问，对许多想像中的x系列来说，这个结论可能不是真的；对许多想像中的进步道路，中间物可毹不是由前辈改善而来的。但是，这些X在现实世界中找不到。达尔文曾写过如下的话(在《物种起源》)：如果任何复杂的器官被论证了不可能由无数的、连续刁=断的、轻微的改善而形成，那么我的理论会完全被推翻。25年过去了，我们了解的动植物数目要比达尔文多得多，而捷我看来，一个并非由无数连续细微的改善进化而形成的复杂器官--这仍不是一个很简单的事例。我不相信能找到这么一个李例。如果它是--它必须是真正复杂的器官，而且，如同在后面章节中将看到的那样，你必须通过"细微"的方式来熟知你的所摊--那么我将不再相信达尔文主义。有时，渐变的中间物阶段的历史很清楚地被写进了现代动物的夕形之中，甚至在最后设计成形时也显得很不完美。斯蒂芬高尔德的优秀论文《熊猫的拇指》就已经指出了一点：明显的不完美的恶态对进化的支持可能更甚于那些完美的形态。我只是给出两卟例子。生活在海底深处的鱼因为其扁平，能贴近海底轮廓而受益。生沱在海底的扁平鱼有两种截然不同的类型，它们的扁平形状也是膨截然不同的方式进化而来。鳐鱼和虹鱼是鲨鱼的近亲，它们通列可以说是很明显的方式变得扁平。它们的身体向边侧生长而死融了日一女的"捐日B毫"日，莎种俘戋了对秉泉而戗!锅囱舄日角鱼和它们的近亲是以与之不同的方式而变得扁平的。它们是与鲱鱼、鳟鱼等有着相关关系的骨鱼(有囊状物)，和鲨鱼没有任何关系。骨鱼不像鲨鱼，它是在垂直方向上通常有明显变扁平的趋势。比如鲱鱼高度要比其宽度要"高"得多。它利用自己整个垂直扁平的身躯作为游泳的表面，当它游动时，这个表面在水中摆动起伏不止。因此，当鲽鱼和鳎目鱼的祖先游向海底时，它们本应侧向而不是像鳐鱼和囱工鱼那样腹部向下。但这样就产生了一个问题，有一只眼睛总是朝下看着海底的沙地，没有得到有效的利用。这个问题在进化中解决了，下面的眼睛向上侧翻转移动。我们看到，这个眼睛向上移动的过程在每条幼小的扁平骨鱼的发育过程中都发生过。一只小扁平鱼是在海面上开始其生命的，它生长对称，像鲱鱼那样，也是垂直扁平的。但它的头骨开始以一种奇特的、非对称的、扭曲的方式生长着，因此一只眼，比如左眼，慢慢向头顶移动，并越过它到了另一面为止。鱼生活在海底，两只眼睛都朝上看着，就像是一幅奇特的毕加索式的画面。顺带提一下，有些品种的扁平鱼右边朝上，有些则左边朝上，其他则两边都有。骨鱼的整个头骨保留了它的祖先的那种扭曲变形的痕迹。它的极其不完美，是其古代进程的强有力的证据--这是逐步改变的进程，而非有着完美精巧设计的进程。没有一个明智的设计者，当他在一块干净的画布上来自由设计扁平鱼时，会将它想像成这样一种极古怪而丑陋的东西。我怀疑大多数明智的设计者会以类似于鳐鱼之类的动物为参照物进行设想。但进化决不会从一块干净的画布上开始。它必须从已存在的事物开始。鳐鱼的祖先是能够游泳的鲨鱼。鲨鱼一般不像会游泳的骨鱼与鲱鱼那样，变得垂直扁平。如果有什么区别的话，鲨鱼已经从背部到腹部稍稍变得有些扁平了。这意味着当一些古鲨鱼开始进入海底时，有一个向鳐鱼形状进化的连续过程，这一过程中，每一个中间状态都是一个微细的改善，在这个已有的海底条件下，每一个改善都超越了其扁平程度相对较小的前辈。另一方面，会游泳的鲽鱼和大比目鱼的祖先就像鲱鱼那样，也是从两侧变得垂直扁平，当它们游向海底时，它们用自己的侧面朝向海底，要比用像刀锋一样尖利的腹部朝向海底，更容易取得平衡。尽管其进化过程最终注定是要走向两只眼睛挤在一面的这个复杂而扭曲的结果，尽管鳐鱼变为扁平鱼的方式最终可能是其作为骨鱼的最好设计，那些沿着进化之路开始进化的、有望进化为这种鱼的中间状态的动物，在短时期内很明显不如其侧面朝向海底的竞争对手做得好。在贴近海底方面，那些以侧面朝向海底的竞争对手要做得好得多。在遗传的多维空间里，有一个连续的轨迹，连接着会游泳的古代骨鱼和有着扭曲头骨、并以侧面朝向海底的扁平鱼。没有一个平滑的轨迹连接着这些骨鱼祖先和以腹部朝向海底的扁平鱼。这种推论并非完全属实，因为有一些骨鱼已经进化成有些类似鳐鱼那种对称的扁平形式。也许它们会游泳的祖先因为某种原因已经变得轻微扁平了。进化过程会因为中间状态的动物不具备优势而不会发生，如果具备则最终可能实现--关于这一点，我的第二个例子与我们眼睛(以及所有其他的脊椎动物)的视网膜有关。像任何其他神经一样，视觉神经是一根缆，是一束各自"绝缘"的线，大概有300多万根这样的线。每一根线从视网膜中的一个细胞连接到大脑。你可以设想它们将300万光电管的储藏库(事实上是300万个从更大数目的光电管收集信息的中继站)和处理信息的电脑连接起来。它们从视网膜上被收集到一束之中，这就是眼睛的视神经。任何工程师会很自然地认为，光电管捕捉光，用它们的线将其导回大脑。光电管可能偏离光线，因为它们的线偏离了最靠近光的一边--对此说法，工程师可能会觉得很可笑。然而这的的确确发生在脊椎动物的视网膜上。事实上，每个光电管其后都有一根线连接着，而这根线向离光线最近的那一边伸出。这根线必须穿越视网膜的表面，到达某个点，在这儿它穿过视网膜上的一个小孔，即"盲点"与视神经汇合。这意味着光线并非经过一条不受限制的通道到达光电管，而是通过一'片相互连接的线的森林，可能会遭受某种程度的减弱和变形(事实上可能不会太多，但它仍可能冒犯任何一位小心眼LV'工程师)。我不知道对这一奇怪阶段确切的解释是什么。进化的相关阶段太久远了。但我敢打赌，这和轨迹有关。为了使视网膜步入正确方向，无论起源于二眼睛产生之前的任何远祖器官，这条轨迹必须被跨越。可能有这么一条轨迹(但这是假设中的轨迹)，在实际存在的中间阶段的动物身上实现了，被证明是没有优势的--只是暂时没有优势，但这就足够了。中间阶段动物能看见的可能比它们的祖先还要少，而且，如果说它们正在为自己遥远的后代在发展更好的视力，这并不会给人以安慰。重要的是此时此刻的生存。"多罗的法则"声明，进化是不可逆转的。这经常与进步的不可避免性等许多理想化的无稽之谈混淆到一起，也经常与那些说什么进化违背了热力学第二法则的无知的胡言乱语联系在一起。没有理由可以证明为什么进化的通常趋势不能反转。如果有一个向更大的鹿角进化的趋势，那么很可能在接下来的进化中鹿角又变得更小。"多罗的法则"事实上是一个声明，它宣布任何一个进化点不可能两次遵循同样的进化轨迹(或者是任何特殊的轨迹)，这在统计意义上是不可能的。一个简单的突变步骤很容易逆转。但是对于更多步骤的突变来说，即使是只有9个小基因的生物形态，从数学上说，所有可能轨迹的空间是如此之大，以致于两个轨迹抵达同一点上的机会也会变得极其小。而那些基因数目更多的动物就更甚。"多罗的法则"没有任何神秘不可测之处，它也不是我们可以在自然中进行测试的，它只是简单地遵循于可能性的基本法则。根据同样的理由，要把相同的进化道路进行两次，也是不可能的。而且，根据同样的统计数字上的理由，进化的两条线从不同的起点趋同到同一终点，这也是同样的不可能。自然选择的力量强大，这有很显著的证据，因此可以在自然界中找到大量的例子。在自然界中，进化的独立的路线看上去是从不同的起点趋同到相似的终点。当我们仔细地看，我们发现这种趋同不是全部的。进化的不同线路在许多细节点上显露出它们独自的起源。比如，章鱼眼很像我们的眼，但是与它们的光电眼连接着的线并没有像我们的那样指向光线。在这方面来说，章鱼眼设计得更"聪明"。它们已经从一个很大不同的起点，到达了一个相似的终点。而且，事实在细节方面也充分显露了这一点。这种轻微趋同的相似性通常极其显著，而且我将用本章的其余部描分对此作一些阐述。它们提供了许多鲜明的论证，说明在自然选择中这种将好的设计放到一起的力量是很强大的。然而，这些轻微相似的设计不尽相同的事实，也证实了它们独自的进化起源和历史。基本的推论是，如果某一个设计足够好而进化一次，同样的设计原理也足够好，从而在动物世界的不同部分，从不同的起点进化两次。要阐述这一点，回声定位的形成就是最好的例子。我们对回声定位的大部分知识都来自于蝙蝠(和人类的工具)，但这种定位方法也在许多其他不相关的动物种群中出现，至少有两个不同的鸟类种群是这样做的，海豚和鲸鱼在这方面也达到了一个很复杂的高度。而且，它差不多肯定是被至少两种不同种类的蝙蝠各自独立地发现的。能够做回声定位的鸟类是南美的油鸟和远东的金丝燕，其巢被用作燕窝。两种不同类型的鸟巢都筑在洞穴的深处，很少或根本没有光线能够照进这样的洞穴，而且两种鸟都在夜问利用它们的叫声所产生的回音来航行。它们所发出的声音不是超声波，因此它们的叫声都能被人类听到，就像蝙蝠那种更特殊的声音一样。的确，这两种鸟看来都没有将回声定位发展到像蝙蝠那样复杂精密的高度，它们发出的声音不是调频(M)，它们看上去也不适合于多普勒转换速度测量。像水果蝙蝠(ROUSEUS)--样，它们可能只是记录了在每一个声音及其回音之间的那段无声的时问问隔。在这个例子里，我们能肯定两种鸟创造了不同于蝙蝠的回声定位，而且在这两种鸟之间，其回声定位的方法也是不相同的。其理由是进化学家频繁使用过的。我们看到成二上万个鸟类品种，并且看到它们的大多数没有回声定位功能，只有两个孤立的鸟类这样，而且这两类鸟除了都生活在洞穴之中以外，相互之间没有任何相同之处，尽管我们相信，如果我们循着它们的世系追溯到足够远，所有的鸟和蝙蝠肯定有一个共同的祖先，所有哺乳动物(包括我们自身)和所有的鸟类也都有一个共同的祖先。大多数哺乳动物和大多数鸟类并没有回声定位功能，而且很可能它们共同的祖先也没有(它也不能--这是已经单独进化了好多次的另一项技能)。其遵循的一点是：回声定位技术已在蝙蝠和鸟类身E单独发展了，就像这项技术亦由英国、美国和德国科学家单独研发一样：同样的理由，在更小规模(数量)上导致了一个结论：油鸟和金丝燕的共同祖先也没有使用回声定位，而这两种鸟各自独立地发展了同样的技术。在哺乳动物里，蝙蝠也不是惟一独自发展了回声定位技术的种属。有几种不同的哺乳动物，如嗣鼯、老鼠和海豹，就像盲人一样，在一定程度上也使用了回声定位技术，但在精密复杂程度上惟一能与蝙蝠媲美的是鲸鱼。鲸鱼分为两个主要的种类：锯齿鲸和须鲸。当然两者都是从陆上祖先遗传而来的哺乳动物，而且它们从不同的陆地祖先开始，也有发明创造彼此互不相同的鲸类生活方式。锯齿鲸包括抹香鲸、杀人鲸和各种各样的海豚，所有这个种类都用它们的下颌捕食相应大小的猎物，如鱼类和鱿鱼等等。有些锯齿鲸(其中只有海豚被彻底研究过)，它们的大脑中已经进化成功了复杂的回声装置。海豚能发出一串迅速的尖尖的高音，其中一些我们能听到，一些是超声波。海豚头部的前方的鼓状物(即"瓜")看上去很巧合地类似尼姆欧(NMROD)预警监视飞行器那奇怪的鼓起的雷达天线罩。"瓜"与向前发送声纳信号有关系，但它确切的工作尚未完全明了。在蝙蝠的例子里，有一个相对较慢的发出声音的"速度"，当动物靠近猎物时，上升到一种高速度(每秒发出400次声音)的嗡嗡声。即使这个速度相对较"慢"，但也是非常快的。居住在河水中的河豚可能是技能最为娴熟的回声定位者，但是一些海中的海豚在测试中显示出其技能也是相当的好。一种生活在大西洋的宽吻海豚仅使用其声纳系统，就可以区分圆形、四方形和三角形。在两个目标距离约为7码，而两者之间的区别只有l／4英尺①时，它也能分辨两个目标孰近孰远。它能在70码范围内觉察出相当于高尔夫球一半大小的钢球。它的这种能力在强光下不如人类的视力，但在月光下可能就比人类视力要好得多了。有一个很有意思的联想，亦即，如果海豚使用回声定位，它们也许可以毫不费劲地以"心理图像"进行相互交流。它们需要做的是，用它们极其多样的发音能力来模拟回声从一个特殊目标产生的声音模式。这样，它们就能够互相传递这些目标的心理图像。这些令人欣闻的联想并没有证据可以提供。理论上，蝙蝠能做同样的事，但由于海豚通常更喜欢群居，所以它们的可能性也更大一些。而且它们也许比蝙蝠更"聪明"一些，但这并不是一个有必要的相应考虑事项。首先，对于传递回声图像所需的工具不会比蝙蝠和海豚已有的回声定位的工具来得更复杂，而且，在利用声音来制造回声以及利用声音来模拟回声之间，看来二卣一个轻松、渐变的连续统一体。至少有两个种类的蝙蝠、两个种类的鸟、锯齿鲸以及在更小程度上可能还有其他种类的哺乳动物，在过去的0亿年间的某个时候，全都各自独立地朝着自身的声纳系统发展。我们没有办法知道一些已灭绝的动物，如翼手龙，是否也独自地进化了这项技能。目前为止，没有发现有任何昆虫和任何鱼类能使用声纳系统，但有极其不同的两种鱼，一种在南美，另一种在非洲，它们发展了某种类似的导航系统，看上去差不多，也是很复杂，也可以看做是对相同问题的有关联的解决方案，尽管它们有很大差别。它们就是所谓的弱电鱼。"弱"这个词使它们区别于强电鱼。强电鱼使用电，却不是用于导航，而是用它的电场来电晕猎物。顺便提及一下，这种电晕技术也是da),种不相关的鱼独9发展而来，比如电"鳗"(不是真正的鳗，而是其形状类似真鳗)和电鳐。南美和非洲的弱电鱼相互之问有很大的不同，但两者都生活在各自大洲的同类水体之中，水质很浑浊，因此视力变得没有用处。对于它们赖以生存的物理原理--水中的电场，我们的所知还远不如我们对蝙蝠和海豚的了解多。对于回声，我们至少还有一个主观的概念，但对于电场，我们几乎没有什么主观的概念。直到一两个世纪以前，我们甚至还不知道电的存在。作为主观存在的人类，我们对电鱼没有了解，但作为物理学家，我们能理解它们。在晚餐盘子里，很容易看到鱼的每边的肌肉都呈排状，即一组组的肌肉单元。大多数的鱼都是连续地收缩，使身体变得弯曲，从而向前推动。对于电鱼，包括强电鱼和弱电鱼，从电的角度看，它们是一个电池，电池的每一部分("细胞")产生电压。沿着鱼身的长度，这些电压集合成系列。因此，在一条强电鱼身上，比如电鳗，整个电池产生l安培65伏的电。一条电鳗产生的电量足够把...个人击倒。弱电鱼并不需要这么高的安培或电压，它们的目的只是收集信息而已。如前所述，回声定位的原理从物理的角度很好理解，尽管从电鱼的角度看不是很好理解。以下的说明同等地适用于非洲和南美的弱电鱼：趋同是非常彻底的。来自鱼前半部分的电流，呈许多线状进入水中，随后折回到鱼的尾部，并没有真正的截然分开的线，而只是持续不断的"场"，一个无法看见的电茧包裹着鱼的身躯。然而，根据人类的相关知识来看，最容易认为是有许多曲线通过鱼前半段身躯的"舷窗"离开鱼身，在水中弯曲迂回，再又折回鱼的尾端。鱼有一个细小的伏特计来监测每个"舷窗"的电压。如果鱼悬浮在水中，周围没有障碍物，这些线就是平滑的曲线，每个舷窗的细小的伏特计测定电压为"正常"水平。但如果有障碍物出现在附近，比如一块岩石或食物目标，碰在这些障碍物上的电流线就会被改变，这将改变电流线受到影响的"舷窗"的电压，而且伏特计会把这一事实记录下来。因此，通过比较伏特计在所有舷窗上记录的电压的模式，在理论上，一台电脑能够计算鱼周围的障碍物的模式。很明显，鱼的大脑就是这样做的。这并不意味着鱼是聪明的数学家，它们有一种解决这些必需等式的器具，就像我们每次接球时，我们的大脑都要无意识地解决相应的等式。很重要的是，电鱼的躯体是完全保持僵硬的。如果它的身躯像一条普通鱼那样扭曲弯折，脑中的计算机就不能应付这些多余的变形。电鱼已至少两次独自发现了这种天才的导航方法，但它们必须为此付出代价：它们必须放弃一般正常的、高效的鱼类游泳方式，把整个的身躯游成蜿蜒的曲线。它们使身躯保持僵直，就像一根拨火棒，从而解决了这个阀题，而沿着它们的躯干有一个简单的长鳍，于是并非整个身躯摇摆蜿蜒，而是长鳍在摆动。鱼在水中的前进很慢，但它确实在前进，而且很明显，即使牺牲了快速游水也是值得的：得到导航技术看来要超过游泳速度的损失。令人称奇的是，南美电鱼获得了与非洲电鱼差不多同样的解决方式，但不完全一样。其间的区别很有启迪：两种鱼都有和身体一样长的鳍，但是非洲电鱼的鳍是在背上，而南美电鱼的鳍却是在腹部。如我们所知，这种细节上的区别是趋同进化的典型特征。当然，也是人类工程师趋同设计的典型特征。尽管大多数弱电鱼--包括非洲和南美的两种弱电鱼--都以连续的脉冲放电(因此被称为"脉冲"种类)，而少部分弱电鱼则是以另一种不同的方式放电，因而被称之为"波纹"种类。我不打算再深入地讨论它们之间的区别。在这一章里我们可以看到，饶有兴味的是，脉冲／波纹在不相关的新世界群落，而在旧大陆群落里独自进化了两次。我知道的关于趋同进化的最匪夷所思的例子之一，与"周期蝉"有关。在谈到趋同前，我得给出一些背景信息。许多昆虫在幼年阶段(这是它们最长的生命阶段)与相对成熟的繁殖阶段之间，有一个截然不同的分水岭。比如，五月蝇以其靠地下水为食的幼虫形式度过其生命中最长的一段时间，之后，它冒出地面，在仅仅一天之内就度过了它的成年时期。我们可能把五月蝇设想为类似于西克莫树产生的那些能短暂飞行的种子，而五月蝇幼虫则有些类似这种植物。区别只是：西克莫树制造许多种子，并且将它们保存了许多年；而五月蝇的幼虫在其生命的最后阶段则只能产生一只成虫。无论如何，周期蝉将五月蝇的特点发挥到了极致。它的成虫只存活几周，但它的"少年"阶段(技术上说应该是与成虫相似的幼虫)则为l3年(有的种类)或l7年(另外的种类)。在地下度过了与世隔绝的l3年(或7年)后，成虫差不多在同一时刻出现。蝉疫在某一地区相隔l3年(或7年)出现，是一种相当壮观觯的爆发，以至美国当地语中错误地管它叫"蝗"。其种类各自为3年蝉和7年蝉。现在，这儿有一个很显著的事实。事实证明不只有3年蝉和7年蝉，而是有3个种类，而3种蝉中的每一种都既有l7年的，也有3年的变种。3年种和7年种的分化各自独立地到来，次数不少于3次。看上去，作为中间阶段的4、5和6年没能趋同进化，次数不少于3次。这是怎么造成的呢?我们并不知道。我们能给出的看法只是：3年种和l7年种的特殊之处，是3和7是它们最初始的数目，而不是l4、l5或6年。一个最初始的数目是不可能被其他数字分化的。经常爆发瘟疫的一种动物获得了一种淹没或饿死敌人、捕食者或寄生虫的益处。而且，如果这些瘟疫每隔最初始的年数准时地出现，这会使得它的敌人更难同化自己的生物圈。如果蝉疫每隔l4年爆发，比如，它们可能被只有7年生命圈的寄生虫所肆虐。这是一个匪夷所思的念头，但是不会比现象本身更令人匪夷所思。我们确实不知道3年和7年有何特殊之处。就我们的目的而言，这儿最值得关注的是，这些数字一定有着某种特殊之处，因为蝉的3个种类是独自趋同进化的。当两个或更多的大陆相互分离很长一段时间，而相似的动物"群落(行当)"在每个大陆被不相关的动物所采纳，趋同的例子就大量地出现。通过"群落(行当)"的方式进行谋生，比如打洞捕食蠕虫、挖洞捕食蚂蚁、捕猎大的食草动物、上树吃叶子等。有一个很好的例子，就是在南美、澳大利亚和旧世界的各自分开的大陆中，整个哺乳动物群落的趋同进化。这些大陆并不总是分开的。因为我们的生命只有几十年，甚至我们的文明和朝代也只能以世纪来计算，我们惯于认为世界地图、大陆的形状是固定不变的。大陆向四处漂移的理论很久以前曾由德国地理学家阿尔夫瓦格纳提出来过，但是一直到第二次世界大战时还有很多人嘲笑他。南美和非洲的某些部分类似拼图中的相联的部分，这是已被承认的事实，但被认为只是一个可笑的巧合。在已知的最为迅速和彻底的革命科学之一中，以前关于"大陆漂移"的有争议的原理现在已成为共识。大陆漂移的证据，比如南美的确从非洲脱离开来，现在是不可推翻的。但本书并不是一本关于地理方面的书籍，因此我不会详细道来。对我们来说，最重要的一点是，大陆漂移的时间跨度与动物世系进化的时间跨度一样缓慢。因此，如果我们想要理解这些大陆上的动物的进化模式，我们就不能忽略大陆的漂移。直到大约10亿年以前，南美在东边与非洲相互连接，在南边与南极洲连接。南极洲连接着澳大利亚，而印度则通过马达加斯加连接着非洲。事实上有一个我们今天称之为冈瓦纳古陆的巨大的南方大陆，它由现在的南美、非洲、马达加斯加、印度、南极洲和澳大利亚组成。也有一个巨大的、被我们称之为劳亚大陆的北方大陆，由现在的北美州、格陵兰岛、欧洲和亚洲(与印度分开)组成。北美和南美是分开的。大约10亿年以前，有一个大的地块分裂运动，这些大陆一直缓慢地向前移动，直到它们现在的位置(当然，在未来它们还将继续移动)。非洲通过阿拉伯和亚洲连接起来，从而成为我们现在所说的旧世界这块巨大大陆的一部分；北美从欧洲漂移开来；南极洲向南漂移到它现在的冰冻位置；印度则与非洲分开来，并穿过我们现在所说的印度洋，最终与南亚大陆碰撞，并隆起了喜马拉雅山；澳大利亚从南极洲分离开来，并进人大海，从而成为孤悬的岛样大陆。南方大陆冈瓦纳古陆的分裂开始于恐龙世纪。当南美和澳大利亚从这个大陆分裂开来，开始相互的孤绝时期，它们各自携带自己的恐龙，以及当时还不那么显著突出、但成为哺乳动物祖先的那些动物。更往后一点，由于无法理解的原因，恐：龙(那些我们现在称之为鸟的恐龙种群是例外)渐趋灭绝，全世界的恐龙也都走向灭绝。这留下了一个空洞状态向陆生动物敞开。经过数百万年的进化，这个空洞状态大都被哺乳动物填补。对我们来说，这儿有趣的一点是，有3个独立不同的空洞状态，而且它们是由澳大利亚、南美和旧大陆的哺乳动物独立填补的。当恐龙同时或多或少地腾出了这个大的生命群落，正好原始的哺乳动物在这3个区域存在着，它们非常小而且卑微，可能在夜间活动，被恐龙所震慑。它们可能在3个区域朝着截然不同的方向进化。在某种程度上，这就是所发生的事实。在旧大陆上，没有任何类似于南美树獭的动物，可惜现在也已灭绝。南美大多数的哺乳动物，有已灭绝的大豚鼠、有现代犀牛大小的啮齿动物(之所以说是"现代"犀牛，是因为旧大陆的动物群中有一种巨大的犀牛，尺寸相当于两层楼的房子)。尽管这些各自独立的大陆产生各自独特的哺乳动物，但是进化的一般模式在这3个区域是一样的。在这3个区域里，在开始阶段正好处于其中的哺乳动物在进化中逐步铺开，并为每个群落(行当)产生一个特别技能者，它与其他两个区域的相应的特别技能者有着显著的相似点。每个群落(行当)，如打洞种群(行当)、大的捕猎种群(行当)，食草种群(行当)等等，是这2个或3个分离的大陆中独立趋同进化的主题。而且这3个独立趋同进化的地点以及更小的岛，如马达加斯加，有着相似的各自的有趣故事，不过我不会深入下去。且不管那些奇怪的孵卵哺乳动物--如鸭嘴兽，以及多刺的食蚁兽，现代哺乳动物全都属于两个大种类中的一种。这分别是有袋动物(生下来很小因此把它们放进育儿袋里)和有胎盘的动物。有袋动物统治着澳大利亚，胎盘动物则占据着旧大陆，并且这两个种群在南美同时扮演着重要的角色。南美的情况很复杂，因为北美的哺乳动物时不时地入侵南美。有了这么一个景象，我们现在可以看看一些种群(行当)，以及它们自身的趋同。一个重要的种群与大片草地的开发有关系，这些草地有北美大草原、南美大草原、无树热带大草原等等。这些种群(行当)的开创者包括马(非洲的种类称之为斑马，而在荒漠条件下的是驴子)，牛--如北美野牛(因为捕猎，现在己几近灭绝)。食草动物很典型地有着长长的肠子和内脏，里面有着各种各样的发酵细菌，因为草是一种低质食物，需要长时间的消化。它们并不是分成若干次数进食，而总是不停地，或多或少地吃，大量的植物原料就像一条河一样，整天不停地从它们的消化道流淌而过。这些动物通常躯体很大，它们经常是大群大群地放牧吃草。每只大型食草动物对于那些可以征服它们的捕食者来说，都是小山...般的有价值的食物。因此，正如我们所了解的，整个种群(行当)都致力于捕杀这一项艰巨工作。这些是捕食者。事实上，当我说一个"种群(行当)"的时候，我是指整个的"子种群(行当)"：狮子、美洲豹、猎豹、野狗和鬣狗，这些动物全都以它们自己的方式进行捕猎。同样的分支方式也可以在食草动物和其他"群落(行当)"中找到。食草动物有着敏锐的感觉能力，并以此对捕食者保持不问断的高度警觉，而且它们经常能够跑得很快，这样就能逃离捕食者。最终它们通常就有了长长瘦瘦的腿，而且很明显的是它们用趾的尖端在跑，而趾尖在进化中已变得特别长，特别坚硬。这些特别脚趾末端的趾甲也变得大而且硬，我们称之为蹄。牛的每条腿的顶端有两只长长的趾，即我们所熟悉的"分开"的蹄。马也是如此，但可能由于历史上的突发事件，它不是用两只趾跑，而是一只。它发端于最初5只趾中的中间那只，后来因为进化，其他的趾完全消失了，尽管它们偶尔会出现畸形的"返祖"现象。如我们所知，在马和牛在世界的其他区域进化的这段时间里，现在的南美就独立分开了。但南美有它自己丰富的大草地，因此它进化了自己不同的大型食草动物的种群来开发这些资源，有大量类似犀牛却和犀牛没有关联的怪兽。早期南美食草动物的一些骸骨表明，它们"发明"了不同于实际中大象的巨大躯干。有些类似骆驼，有些看上去跟现在地球上的生物没有任何相似之处，或者就像是现代动物怪异的变种。有一种叫做"10PERNS"的种群，它们的腿与马有着令人不可置信的相似处，然而它们完全与马无干系。表面的相似愚弄了l9世纪的阿根廷专家，他认为(他的国家荣誉感是可以体谅的)，它们是世界上所有马的祖先。事实上，这些动物与马的相似是表面上，是趋同的。草原生活有很多相同之处，而马和10PERNS为了解决草原生活的问题，各自单独进化了同样的特性。尤其有一点，10PERNS就像马一样，除了中间的那根脚趾以外，其他的趾都消失了，作为脚的下端接合点，这只趾变得很大，从而发展为蹄。10PERNS的腿和马的腿几乎无法区分，但这两种动物的世系却是很遥远的。在澳大利亚，大型吃草动物和吃嫩叶动物很不相同，如袋鼠。袋鼠也需要跑得很快，但它们是用不同的方式来实现这一点的。它并不像马(或是假设中的10PERNS)那样，发展了4条腿，跳得高高的，而是完善了另外不同的一步：两条腿跳跃，后面有一根起平衡作用的大尾巴。在讨论这两种办法孰优孰劣时，有一点值得注意：如果身体以这样的方式进化而得到充分利用，那么每种方法都是高度有效的。马和10PERNS恰好开发了4条腿的跳跃方式，因此最终有了同样的腿。而袋鼠正好开发了双腿跳跃方式，因此发展出它们自己独特的(至少是自恐龙世纪开始)、发达的后腿以及尾巴。袋鼠和马在动物空间中到达了不同的终点，可能仅仅是因为在它们进化的某一个起点上发生了一些偶然的区别和不同。现在，让我们转到那些让大型食草动物退避三舍的食肉动物上，我们发现了一些更为神奇的趋同现象。在旧大陆里，我们很熟悉这些大的捕猎者，如狼、狗、鬣狗，以及大的猫科动物，如狮子、老虎、美洲豹、猎豹等。有一种最近才开始走向灭绝的大型猫科动物叫剑齿虎。之所以叫剑齿，是因为当它张开那张恐怖的大嘴时，可以看到其上颚突出的那些巨大的犬牙。直到近代，在澳大利亚或新世界大陆(美洲狮和美洲虎是近代从旧大陆的猫科动物进化而来)，都没有真正的猫或狗。但在这两个大陆上，都有着与这些动物相近的有袋类动物。在澳大利亚，袋狼或有袋野狼(通常被叫做塔斯马尼亚狼，因为它在塔斯马尼亚生存的时间要比在澳洲主要大陆生存的时间要稍长一些)正在悲惨地走向灭绝，因为它们被人类当作害兽，或在被作为体育活动的狩猎中被大量猎杀(它们在塔斯马尼亚一些偏远地区有一丝渺茫的希望，但现在这些地区本身也因为为人类提供"工作"而处于被破坏的威胁之中)。顺 便说一句，它不能与澳大利亚真正的狗--在最近的时代由土著人引入澳洲的野狗--相混淆。有一部摄于20世纪30年代的电影，里面有一种袋狼正在动物园笼子里不停地踱步。看得出来，这是一条很神秘的类似狗的动物，只是通过它支撑其骨盆的强健的后腿这种特征，使之区别于"狗"，从而轻微地表现出它的有袋特性，这可能与它安置自己的育儿袋有关联。对于任何狗类爱好者来说，关于这些狗类进化可选方法的思考，对于沿着一条被0亿年所分裂的平行进化通道的思考，对于一半类似、而另一半与其他世界的狗大不相同的思考，都是一种令人感慨的体验。也许它们是人类的害虫，但人类对它们来说，是更大的害虫。现在已经不再有袋狼了，有的只是大量富余的人类。在我们发现的长期隔绝的时期里，南美也没有真正的狗或猫，但是，像澳大利亚一样，有类似于猫或狗的有袋动物。可能最多的是YLACOSMLUS，它看上去很像最近灭绝的旧大陆的剑齿虎。它张开的匕首样的嘴非常之大，因此我认为它更加令人恐怖。它的名字记录了它与剑齿虎(SM10DON)和塔斯马尼亚狼(YLACNUS)表面的密切关系，但如果追溯其祖先，则它与这两种动物相隔甚远。它与袋狼的关系要稍近一些，因为它们都是有袋动物，但这两者作为食肉动物的设计，是彼此相互独立地在不同的大陆进化而来。这进化也不同于有胎盘的食肉动物，以及猫--旧大陆的真正的猫--和狗。澳大利亚、南美和旧大陆更进一步提供了关于多种类型趋同进化的大量例子。澳大利亚有一种有袋"鼹鼠"，表面上很难从其他大陆熟悉的鼹鼠中区分开来，但是它们有袋，它们和其他鼹鼠一样用同样的方式谋生，也用同样巨大且极其坚硬的前爪来挖掘。在澳大利亚还有一种有袋老鼠，尽管在这个例子里，它的相似不是很接近，也是用不尽相同的方式谋生。食蚁兽(这里的"蚂蚁"包括白蚁--如我们将看到的，是另一趋同)是由各种各样趋同的哺乳动物组成的"种群(行当)"。它们可能又从中分支为打洞的食蚁兽、爬树的食蚁兽、在地面漫游的食蚁兽。在澳大利亚，如我们推测的那样，有一种有袋的食蚁兽，叫做MYRMECOBUS，它有着长长瘦瘦的嘴巴用来拱进蚂蚁的巢穴，有一条长长的棍子样的舌头，用它来将猎物一扫而光。它是一种陆生食蚁兽。澳大利亚也有一种打洞食蚁兽，长得也是瘦长纤细。这不是有袋动物，但却是孵卵的哺乳动物群中的一员，属于单孔类动物，和有袋动物比较起来，它和我们隔得非常遥远。这瘦长纤细的食蚁兽也有一只长而突出的嘴巴，但是它的刺让它表面上与刺猬很相似，而不是与其他典型的食蚁兽相似。南美可能很容易有有袋食蚁兽，因为南美有着有袋的剑齿虎。但是，当刚刚开始时，食蚁兽种群(行当)很早就被有胎盘的哺乳动物所代替。现今最大的食蚁兽是MYRMECOPAGA(在希腊这仅指食蚁兽)以及在地面漫游的南美大食蚁兽，这也可能是世界上最为极端的食蚁专家。像澳大利亚的有袋MYRMECOBUS那样，它有着长而尖的嘴巴，其长和尖都是登峰造极的，它还有着极长的棍子般的舌头。南美还有一种小小的爬树食蚁兽，它是MYRMECOPAGA的近亲，看上去像是后者的缩影，只是没有那么极端和夸张的样子而已，它是一种中间阶段的动物形式。尽管是有胎盘的哺乳动物，这些食蚁兽与任何旧大陆的胎盘动物可谓相去甚远，它们属于独一无二的南美家族，这个家族还包括犰狳和树獭。这古代的胎盘动物家族，从大陆的最早时期开始就和有袋动物们共存着。膊旧大陆的食蚁兽包括非洲和亚洲的鲮鲤的各个种类，从爬树的形式到挖洞的形式，所有这些动物看上去都有点像长着尖嘴的R-CONES(大食蚁兽?)。在非洲还有古怪的土豚，也部分地具备了挖洞的功能。所有这些食蚁兽，不管是有袋的、单孔的或是有胎盘的，它们的典型特征是有着极低的新陈代谢率。新陈代谢率是指它们的化学"火焰"燃烧的速度，大部分很容易测定为血温。新陈代谢率有一个趋势，即取决于哺乳动物的身体大小。较小的动物容易有较高的新陈代谢率，就像是小汽车的发动机比那些大车更容易达到一个较高的速度。但也有一些动物，根据其身体尺寸来看，其新陈代谢率却是极高的；而食蚁兽，不管是其祖先或是近亲，根据其身体尺寸来看，则有着极低的新陈代谢率。为什么会如此，我们还不太清楚，但是它们除了都有食蚁的习惯这一共同点之外，毫无其他的共同之处，因此，这是非常显著的趋同现象，几乎可以肯定有某种东西与这种习惯是相关的。如我们所看到的，食蚁兽吃的"蚂蚁"不是通常的蚂蚁，而是白蚁。白蚁经常被认为是"白色的蚂蚁"，但是它们与真Ⅱ：蚂蚁很不相同，倒是和蟑螂的联系要更大些。真正的蚂蚁是与蜜蜂和黄蜂等有关联的。白蚁表面上模拟蚂蚁，因为它们趋同性地适应相同的习惯。同样的习惯，我应该说，是因为白蚁和蚂蚁群落都有着许多不同的分支，而两者都独立地发展了它们。趋同进化是如此之多，相异和相似都显露了出来。蚂蚁和白蚁都生活在群体之中，包括不孕、无翼的工蚁，它们致力于"阶级"的大量生产，这些"阶级"有翅膀，有生殖能力，且能飞出去寻找新群体。一个有趣的区别是，在蚂蚁中，工蚁全都是不孕雌性；而在白蚁中，工蚁则是不孕的雄性和不孕的雌性。蚂蚁和白蚁群体都有一个(有时候是几个)大的"蚁后"，有时(包括白蚁和蚂蚁)还会很奇异地变大。在白蚁和蚂蚁中，工蚁还包括专职蚁，如兵蚁。有时，这些兵蚁作为忠心耿耿的战争机器，特别是它们有着巨大的下巴(这里是指蚂蚁，而白蚁则有着为化学战争准备的"枪塔")，因此，它们不能够自己吃东西，不得不由那些非兵蚁的工蚁给它们喂食。蚂蚁的特殊种类与白蚁的特殊种类相类似。比如，真菌养殖的习惯是在新大陆的蚂蚁和非洲的白蚁中独立地产生。蚂蚁(或白蚁)寻找着植物原料，但它们自己并不消化这些植物，而是把这些植物变成肥料，真菌就在里面滋生。它们自己真正吃的是真菌。在这两个例子里，真菌在蚂蚁巢穴和白蚁巢穴里(而非其他什么地方)各自生长。真菌养殖习惯也在甲壳虫的几个种类中发现它们是独立的、趋同的(不少于一次)。在蚂蚁中也有有趣的趋同现象。尽管大多数蚂蚁群体稳定地生活在固定巢穴中，但看来还有一支从事掠夺的军队，从而使蚁群取得成功的谋生成效。这被称为军团习性。很明显，所有的蚂蚁都要出去寻找食物，但大多数都会携带着战利品回到固定的巢穴，而蚁后和幼蚁则留在巢穴里。漫游的军团习性的关键，从另一方面来说，是它们将蚁后和幼蚁带在身边，卵和幼蚁被衔在工蚁的下巴上。在非洲，军团习性为所谓的驱赶蚁发展。在美洲的南部和中部，类似的"军蚁"在习性和外形上与驱赶蚁非常相似。它们并没有特别接近的关系，它们肯定是独立地、趋同地进化了"军队"群落(行当)的特性。驱赶蚁和军蚁有着十分庞大的群体，在军蚁中，有的群体总数达到l00万，在驱赶蚁中则达到2000万。两者都有着从游牧状态到正式状态的交替更迭，有着相对稳定的营地和巢穴。准确地说，军蚁和驱赶蚁都是群体性：电聚集到一起，形成变形虫似的单元，它们都是各自丛林里无情而恐怖的捕食者，它们都将路上遇到的动物撕咬得粉碎，因此它们在各自的丛林里获得了神秘的恐怖的名声。在南美的部分村落里，村民们形成了一个传统，当军蚁的大部队开到时，他们纷纷让出村子。当军蚁离开再返回时，所有的蟑螂、蜘蛛和蝎子--甚至藏在茅草屋顶里的--都未能幸免于难。我记得，在非洲，还是一个孩子的时候，对驱赶蚁的惧怕程度甚至要超过狮子或鳄鱼。在这儿我引述当今著名的蚂蚁研究权威，亦即《社会生物学》的作者爱德华?威尔逊的话：针对我通常被问得最多的简单的问题，我给出以下回答：不，驱赶蚁并不真正是丛林里的恐怖。尽管驱赶蚁群体是一只超过20公斤的"动物"，并且有着2000万张嘴和螫针，它肯定是昆虫世界里最可怕的生命，但它仍赶不上传说中的可怕。毕竟，蚁群每3分钟只能覆盖l米见方的地面。任何有能力的丛林鼠，更不用提人类和大象，都能避到一边，很闲暇地思考蚁群的疯狂，对它们来说，蚁群与其说让它们感到威胁，不如说是让它们备感好奇。成年以后，在巴拿马，我已经避到一边，思忖着新世界里与驱赶蚁同类的动物--那些驱赶蚁在我非洲的孩提时代就让人备感害怕，现在它们像一条河在我身边流过，而我能证明的只是奇怪和好奇。--6时又一小时，"军队"过去了，它们踏过地面的时候也踏过彼此的身体，而我还要等待着蚁后。最后"她"来了。"她，，的出场很可怕，没法看到"她"的身体，疯狂的工蚁像灼热的波浪一样流动，它们的上肢相互连接着，像是一个翻滚的球，蚁后位于这个滚热的工蚁球中的某个位置，"她"的四周都是分成等级的无数的战士，张开的下巴威胁地朝向外面，随时准备为保卫蚁后而投入战斗。请原谅我想看看"她"的好奇心：我用一根长棍子拨开蚁球，徒劳地想让蚁后露出真面目。很快，20个士兵用它们的巨大的肉螯紧钳住棍子不放，同时有几十个士兵爬上棍子，使我不得不赶紧放手。我没能看到蚁后，但她肯定是在翻滚的蚁球中的某个位置，这个蚁球是它们整个群体的重要的DNA信息库。这些张大嘴的士兵们随时准备为蚁后而死，但这并不是因为热爱它们的母亲，也不是因为"爱国主义"训练的结果，而仅仅是因为它们的大脑和下巴是由从蚁后铭刻而来的基因所产生。它们表现得就像是一个个勇敢的士兵，是因为它们继承了古代蚁后的基因，这些古代蚁后的生命、基因被士兵勇敢地保护着。我的士兵们已从现在的蚁后那儿继承了同样的基因，就像那些古老士兵从古代蚁后那儿继承的一样。我的士兵们正在保卫着正好让它们做这种保卫的指令的原始档案。它们在保卫祖先的智慧，保卫"约柜"。这些古怪的说法会在下一章弄明白。我感觉很奇怪，很好奇，也掺杂着被遗忘了一半的恐惧的复苏，但被一种成熟的思考所改变，对于它们的这种表现所为何来，我自己的理解有所加深，而这种理解是我在非洲的孩提时代所缺乏的。"军团"达到同样的进化顶点，不是一次，而是两次--这一认识也让我有了提高。这并非我童年噩梦中的驱赶蚁，无论它们有多像，而是它们在遥远的新大陆的近亲。为着同样的理由，它们的所作所为和驱赶蚁一样。现在天黑了，我转回家中，像个惊惧的孩子，但是，对新世界的理解的欢乐取代了在黑暗的非洲时的恐惧。第五章 基因的力量和档案外面正在下着DNA。我的花园位于牛津运河的岸边，花园的尽头栽着一棵大柳树，它正在向空中撒播毛茸茸的籽。空气一阵阵地流动着，这些籽向外面的各个方向飘飞。我的目力所及之处--整个运河的水面都变白了，上面漂浮着棉花样的斑点，因此我们能肯定在其他方向也同样如此。这些飞絮大多由纤维素组成，使包含了遗传信息DNA的荚显得很小。DNA的内容肯定只是其中的--d,部分，那么为什么我刚刚说外面芷下DNA而不是纤维素呢?答案是：DNA起着决定作用。纤维素软毛尽管很大，但只是起到降落伞的作用，最终没有什么用处。棉毛、柔荑花以及树等所做的一切都是为了完成这一件事：将DNA散播山野各处。不只是撒播某一个DNA，而是撒播所有的其编码详细解释柳树(这柳树将释放出新一代毛茸茸的种子)生长指令的DNA。这些毛茸茸的东西，确切地说是在散播着制造自：身的指令。它们之所以在{UL，是因为它们的祖先都是这么做的。，在NL，外面在下着指令，在下着程序，在下着生长的树，撒播的茸毛以及运算的法则。这并非是一个暗喻，这是很浅显的真理。如果说在下着松软的碟片，这才会令人费解。虽然很浅显，也很真实，但它长久以来不被理解。多年以前，如果你问任何生物学家，生命之于非生命，到底有何特别之处。他会告诉你，有一种特殊物质叫原生质。原生质不像任何其他物质，它是至关重要的，是生机勃勃的，是跳动充满活力的，是"暴躁易怒"(学校校长用于形容反应迅速的词L)的。如果你把一个生命体切分成更小部分，你最终会得到纯粹的原生质的微粒。在8世纪的某个时候，一位类似于柯南道尔式的人物，即柴林格教授，他认为海底的抱脚虫软泥就是纯粹的原生质。当我还是一一个学生的时候，那些高年级课本的作者尽管原本应该知道得更多，但他们仍然在书中写作原生质。现在，你永远不会听到或看到这个词，它就像原生质本身以及所谓的宇宙乙醚一样消失了。有关组成生命的物质，没有任何特殊之处。生命是分子的集合体，就像别的事物一样。特别之处在于，这些分子放在一起的模式要比非生命物质复杂得多，而且这种放在一起的过程是由接下来的程序以及所形成的一套指令来完成的。这些程序和指令存在于有机体本身。也许它们的确是不安地摇摆、悸动、跳动着的，并散发出生命的热量，但这些特性全都是偶然出现的。在每个生命的心脏中所存在的既不是火，也不是温暖的呼吸，更不是"生命的火花"。它是信息，是语句，是指令。如果你想要一个暗喻，不必联想到火或者是火花、呼吸之类的词；相反，应当想到刻在水晶块上的0亿个独立的字码。如果你想理解生命，不要联想生机勃勃的、跳动的凝胶或软泥，而是应当想想信息技术。这就是我在前面的章节中认为蚁后是数据信息库所暗示的意思。先进信息技术的基本要求是某种有着大量的记忆单元的储存媒介。每个单元必须能够处于独立的状态。数字信息技术现在已经统治了我们这个充满技巧性的世界。有一种基于模拟信息基础上的其他类型的信息技术。比如一台普通留声机记录的信息是模拟的，它储存于波纹状的凹槽中；而现代激光唱机(通常被称为"压缩光盘"，这是有些遗憾的，因为名字不够有内涵，也经常错误地将重音放在第一个音节上)是数字式的，其信息储存于一系列细小的凹点中，每个凹点很明确地要么就在这，要么就不在这，没有中间状态。这就是数字系统的诊断特性，其根本元素很明确地，要不就处于这种状态，要不就处于另一状态，没有中间状态，没有所谓的折中。基因的信息技术是数字的。这一事实由孟德尔在8世纪末发现。孟德尔认为我们不会来自父母的遗传混合。我们从独立的微粒中获得遗传。至于所说的每个微粒，我们要么就继承它，要么就不继承它。事实上，就像新达文主义的开山祖之一R．A．费歇所指出的，每次我们想到性别的时候，微粒遗传总是写在我们的脸上。我们从男性和女性父母那儿继承了特质，但是我们每个人要么是男性，要么是女性，而不会是雌雄同体。每个新生婴儿在继承男性或继承女性两方面都有约略等同的可能性，但任何一个婴儿只可能成为其中的一个，而不会是将两者混合。我们现在知道，同样的事情也发生在我们继承的微粒上。它们不混合，当它们一代代地往下遗传时，各自保持独立和分离。当然，通常也有遗传单元作用于身体而出现明显的混合迹象。比如，二个高个男子和一个矮个女子结合，或者一个黑人和一个白人结合，他们的后代通常是取中间状态。但是混合的迹象只适用于身体方面的效果，而且这是大量的微粒所产生的较小的一个效应。当微粒传入下一代，它本身是保持独立和分离的。混合遗传和微粒遗传的区别在进化论历史上是很重要的。在达尔文时代，每个人(除了那个在修道院畅饮大嚼的孟德尔，很不幸，一直到去世，他都被忽略和漠视)都认为遗传是混合的。一位名叫费里曼杰肯的苏格兰工程师指出，作为合理的进化论原理，混合遗传这一事实(就像它被认为的那样)统治着自然选择。恩斯特梅耶则很不友善地指出，杰肯的文章"是基于物理科学家常有的偏见以及误解之上的"。而达尔文深为杰肯的文章而困惑。这充分体现在一篇关于白人因为海难而在一座"黑人"居住岛上搁浅的故事里：承认他有着我们所能想像的白人所具备的一切超过黑人的优势，承认他在获取生存机会的斗争中其生命会比黑人首领要长。然而，从这些承认中，并没有得出结论：经过有限或无限的世代以后，岛上的居民会是白人。我们的海难英雄可能成为国王，在生存之战中，他将杀死许多黑人，他将有许多妻子和儿女，而他的许多臣民从生到死都是单身汉......我们的白人特性当然很容易使他活得够长，然而他却没有足够的能力在任何一代中使他的臣民的子孙变白......在第一代可能有不少聪明年轻的混血儿，要比黑人更聪明。我们可以推测一些世代的国王仍会是皮肤或多或少有些黄的人担任，但是谁能相信这整座岛屿的人口将会逐渐变成白色甚至黄色人种呢?或者岛上的居民们将会获得力量、勇气、智慧、耐心、自制、容忍这些品质吗?因为这些品质，我们的英雄杀掉‰2抵了他们的祖先而创造了许多孩子，事实上，如果这种为生存而进行的斗争能选择任何事物，它会选择这些品质吗?我们不要为白人更高人一等这些种族言论所分心。在杰肯和达尔文的时代，这些言论是毫无疑问的，就像在今天，我们对人的权利、人的尊严和生命的神圣性的最明确的设想也是毫无疑问一样。我们可以以更中立的类推来改述一下杰肯的话。如果你将白色颜料和黑色颜料混合到一起，你所得到的是灰色，你没法得到原来的白色或黑色。混合的颜料与孟德尔的遗传观点相差不太远，甚至今天的流行文化也经常根据"血液"的混合来解释遗传。杰肯的观点是一种"淹没"的观点，随着世代的推移，在混合遗传的设想下，变化最终越来越具有淹没性和模糊性，越来越多的一致性将得到盛行，最终将不会有变化让自然选择进行下去。这个观点听起来似乎是合情合理的，但它不仅反对自然选择，更是在反对关于遗传本身这一无法逃避的事实!随着世代的延递，变化渐渐消失，这明显不是正确的。人们不会比他们祖父母时代彼此更相像。变化是一直保持着，而且有许多变化可供选择之用。这是由W．威伯格于908年很明确地指出过，而且古怪的数学家．哈代也曾提出这个观点。根据哈代(和我的)同事的打赌书中所记录的，哈代曾经和他的同事打过一个赌"XXX太阳明天会升起"。但这个赌使R．A．费歇尔和他的同事们(他们都是现代人口遗传学的鼻祖们)根据孟德尔的微粒遗传对费雷明杰肯给出一个充分的答案。如我们将在第十一章里看到的，在20世纪初，孟德尔主要的追随者都认为自己是反达尔文主义者，在那个时候，这是一个讽刺。费歇尔和他的同事们认为，达尔文的选择是明智的，而杰肯的问题得到了很好的解答，如果在进化中发生改变的是独立遗传微粒或基因的相对的"频率"--在任何微粒个体中它们要不就在男，要不就不在那儿。费歇尔之后能达尔文主义被称为新达尔文主义。它的数字特性并不是一个偶然的、正好与遗传信息技术相符合的事实。数字式可能是达尔文主义本身奏效的一个必要的前提条件。在我们的电子技术中，独立的数字定位只有两个状态，传统上以0或表示，尽管你可以认为它们可以是高和低、近和远、上和下等所有能够区分彼此的其他东西。这些状态的模式能够被"读出"，因此它能对某些东西有影响。电子技术用不同的物理媒介来储存这些和这些0，包括磁盘、磁卡、穿孔卡片和智能芯片，这些东西里面有许多半导体小单元。柳树籽、蚂蚁和所有其他生命细胞中主要的存储媒介并不是电子的，而是化学的。存在和发现有这么一个事实：某种分子能够聚合，并形成一条无限长的链。存在许许多多不同的聚合体。比如，"聚乙烯"由一种叫乙烯的小分子的长链组成。淀粉和纤维素是聚合糖。一些聚合体是由两种或更多不同种类的小分子组成的链，而不是像聚乙烯那样只由一种小分子组成。一旦有异质进入一个聚合体链，信息技术就有了理论上的可能性。如果在一条链中存在两种小分子，这两种分子可能会被认为分别是l和0，这样任何数量的信息都能被存储起来，只要这条链足够的长。运用于生命的微粒聚合体叫聚核苷酸。在生命细胞里有两种聚核苷酸的家族，分别缩写为DNA和RNA。它们都是一些名为核苷的分子所组成的链。DNA和RNA都是不同种类的链，均有4种不同的核苷。当然，这就给核苷的存储提供了存在的机会。生命细胞的信息技术使用四个状况，分别由A、、C和G表示，而不是l和0。在二态的二元信息技术以及生命细胞所运用的四态信息技术之间，区别是很小的。如我在第一章的最后所提到的，在一个简单的人类细胞里有足够的信息容量来存储三到四倍于30册大不列颠百科全书的信息。我不知道一颗柳树籽或一只蚂蚁的可比数量，但也会是相当可观。百合种子或火蜥蜴精子的DNA中有着足够的空间来存储60倍于大不列颠百科全书的信息。有一种被不公平地称之为"原始"变形虫的DNA，则有着l 000倍于大不列颠百科全书信息的存储空问。有一点很令人惊奇，比如在人体细胞里，只有大约l％的遗传信息似乎是真正用到的，大约相当于一册大不列颠百科全书的信息。没有人知道其他99％的信息为什么在7]]D。在前一本书里，我认为，在那l％努力的同时，这99％是寄生的，属于不劳而获的一类--这个理论最近被分子生物学以"自私的DNA"为名经常提及。一个细菌其信息容量比人类细胞要小一些，但它可能利用了所有的空间，几乎没有什么空间可以容纳寄生虫。它的DNA"只"能装《新约》的一个复制件!现代遗传工程师们已经有了将《新约》或别的东西写进细菌的DNA的技术。在任何信息技术里，代码(符号)的"方法"是"主观的"，而且没有理由我们为什么不应该安排结合方式：．比如三个一组，从DNA的4个字母表N盂U']的26个字母表(将有空间留给所有上方或下方的字母)。不幸的是，这样就要花费大约五个世纪才能将《新约》写进一个细菌，因此我怀疑任何人是否将会为之困扰。如果他们这样做，细菌的繁殖速度非常快，以致于《新约》的000万个复制件仅在一天当中就能复制完。如果只有人类能读DNA字母表，那这将是一个"传教士般"的梦想。但是，符号是非常小的，《新约》的l 000万个复制件能同时在一个针头的表面上跳舞。常规上，电子计算机的存储器分为ROM和RAM。ROM代表只读记忆。更严格地说来，它是"只写...一次、可读许多次"的记忆。那些0和的模式只"烧"进去。一次，然后就在整个记忆的生命中保持不变，信息可以很多次地被读出。其他电子存储器，叫做RAM，既能"写"，也能读。因此，RAM能够做ROM所能做的一切，甚至更多。RAM代表的确切字母找不到，因此我不再提及。关于RAM，问题在于，你能在你想要的任何情形下，将任何l或0的模式输入任何你想要的部位。当我敲这些字的时候，它们直接进入RAM，控制事物的文字处理程序也在RAM里，尽管它理论上是"烧"进ROM，然后不会再改变。ROM用于许多固定的标准程序，这些程序是反复需要的，不可以被改变。DNA是ROM。它能被读几百万遍，当它最初开始排列在它所处的初生细胞里的时候，只能写一次。任何个体细胞中的DNA被"烧进去"，除了极少可能的退化，它在个体的生命时间里永远不会被改变。但它能被复制，亦即在细胞分裂时被复制。A、、C和G核昔的模式很忠实地复制进每一个婴儿成长中的上万亿个新细胞的DNA中。当一个新个体孕育的时候，一个新的、独一无二的数字模式被"烧进"了他的DNA／ROM，而他／它将在今后的生命中紧紧依附于这一模式。这种模式被复制进他／它所有的细胞(除了他／它的生殖细胞，如我们所知，生殖细胞某一半DNA得到了复制)。所有的计算机存储器，无论是ROM或者是RAM，都是通过存储单元指令存入或取出的。这是指记忆的每个存储单元都有标签，通常是一个数字，但这是不容置疑的惯例。这对理解一个记忆存储单元的地址和内容是很重要的。每个存储单元都通过其地址得以知晓。比如，这章节开头的两个字母""，此刻就处于我电脑中的6446和6447两个存储单元之中。我的电脑一共有65536个RAM存储单元。在另一时间，这两个存储单元将会不同，一一一个存储单元的内容是这个存储单元最近所写入的任何内容。每个ROM存储单元也有一一个地址和内容，不同之处是每个存储单元直到最后都与其内容紧密联系。DNA沿着线状的染色体排列着，像是长长的计算机磁带。我们身体每个细胞中所有的DNA，其存储单元就像ROM在计算机中的存储单元安排方式那样。我们用来标识一个地址的确切的数字或名字都是主观决定、不容置疑的。所需注意的是，我的DNA的微粒存储单元相当于你的DNA的某一微粒存储单元--它们有着相同的地址。我的DNA存储单元32762的内容有可能、或不可能和你的存储单元32762的内容一模一样，但我的存储单元32762在我细胞中所处的地点肯定与你的存储单元32762是相同的。"地点"在这儿是指沿着染色体长度的地点。一个细胞中染色体的确切物理地点无关紧要。的确，它以液态方式四处漂游，因此它的物理地点也在变化，但是沿着染色体的每...个存储单元都是沿着染色体长度的直线顺序进行排列的，就像沿着计算机磁带的每个存储单元所排列的那样，虽然磁带是平铺散布，而不是卷起来。我们所有人，所有人类，都有同样的一套DNA地址，但这些地址内容并不相同。这就是我们彼此互不相同的主要原因。物种间没有相同的地址。比如，黑猩猩有48条染色体，而我们是46条。严格说来不可能通过地址来比较内容，因为地址不会越过物种障碍而与其他物种的地址等同相当。然而，关系相近的物种，比如猩猩和人类就有着大量的相近的内容，我们可能很容易地找到共同点，尽管这两个物种并不运用伺样的地址系统。定义一个物种的方法是所有的成员都有着同样的DNA地址系统。除了极少的例外，所有成员都有相同数目的染色体，在同一物种里，某一个体沿着其染色体长度的每一存储单元的数目，与另一个体相对应的染色体的同一存储单元的数目是精确地对应着的。区分一'个物种中的成员，要诀在于这些存储单元的内容。不同的个体，其内容的不同来自于下面的几个方式。在这儿我必须强调，我是在讨论像我们自身这样的有性生殖。我们的精子和卵子各自包含了23条染色体。我的一个精子里的每个存储单元与我的其他精子中的存储单元相类似，你的卵子(精子)也都这样。我的其他所有的体细胞是都包含着46条染色体(两套)。每一个这样的细胞里，同样的地址要用两次。每个细胞包括两个染色体九，以及沿着染色体九的存储单元7230。两者的内容可能，或不可能相同，就像它们在这一物种的其他个体中有可能、或不可能相同那样。如果一个有着23条染色体的精子是由一个有着46条染色体的体细胞产生的，那么它只能得到每个存储单元的两个复制本中的一个。它能得到哪一个，就是几率的问题了。同样的道理对卵子也是适应的；结果是，根据其存储单元的内容，每个精子所产生的和每个卵子所产生的都是独一无二的，尽管一个物种的所有成员其地址系统都是相同的(有个别的例外，不过与我们无关)。当一个精子和一个卵子结合，那么46条染色体当然也就结合在一起，而且这46条染色体被复制到发育中的胚胎的所＆女‰有细胞中。我说ROM不能"写"，除非当它是第一次被制造，这对于细胞中的DNA来说也是一样的，除非是复制过程中发生偶然错误。但是，由整个物种的ROM组成的共有信息库能被建设性地"写入"。当世代交替下去，物种非任意的生存和个体繁殖的成功，将极有效地把改进了的生存指令写入这个物种共有的遗传存储中。当世代更迭下去时，每个DNA存储单元中，每个不同的内容有多少复制本的数量的改变，这是一个物种的进化改变的一大组成部分。当然，在任何时候，每个复制本必须位于某一个体之中。不过进化的关键是，在某个种群动物中，每个地址上的其他可能的内容所改变的频率。地址系统保持一样，但是存储内容的统计数字随着世纪的推移而变化。地址系统本身发生变化，但那需要很长时间。黑猩猩有24对染色体，而我们有23对。我们和黑猩猩有着共同的祖先，因此，要不就是我们、要不就是黑猩猩的祖先在某一个点上发生了染色体数目的改变。要么我们失去了一个染色体(两个合并)，要么是黑猩猩得到了一个(一个分裂)。肯定至少有那么一个个体，他有着不同于其父母的染色体数目。在整个遗传系统中还有其他偶然的改变。如我们所知，代码的长度偶尔可能被复制成完全不同的染色体。我们知道这些，是因为我们发现，分散在染色体四周的DNA长链的内容是一致的。从一个存储单元中读取计算机存储器中的信息时，有两件事可能发生。要么这信息是简单地在某处写入，要么它牵涉到某种"行动"。在某处写入意味着复制。我们已经看到DNA很容易从一个细胞复制到另一个新细胞，而一大"块"DNA可以从一个个体复制到另一个个体。而"行动"就要更复杂些了。在计算机里，一种行动是程序指令的执行。在我的计算机ROM里，存储单元数字64489、64490和6449，一起涵括了内容的模式--和0，当它被指令中断时，会导致计算机扩音器发出类似于雷达信号般的声音。这种位组合模式是l000000000000，这种模式并非天生就有雷达信号或其他噪声。没有任何证据显示它对扩音器会产生如此效果。只有当计算机其余部位接通电源时，才会产生这种情况。同样，DNA四字母代码的模式，比如对眼睛的颜色或行为也产生效应，但这些效应并非DNA数据模式本身所固有的。它们只在胚胎的其余部分发育时才产生效应，而胚胎发育也被DNA其他部位模式的效应所影响。基因之问的这种相瓦作用将是第七章讨论的主题。在它们被牵涉到任何一种行动之前，DNA代码必须转译成其他媒介方式。它们首先转录为相应的RNA符号。RNA也有四字母表。从这儿，它们被转译为不同种类的聚合体，名叫多肽或蛋白质。它可被称为聚氨酸，因为其基本单元是氨基酸。在生命细胞中，一共有20种氨基酸。所有的生物蛋白都是由这些基本构筑成分所组成的链。尽管一。个蛋白质是一个氨基酸链，但它们大多数并不长，也不是线状的。每条链都卷成一个复杂的结，这种精确的形状是由氨基酸的顺序所决定的。氨基酸的既定顺序使得这个结的形状不会改变。而氨基酸的顺序又由DNA密码决定(通过RNA，以之作为中介)。所以说，蛋白质的三维卷曲形状由DNA中的密码的一维顺序所决定，这是有道理的。转译程序体现了著名的三字母"遗传密码"。这是一本字典，在这本字典里面，64套(4x4x4)DNA(或RNA)符号中的每一套都被翻译成20种氨基酸的一种，或是一个"停读"符号，一共有3个这种"停读"标点符号。许多氨基酸至少被一套DNA对之进行编码(你可能对有64套DNA，却只有20种氨基酸这一情况有了某种猜测)。从严密连续的DNA／ROM向稳定不变的三维蛋白质形状，这整个的翻译过程是数字信息技术的一个了不起的壮举。接下来的由基因影响身体的步骤，就不像计算机那样明显了。每一个生命细胞，即使是一个简单的细菌细胞，都可以看做是巨大的化工厂。DNA模式，或者是基因，都通过对这个化工厂的进程施加影响，努力产生效应一一它们是通过对蛋白质分子的三维形状施以影响而做到这一点的。用"巨大"这个词形容细胞听起来也许有些惊人，特别是当你还记得l 000万个细菌细胞坐在一个针头表面的那个例子。但你也应该还记得每个这样的细胞能够容纳《新约》的全部内容，而且，当它被自身包含的精密机器的数目测量时，它是极其巨大的。每个机器在DNA延伸的情况下放在一起时，每个机器都是一个很大的蛋白质分子。称作酶的蛋白质分子在一定意义上都是机器，每个分子都会导致一个化学反应发生。每种蛋白机器都竭尽全力制造自己的化学产品。为了能做到这些，它运用一种在细胞内到处漂游的原料，这些原料也很可能是其他蛋白机器的产品。为了对蛋白机器的大小有一个概念，可以这么说，每个蛋白机器都是由大约6000个原子组成，以分子的标准来衡量，这是非常大的。在一个细胞中，有大约00万个这样的机器，而且有超过2000个不同的种类，每个种类在化工厂(细胞)专门从事各自的运作。这是酶的独特的化学反应，从而让一个细胞有了自己的个体形状和行为。既然所有体细胞都包含着同样的基因，那么所有体细胞彼此不相同这一点就有些令人惊讶。理由是，基因的一个不同子集在不同种类的细胞中被读出，其他的被忽略了。在肝细胞里，那些与。肾的构建相关的DNA／ROM的部分不被读；反之亦然。一个细胞的形状和行为取决于这个细胞中的哪个基因被读，然后翻译为它们的蛋白质产品。这取决于细胞中已存在的化学物质，而这些化学物质又部分地取决于之前读出的是哪个基因，同时也部分取决于邻近的细胞。当一个细胞分裂为两个，两个子细胞彼此并不一定相同。比如，在最初的受精卵里，某种化学物集中到细胞的尾部，其他则在另一尾部。当这种极化的细胞进行分裂时，两个子细胞得到不同的化学分配。这意味着在两个子细胞中，将会读到不同的基因，而一种自我巩固的分歧会继续。整个躯体的最后形状、肢翼的大小、行为方式的选择，这些全都是不同类细胞之间的相互作用的间接结果，这些细胞的不同是通过读出不同的基因而产生的。这些不同的进程，根据第三章中的"回归"程序，可以认为是一种"当地自治"，而不是在某种宏大设计中的一种协调。"行动"，运用到这个章节中，是指遗传学家在提及基因的"表型效应"时所谈到的。DNA对躯体、对眼睛、对头发、对进攻行为的强烈程度以及其他上千种特性都有着影响。在被RNA读出，然后翻译成蛋白质链(随后影响细胞形状和行为)之后，DNA充分发挥它们的影响。这是DNA模式中的信息能被读出的方式之一。另一方式是它能被复制进一个新的DNA链，这就是我们早些时候讨论的复制。DNA这两种信息传递方式--垂直方式和平行方式，有一个根本区别。信息以垂直方式传给可以产生精子或卵子的细胞(这些细胞也能制造其他细胞)中的其他DNA。因此它是垂直传给下一代，再到下一代，直到无限远的未来世代。这些DNA可称之为"档案DNA"。它很可能是永生的。档案DNA沿着这些前仆后继的细胞往下遗传，这些细胞被称为基因线。基因线是指在一个躯体内，一组细胞是精子或卵子的先祖，因此也是未来世代的先祖。DNA也可以侧向或平行传递：把DNA传向非基因线的细胞，比如肝细胞，或皮肤细胞；在这些细胞中传给DNA，然后传给蛋白质并对胚胎发育产生效应，从而对成年形状和行为也产生效应。你可以将平行传递和垂直传递认为是第三章中所阐述的"发育"和"复制"。自然选择是相互竞争的DNA将自己成功地垂直传递到物种档案的这样一种过程。"DNA竞争对手"是指物种染色体地址中的其他不同内容。有些基因要比竞争对手更容易、更成功地保存于档案。尽管沿着物种档案进行垂直传递最终是意味着"成功"，但成功的评判标准通常是指基因通过侧向传递对躯体所采取的行动。这也就像原始的计算机模型。比如，假设在老虎身上有一个基因，通过它在下巴的细胞中侧向传递，使得牙齿变得比那些由竞争基因组成的老虎的牙齿更尖利。一只有着格外尖利牙齿的老虎比其他老虎能够更有效地、更多地杀死猎物，因此，它就有更多的后代，因此也就垂直传递，使牙齿尖利这一基因有更多的复制本。当然，它也同时传递其他基因。但一般来说，只有这个特别的"利齿基因"才会在利齿老虎的身体中找到自己。根据其垂直传递，基因本身从其对所有系列的躯体的效应中获益。DNA作为一个档案媒介，其表现是惊人的。其保存信息的容量要远远超过在石头上的碑文。牛和豆荚有着极其相近的基因，名叫组蛋白4基因。DNA内容有306个字母长。我们不能说在所有物种上它都占据了同样的地址，因为越过物种对地址标签做比较是毫无意义的。但我们能够说，在牛身上有一个306个字母的长度，实际上和豆荚的那个306个字母的长度是一致的。牛和豆荚的不同之处在于，在这306个字母中，只有两个字母不相同。我们不能确切地知道牛和豆荚的共同祖先生活在哪个久远的年代，但是化石证据表明，这大概是在0亿年之前到20亿年之前的某个时段。姑且说就是l5亿年以前吧。在这个不可想像(对于人类)的时问里，从遥远祖先分支而来的这两个世系的每一个，它们都保留了306个字母中的305个(一般说来，可能是一个世系保留了所有的306个字母，而另一世系则保留了304个)。而刻在墓碑上的字母在仅仅几百年问里就可能变得无法辨认。在某种意义上，组蛋白4的DNA文件的保存更能令人印象深刻，因为它并非像墓碑上的字那样保存内容同样的物理结构，而是随着世代的交替更迭，反复地被复制、复制、再复制，就像是希伯来的手抄本每隔80年抄写一次以防止流失一样。很难确切地估计组蛋白4文件从与豆荚的共同祖先开始，在世系中究竟复制了多少遍最终才产生了牛，但很可能是200亿次。同时也很难找到恰当的准绳来比较在这200亿次的复制过程中，99％以上的信息的保存量。我们可以试着用祖母的耳语这个游戏寻找答案。想像200亿个打字员坐成一排。这排线可以整整绕地圈500次。第一个打字员打了一页文件，递给第二个人；第二个人复制了这个文件，又递给下一个人，这样不断复制和传递到下一个人......最终，文件信息到了最后一个人手里，于是我们读到了它(或者是我们的第l2000个曾曾曾......孙读到了它，如果说所有的打字员都有一个好秘书的打字速度)。原信息的忠实度将会有多少?为了回答这个问题，我们必须对打字员们的精确性做一些假设。让我们把问题转向另一方向。为了能与DNA的表现相匹敌，打字员们必须有多好才行?答案实在荒谬得都不想说出来。每个打字员在一万亿次中只能出现一个错误率，也就是说，他必须准确到这个地步：打《圣经》25万次，只能出现一个简单的错误。实际生活中，平均一张纸出现一个错误，就算是好秘书了。这样，组蛋白4基因的错误率大约为5亿次。如果这一长排打字员是生活中的秘书，那么在这200亿人排成的打字员中的第20个打字员会把内容减少到原文的99％，到了第一万个成员的时候，留存的信息内容不到原文的l％。在99．9995％的打字员看到它之前，几乎全部内容都消失了。整个的比较看来有点像骗局，但很有趣，也展现出事实的真相。我有一个印象，就是我们所用的衡量方法是复制的错误。，但是组蛋白4文件并不曾被复制，它遵从于自然选择。组蛋白对于生存极其重要。它被用在染色体的结构工程上。在复制组蛋白4基因的过程中，更多的错误可能会大量地出现，但是突变的有机体并不存活，或者至少不会繁殖。为了使这种比较更公平，我们必须假定，每个打字员的椅子上都有一把枪，和打字员系在一起，如果打字员犯了错误，他将被一枪打死，其位置也被储备打字员所代替(那些易受惊的读者可能更愿意设想一个弹簧排出器，可以代替枪将这些不合格的打字员轻轻地弹出这条长线，但是枪却给了一个关于自然选择的更理想的画面)。因此通过观察在地质年代中实际所发生的改变的数目，这种衡量DNA保存的办法，将忠实的复制和自然选择的过滤效应混合到一起。我们只看到DNA的成功改变所产生的后代。那些导致死亡的改变我,10n不能看到。在自然选择对基因的新一代发生作用之前，我们能衡量在普通人当中实际上的复制忠实度吗?是的，这与突变率相反，而且它能被衡量。任何一个字母在任何一个复制情境下被错误复制的可能性都要比十亿分之一要稍多一些。这两者不同之处是突变率，以及改变在进化过程中实际上被并入到组蛋白基因中的更低的比率，是自然选择在保存这些古代文件的有效性的衡量办法。组蛋白基因的永世保存，从遗传标准来看是罕见的。其他基因以更高的比率改变着，可能是因为自然选择更能容忍它们一些。比如，决定蛋白质编码的基因，如血纤维蛋白肽在进化中以接近于基本突变率的比率改变着。这也能意味着，这些蛋白质(它们在血液的凝结过程中产生)细节中的错误对于有机体没有什么影响。血红蛋白基因有一个介于组蛋白和血纤维蛋白肽之间的改变比率。可能自然选择对它们出错的容忍度也介乎其中。血红蛋白在血液中起着重要作用，具体到细节方面都是很重要的，但是它的一些其他变体看来也能同样做得很好。如果能想得深远一些，这儿似乎有一荒谬之处。进化最慢的分子，如组蛋白，被证明是最遵从于自然选择的。血纤维蛋白肽是进化最快的分子，因为自然选择几乎完全忽略了它们。它们不受控制地以突变的比率进化着。看来有些荒谬的理由是，我们如此强调自然选择，把它作为进化的驱动力。如果没有自然选择，我们也许会认为不会有进化。或反过来说，强烈的"选择压力"，可能会导致快速的进化。相反，我们所发现的是，自然选择对进化起到一个制动的效应。在没有自然选择的情形下，进化的比率是一个最大可能的比率。这与突变率是同义的。这实际上并不真的很荒谬。当我们仔细想想，我们明白不可能不如此。自然选择所决定的进化不会比突变率更快，因为突变最终是新的异种进入物种的惟一方式。所有的自然选择能做的是接受某种新的异种，并拒绝其他的。突变率必须给出一个比率的上限，进化能够以这个比率继续下去。-事实上，大多数自然选择更倾向于防止进化的改变，而不是推动它。我得赶紧声明，这并不是指自然选择只是破坏性的过程。它也能以我们'在第七章中将解释的方式进行建设性的工作。即使突变率也是相当低的。这也是说，即使没有自然选择，DNA密码在精确保存其档案方面的表现同样令人印象深刻。一个保守的估计是，在没有自然选择的情况下，DNA复制非常精确，它需要500万世代才错误地复制字母的百分之一。即使没有自然选择，我们假设中的打字员们仍是无法望其项背。为了与没有自然选择的DNA匹敌，打字员们每个人必须能够打完全部的《新约》，而错误却只有一个才行。也就是说，他们每个人必须比真正生活中的打字员要精确450倍。这显然比适合相比的5亿这个数字要少得多，这是自然选择以后的组蛋白4基因个打字秘书更精确的因素，但它仍是一个很醒目的数字。但我已经对打字员不公平了。事实上，我假定他们注意不到错误，且不会纠正它们。我假定根本就没有校正这回事。事实上，他们当然校正了。因此用这种简单的方式，这数以亿计的打字员不会导致原始信息减少。DNA复制机制也同样地进行错误校正工作。如果没有这个机制，它将不会保持那种我描述的令人惊讶的精确性。DNA复制程序结合了各种各样的"校正"训练。这是非常必需的，因为DNA密码的字母绝非像雕刻在岩石上的文字那样是静态的。相反，所涉及的分子太小了--记住《新约》在针尖表面上的那个说法--以致于它们处于来自于因为加热而不断碰撞的分子们的袭击。在信息中，字母不断变迁，不断周转。在每个人体的细胞中，每天有大约5000个DNA字母衰退，并迅速由修补机制所替换。如果这个修补机制不在那儿永不停息地工作，信息就将慢慢溶解流失。最新复制内容的校正只是正常修补工作的特例。校正主要是对DNA出色的精确性和信息存储的忠实性负责。我们已经看到，DNA分子处于令人惊叹的信息技术中心位置。它们能够将大量的精密的数字化信息包容进一个小小的空问，而且它们能够以少得令人吃惊的出错率(但仍有一些错误)保存这些信息，并且保存时间非常之长，如数百万年之久。这些事实正在将我们引向何处?它们在将我们引向关于地球生命的真理，引向我在本篇开头所述的柳树籽中暗含的事实。有机生命体之所以存在，是得益于DNA而不是其他东西。虽然这不是很明显，但我希望能够说服你。相对于个体生命期的时间刻度，DNA分子包含的信息是永恒的，DNA信息的生命期从几百万年到上亿年不等，或者，换句话说，从一万个个体生命期到一万亿个个体生命期不等。每个有机体个体应该被视为临时的工具，在这里，DNA信息度过了它们地质生命期中的极小一部分。这个世界充满了存在的事物!且不争论这些，但这将把我们带到什么地方?存在着的事物要么是因为它们最近才存在，或者是因为它们有着一种特性，可以使得它们过去就不可能毁灭。岩石存在的比率不是很高，但它们一旦存在，就坚硬而持久。如果它们不是这样，那就不成其为岩石了，它们就是沙子。事实上，它们有些就是，这就是我们为什么有海滩!它们正好就像岩石的存在那样耐久。另一方面，露珠存在，并非因为它们能持久，而是因为它们还没有时间蒸发。看来有两种"存在价值"：露珠类的，总结为"可能存在，但不能持久"；岩石类，归结为"存在可能性不大，但一旦存在，就能持久"。岩石具有持久能力，而露珠则具有"生殖能力"(我原想试着想一个不那么丑陋的词，但实在办不到)。DNA则兼而有之。DNA分子本身，作为一个物理实体，类似于露珠。在适当的条件下，它们以高比率存在，但时问不长，在几个月之内就可以毁掉。它们不像岩石那样持久。但是在它们的序列中，所拥有的模式则与最坚硬的岩石一样持久。，它们能存在几百万年之久，这就是为什么它们现在还在这儿的原因。与露珠最根本的区别是，新的露珠并不是由旧的产生，虽然它们毫无疑问地彼此相像，但它们并非就与它的"父母"特别地相像。不像DNA分子那样，它们并没有形成世系，因此不会传递信息。露珠存在，是自发地独自产生，而DNA信息则是复制。像"世界充满了事物，这些事物有着它所带到这个世界的东西"这样的真理，在我们将之运用到某种特别的持久能力，以及许多复制品世系的持久能力之前是微渺的，甚至有些傻。DNA信息有着区别于岩石的持久能力，也有着区别于露珠的"繁殖能力"，"这些事物所带到这个世界的东西"就有了并不明显和反复的意思。"这些事物所带到这个世界的东西"包括了构建像你像我这样的机器，以及所知宇宙中最复杂事物的能力，让我们看看这些是如何做到的。从根本上来说，我们了解到的DNA的特性已被证明是任何积累选择过程必需的基本要素。在第三章电脑模型中，我们精密详尽地将积累选择的基本成分构筑进了计算机之中。如果积累选择在这个世界上真的发生，一些有着这些基本成分的个体必然诞生。现在，让我们看看这些成分是些什么。这样做的时候，我们应该记住一个事实，即这些成分至少肯定是在早期地球上自发地产生，否则累积选择和由此而来的生命，将永远不会在最初的时候开始。我们在这儿谈论的，并不专门是DNA，而是宇宙中生命产生所需的基本成分。当年，犹太人先知伊齐基尔在骨骼山谷里，对骨骼进行预言，并把它们连接到一起。然后他又对骨架进行预言，并将肌肉和筋腱附着在骨架上。但它仍没有呼吸。因为它缺少了生命成分中至关重要的一点。一个死气沉沉的行星里有原子、分子和大块的物质，根据物理学定律，它们偶尔会互相碰撞，并导致原子和分子接合在一起(就像伊齐基尔的干巴巴的骨头那样)，但有时也会导致它们分开。它们既能形成巨大的原子结合物，但也会被压碎而又分开，但依然是没有呼吸。伊齐基尔于是召集了四股风，将生命的呼吸吹进干枯的骨头里。一个像我们的早期地球一样死气沉沉的星球，究竟需要些什么样的重要成分，才能有机会像我们的星球这样最终产生生命?它不是呼吸，不是风，不是任何万灵药，也根本不是一种物质，而是一种特性，一一种自我复制的特性。这是积累选择的基本要素。作为普通物理定律的结果，某种方式上肯定产生形成了自我复制的实体，或者是我称之为复制者的东西。在现代生命中，这个角色差不多完全由DNA分子来担当，但是一些能产生复制品的东西也可以这样。在原始地球上的第一个复制者究竟是不是DNA分子，对此我们可能犹存怀疑。一个羽翼丰满的DNA分子，在没有其他那些存在于生命细胞中的分子的帮助下，是不可能一蹴而就地产生和存在的。第一个复制者可能比DNA要简单、粗糙。还有两种其他的必需的成分，它们通常自动地从第一种要素，即从自我复制本身所产生。在自我复制过程中，肯定偶尔会有锚误，即使DNA系统很少出现错误，有可能地球上的第一个复锒者相对要不稳定得多。一些复制者至少在将来会运用"力量"。最后一种要素听起来比它实际上的要险恶得多，其意思是指复银者的一些特性本应对它们被复制的可能性产生影响。至少这可能是自我复制本身这一基本事实不可避免的结果。每个复制者都有其自己的复制品。每一个复制都和原始的相同，并有着相同的特性。当然，在这些特性中，有一种让自己有更多复制的特性(有时会有错误)。因此，每个复制者很可能是无数的后代复制品的"祖先"，一直延伸到遥远的未来，并可能分支产生数目极多的后代复制品。每一个新的复制品必须由原物质形成，这些原物质是漫游四周的更小的"建筑块状物"。可能复制者充当着某种样板或模型的作用，那些更小的元件一起集中在这个模板中，就像以模板制成复制品那样。然后，复制品成了自由身，自己也开始充当起模板了。因此，模板有一个潜在的"群落"在增长。这个群落不会无限地增加，因为原材料--那些集中到模板中的更小的成分--的供应是有限的。现在我们介绍第二种要素。有时复制不会很完美，会发生错误。错误的可能性不会从任何复制过程中驱除掉，尽管这种可能性会尽量减少到最低水平。这就是高保真设备的制造者一直以来为之努力奋斗的。如同我们所看到的，DNA复制过程在减少错误方面是令人惊叹的。而现代的DNA复制是一项高端技术，有着经过累积选择的无数代而得以完善的精确的校正技巧。如我们所见，第一个复制者可能相对比较粗糙，复制忠实度也较低。现在回到复制者的群落当中，看看那些怪异的复制是什么样的效应。很明显，所存在的不是一个相同复制者的同一的群落，而是混合性的群落。可能很多怪异复制品会被发现丧失了它们"父母"拥有的自我复制的特性。但是有--d,部分仍保留这种自我复制的特性，同时在其他方面又有不同于"父母"的特性，在这群落中会有被复制的错误的复制品。当你读到"错误"这个词，请从脑中驱除掉所有关于它的轻视的联想。它只是从高度忠实的复制这一角度来说的。错误有可能会产生改善的作用。我敢说，一道精美珍奇的新菜可能起因于厨师在试图照菜谱做菜时所犯的错误。回到最原始的复制者这个话题，极其重大的复制错误可能导致复制效率降低，或者整个失去自我复制特性，而少数的错误，事实上证明甚至比产生它们的母辈复制者有着更好的自我复制特性。"更好"意味着什么?最终它意味着在自我复制方面更有效，但这在实践中又意味着什么呢?这就带来了第三种"要素"。我曾用"力量"来形容过它，你很快就能明白个中原因。当我们把复制当作一个塑模过程来讨论时，我们看到这个过程的最后一步肯定是新复制品从旧模板那儿获得了自由。这一过程占据的时间可能受一种我称之为旧模板"黏着力"的特性的影响。假设在复制品群落中，因为旧的复制错误回到它们的"祖先"中，所以这些复制品在变化，某些变化可能比其他变化更黏着。在新复制品最终获得自由，然后又重新开始这个过程之前，一个有着极强黏着力的变化依附在这一新复制品上，时间平均约为一个多小时。一个较少黏着力的变化只在几秒钟内就脱离新复制品而去。这两种变化，哪种能够主宰复制品群落?答案是毫无疑问的。如果这是区别两种变化的惟一特点，这个黏着力强的变化在群落中一定会少得多。无黏着力的变化努力地复制着无黏着力的特性，速度上千倍于有黏着力的变化。中度黏着力的变化则有着自我繁殖的中间速度。有一种"进化趋势"朝向减少了的黏着力。类似这种基本的自然选择的某些东西已经在试管中进行过复制。有一种病毒，叫Q-BEA，是埃希氏大肠杆菌的寄生物。Q．BEA没有DNA，但它有大量的RNA分子。RNA能够以类似于DNA的方式被复制。在一个普通的细胞里，蛋A质分子排列到RNA计划的清单里。这些都是计划的工作复制件，是从保留在细胞的档案的DNA那儿"逃逸"出来的。但它理论上可能建造一个特别的机器--类似于细胞机器的其他部分的一个蛋白质分子一些RNA分子可以从其他RNA分子中"逃出"。这样一种机器被称作RNA复制酶分子。细菌细胞本身通常对这些机器没有什么用处，也不会建立任何机器。但是因为复制酶只是像其他一样的蛋白质分子，因此细菌细胞的这种万能的蛋白质制造机器很容易炮制，就像汽车厂里的机器工具在战争年代可以很快为其他用途所代替：它们所需要的是被施以合适的方案。这就是病毒的来处。病毒的运作部分是一个RNA计划。表面上，自从从细菌的DNA命令中逃逸出来以后，它就不能从任何其他RNA工作方案中分辨出来。但是如果你读一下RNA病毒的4,En一,时，你会发现有些东西很可怕地写在7；L。字母拼出一个制造RNA复制酶的计划--制造可以造更多相同RNA计划的复制品的机器，使更多的机器可以制造这些计划的更多的复制品。因此，这个工厂被这些自私的方案洗劫一空。在某种意义上，它急需被洗劫。如果工厂里有很多机器，这些机器太精密复杂了，它们能够做任何方案要求它们所做的，因此，如果有一天方案要这些机器复制自身，这也不会令人吃惊。然后工厂充满了越来越多的无赖似机器，每个机器都在贯彻方案的意图下制造大量的能够复制自身的机器。最终，不幸的细菌爆发了，释放出上百万个病毒，从而又感染新的细菌。我把RNA复制酶和RNA各自称为机器和方案，在某种意义上(这一点在最后一章还会有探讨)它们确是如此。但它们也是分子，人类的化学家可以将它们净化，瓶装起来，把它们贮藏在架子上。20世纪60年代哥伦l：L,X大学分子生物学家苏尔斯皮格尔曼和他的同事们在美国就是这样做的。他们把这两种分子放到一起溶解，一个奇妙的现象发生了。在试管里，RNA分子在自身复制合成的过程中充当着模板的作用，而RNA复制酶则起了帮助的作用。机器工具和方案被取出，彼此隔开冷藏起来。一旦又让它们相互接近，也接近作为原物质所需的小分子时，它们在水中又故伎重演，即使它们不再是生活在一个细胞里，而是在一支试管里。在实验室里，从这一点到自然选择和进化只是很短的一步，它只融是计算机生命形态的一个化学样式。实验方法基本上是摆开一长排试管，里面装着RNA复制酶的溶液，以及原物质、小分子的溶液，它们用于RNA合成。每个试管都包含着机器工具和原物质，但到现在为止，它还是闲置着的，因为它还缺少方案。现在极少量的RNA被注入第一个试管。复制酶很快进入工作状态，并开始制造许多新引入的RNA分子的复制件，这些RNA分子扩散到整个试管中。将第一个试管中的一小滴溶液移出来放进第二个试管中。在第二个试{堂中又重复了前面所发生的过程。随后又将第二个试管中的一滴溶液放进第三个试管中，如此类推。由于偶然的复制错误，一种轻微不同的、突变的RNA分子白发产生了。如果由于某种原因，新的变种比旧的RNA竞：争力更强(9许是因为它的黏着力较低)，它能使自己复制得更快，或者更有效。新的变种显然将扩散到它所产生的这个试管，数目上也将大大超过那些产生它的"父母"RNA。然后，当一滴溶液移种于另一个试管中，又会有新的变种产生。如果我们对这长排的试管溶液进行测量，我们可以发现这就是进化的改变过程。在最后几个试管中产生的竞争力更强的RNA变种被瓶装起来，取名以备后用。一个变种，比如名叫V2，比正常的Q-BEA的RNA复镀速度要快得多，也许是因为它更小一些。不像Q-BEA的RNA那样，它并没有必须要制造复制酶那些计划的"烦恼"。复制酶在试验中是自由的。在加利福尼亚，雷思利奥根和他的同事将VA的RNA用作一个有趣实验的开端，在这个实验中，他们强加了一种"糟糕"的环境。他们向试管中加了一种有毒物，名叫嗅乙非啶化合物，它可以抑制RNA的合成：它可以把；饥器工具所做的工作弄得一团糟。奥根和他的同事是从这种有毒物的弱溶液开始。刚一开始，合成的速度因为这种有毒物的原因降低了，但是通过9个试管交换世代的进化之后，一种新的RNA链形成了，它能反抗这种有毒物。在没有有毒物的情况下，RNA的合成速度可以和普通VA的RNA的速度相比较了。现在，奥根和同事将有毒物的浓度加倍。然后RNA复制的速度又降下来了。经过l0个左右的试管交换，RNA链进化了，对更高浓度的有毒物有了免疫作用，于是有毒物浓度再次加倍。通过这种有毒物连续加倍的方式，它们总是能够成功地进化出一种RNA链，这种RNA能够在高浓度的嗅乙非啶化合物的溶液中自我复制，其浓度l0倍于抑制V2的RNA的有毒液的浓度。他们把这种新的有抵抗力的变种称为RNA V40。从V2到V40的进化总共用了大约00支试管的转换"世代"(当然，许多实际中的RNA复制世代在每次试管转换间都在继续中)。奥根也进行了没有酶的试验。他发现RNA分子在这种条件下能够自发地复制自身，虽然非常慢。看来它们需要一些别的催化物，比如锌。这是很重要，因为我们不能推断在复制者最初产生的早些年代，四周是否有酶来帮助它们复制。尽管，锌可能是存在的。10年前，在曼弗雷德指导下一直致力于原始生命研究、并且有相当影响的德国学校试验室里进行了一项补充性试验。这些试验人员在试管里加入复制酶和RNA构建块，但他们并没像前面那样转换变种。然而，一个很大的RNA分子在试管里进化了。在接下来的独立的试验中，同样的分子自己又一次又一次地进化!通过仔细的核查，结果表明，并没有RNA分子沾染的可能性。当你认为同样大的分子自发地产生两次这种情况在统计数 字上不可能达到时，这就是一个明摆着的结果。它比自动地打上"我认为它就像一只臭鼬"更加不可能。在计算机模板的那一段l里，个别受惠的RNA分子是通过逐步的、累积进化才建立起来 ll的。在这些实验里，刚A反复产生的异种与斯皮格尔曼创造的分子 在大小和结构方面都是一致的。但是斯皮格尔曼的分子是通过"衰退"的方式从自然出现的更大的Q-BEA病毒RNA进化而 来，而这些RNA是曼弗雷德小组在几乎什么都没有的情况下就 制造出来的。这种特别的方法很好地为试管(里面已经准备好了复制酶)等类似的环境所适应，通过累积选择，它从两个很不相同的起点逐渐趋同。这个更大的Q-BEA的RNA：分子不太适应试管环境，但比较适应于埃希式大肠杆菌的环境。这样的试验可以帮助我们了解自然选择的自动而不够详尽的特质。复制酶"机器"并不"知道"它们为什么制造RNA分子：这只是它们形成自己外形的过程的副产品。而且RNA分子自身并不会研究出一个策略来使自己得到复制。即使它们能够想到，也没有明显的理由说任何可以思考的物体会被促使复制自身。如果我知道如何复制自己，我不能确定我将会优先考虑这一点，而把其他我想做的事情放置一：也。为什么我应该呢?但是对分子来说，激励是不相关的东西。它只是这样的：病毒RNA的结构正好就是这样一种特性：使细胞机器竭力复制自身。而且，如果任何物体，在宇宙的任何地方，正好有很善于复制自己的特性，这种物体的复制件就明显地越来越多。不仅如此，由于它们自动形成世系，并且偶尔会发生复制错误，再加上经过强有力的累积选择，后来的复制件渐渐地比早期的要更善于复制自己。这是非常简单，也是全然自动的。它的可预测性如此之强，以致于几乎是不可避免的。试管中一个"成功"的RNA分子之所以成功，是因为其直接的、内在的特性，这一特性类似于我假设例子中的"黏着力"。但像"黏着力"这样的特性很令人恼火。它们是复制者的基本特性，这特性对其被复制的可能性有着直接的影响。要是复制者对其他东西有着某些影响，而这些东西又对其他另外的东西有某些影响，然后这些另外的东西又对......等等，那么直到最后，它间接地影响了复制者被复制的机会吗?你可以看到，如果像这样一长串的原因存在的话，基本的真理就站得住脚。那些正好有着自我复制功能的复制者就能统治整个世界，无论这一连串的原因有多么长，是多么的间接性，这些复制者都是通过这些原因来影响其被复制的可能性的。而且，因为这个理由，这个世界将渐渐充满了这种原因的链接。我们看到这些链接，并且惊奇于此。我们一直以来在现代有机体上就看到了这些。它们是眼睛、是皮肤、是骨骼、是脚趾，还有大脑和本能。这些东西都是DNA复制的工具。它们由DNA产生，彼此问的区别是由DNA的区别导致的。它们在产生它们自身的DNA的复制过程中施加影响，因为它们影响着躯体(包含同样的DNA，因此其命运也是由DNA参与决定)的生存和繁殖。因此，DNA通过躯体的属性对其自身的复制过程施加影响。可以说，DNA在自身的将来中都施以力量，而躯体及其器官、行为模式都是这种力量的工具。当我们说到力量，我们也就是在谈论那些影响其自身未来的复制者的结果，无论这些结果可能是多么的间接。从原因到结果，有多少个链接，这无关紧要。如果原因是自我复制的实体，那么无论有多遥远和间接，其结果可能遵从自然选择。我想通过海狸的故事，来对观点和看法做个总结。在细节方面，这个故事是假设的，但肯定不会离真实较远。尽管没人对海狸大脑连接的发展做过研究，但他们对其他动物做过类似的研究，比如蠕虫。我把观点借过来，运用到海狸身上，因为对多数人来说，海狸比蠕虫更有趣，也更令人愉快一些。海狸身上的一个突变基因只是有着上10亿字母的内容中一个字母的改变而已，如基因G的改变。当年轻的小海狸成长的时候，这个改变和这个内容中的其他字母一起，被复制进了海狸的细胞。在大多数细胞中，基因G没有被读出，而与别的细胞类型的工作相关的其他基因却被读出。然而，在发育中的某些大脑细胞中，G得以读出，而且转录为RNA复制件。RNA工作复制件在细胞内部四处漂游，有一些最后撞进了一种称为核檐体的蛋白质制造机器之中。这一蛋白质制造机器读出了RNA工作计划，然后制造出新的蛋白质分子。这些蛋白质分子卷成一个特别的形状，这种形状由它们自身的氨基酸顺序来决定，而这一顺序又是由基因G的DNA密码顺序来决定。当G发生突变时，这种改变对氨基酸顺序产生重大影响，也就使得蛋白质分子的卷曲形状也大受影响。这些轻微改变了的蛋白质分子是由正在发育中的大脑细胞中的蛋白质制造机器大批量生产出来的。它们还可能充当酶，并充当在细胞中生产其他化合物机器的作用。基因G的产品进入了细胞周围的薄膜里，卷入了制造细胞之间相互连接这一过程。因为最初DNA的计划的轻微改变，某种薄膜化合物的生产速度也发生了改变。这依次又改变了某一发育中的大脑细胞彼此连接的方式。在海狸大脑中某一部分的连接方式出现了一种微妙的变化，这种变化是DNA内容发生改变所产生的问接结果。现在，因为在整个连接方式中所处的位置的缘故，海狸大脑中这特别的部分影响了海狸的筑坝行为。当然，无论海狸什么时候筑坝，大脑的大部分都会参与其中。但是，当G的突变影响了这特别的部分，改变就会对这一行为产生特定的影响，它会导致海狸在水中衔着一一根木头时，会高高抬起头。也就是说，比没有突变的海狸要抬得高一些。这就使得在游水过程中，木头上的泥巴有可能被水冲走得少一些，这就增加了木头的黏性。也就意味着，当海狸将木头扔进坝里，木头更容易停留在NL。所有具备这一特殊变异的海狸所扔的木头可能都是这样的。木头的黏性增强，这是一个结果，同时也是DNA内容改变所产生的一个间接的结果。木头增进了的黏性使大坝的结构更牢靠，不是那么容易给摧毁。这也就增加了因坝而形成的湖水的面积，使得湖中心的居所对于防范那些猎手的侵犯显得更安全了。这也使得海狸的后代数量大增。如果我们看看海狸的整个数量，一般说来，那些拥有变异了的基因的海狸要比那些没有变异基因的海狸，其后代要更多一些。这些后代很容易从其父母NL获得这些改变了的基因。在规模x，这种形式的海狸随着世代的承袭，数目会越来越多，最终它将变得很普通，也就不能称之为"变异"了。海狸筑坝的故事是假设的，细节有可能出错--这与事实并不相关。通过自然选择，筑坝的海狸得以进化，因此所发生的事实与这个故事不会相去甚远，除非是细节方面。我有一本书，叫做《伸展的显型》，对此有详尽的解释，在这儿我不重复这些观点。在这个假设的故事中，你可能会注意到，连接着改变了的基因和改善了的生存之间的原因，不会少于ll个链接。每一个链接，无论它是对细胞中化学物的影响，或是后来对大脑细胞自身连接方式的影响，或是更后来的对行为的影响，或是最后对湖水面积的影响，毫无疑问都是DNA改变的结果。如果有l个链接，也无可厚非。基因改变对其自身复制的可能性产生的影响，对自然选择来说，是一场公平的游戏。这种改变自发而为，简单、却完美，自动却愉悦。一旦累积选择的基本成分--复制、错误和力量最初就存在，这一切几乎就是不可避免要发生的。但这些是怎样发生的?地球产生生命之前，它们是如何开始存在的呢?我们将会在下一章看到对这些疑难问题的解答方式。第六章 起源与奇迹机遇、幸运、巧合、奇迹。我们这章的主题之一就是奇迹和我们对它的理解。我的论点是这样的，通常我们所谓的奇迹并不是指某种超自然事件，而是一系列几乎不可能发生的自然事件中的一部分。换句话说，如果奇迹真的发生了，那真是天大的幸运。相比奇迹，一般的事情不会落得如此巧妙。有一些希冀的事情是根本不可能实现的，以至于我们都不去作何企图，然而事实上只有做过计算之后我们才能知道它。而且要做这种计算，我们必须知道可以有多少时间来让这件事发生，更为一般的是我们有多少机会来让这件事发生。假如给我们无限的时问或者无限的机会，那任何事情都是可能的。众所周知，天文学的巨大数字和地理学的巨大时问跨度结合在一起，使我们每天对什么是预料之中而什么又是奇迹的估计变得难以预料。我将用一个具体的例子来说明这，一点，而这个例子就是我们这一章的另一个主题。这是一个关于地球生命是怎样起源的问题。为了使我的观点清晰明了，我会集中讨论生命起源方面的一个很特别的理论，虽然任何现代的理论可能将来都会成为正确理论的一部分。在我们可解释的范围内，我们可以接受一定数量的幸运事件发生，但是太多就不行了。问题就在于我们到底能接受多少件幸运的事情发生?地理学上浩瀚而漫长的时间使我们有权利假定越来越多的不可能巧合，这些巧合的数目甚至比法庭上法律允许提出的巧合都多。即使这样，局限依然存在。累积选择是所有我们关于现代生命解释的关键。它把一系列可为人们所接受的幸运事件(随机突变)以非随机的序列排成一行。在序列的末端，生命的完成品就像是幻想中的一样，真的是非常非常的幸运。即使给你比宇宙形成至今所花费的时间再长几百万年，这一切也不可能在一次机遇中产生。累积选择虽然是关键，但是它也要开始，在累积选择自身的起源之中，我们需要假定这件事只有一次机会成功。而且非常重要的第一步就是一个困难，因为这件事实质上有一些地方看起来是自相矛盾的。我们所了解的复制过程似乎需要用复杂的机器来加工。在"机器工具"复制酶面前，．RNA片段将会朝着相同的终点重复地发展并聚集。要是你不考虑累积选择的威力，一个终点出现的可能性就会出奇的小。但是我们不得不帮助累积选择来让它开始发挥作用，要想让它开始发挥作用除非我们能提供一种催化剂，例如上一章我们提到的"机器工具"复制酶。而且除非在其他RNA分子的指导下，否则催化剂似乎不可能自发地存在。DNA分子在细胞里的复杂机器中参与复制，我们的文章在复印机中复制，但是两者都不能在缺乏机器支持的情况下复制。复印机可以复制它自己的设计图，但是设计图却不能自己变成现实中的复印机。靠一个合适的计算机程序提供的环境，生物形态很容易复制，但是它们却不可能写出自己的程序或者造一个计算机来运行这个程序。假设我们是允许被复制并且因此来做出累积选择，"盲眼钟表匠"的理论确实强而有力。但是如果复制需要复杂的机器才能够完成的话，我们惟一知道的现实中那部复杂的机器就是累积选择。所以，我们有麻烦了。当然，现在和细胞有关的机械都相当高级和先进，如DNA繁殖装置和蛋白质合成装置。我们已经了解这些设备作为一种精确数据存储装置是多么的惊人。在其特有的超微型化水准上，那具有人眼一样的精巧制造步骤和复杂设计使这样的机械设备极为赚钱。所有想过这个问题的人都同意一件事，即在这个世界上像人眼一样复杂的的装置不可能只通过一步选择而产生。不幸的是，不单是人眼，至少部分的细胞装置也是如此，比如DNA繁殖装置。而且应用它不仅不能繁殖高级生物的细胞，如人类和变形虫的细胞，而且也不能繁殖较为初级的生物的细胞，比如细菌和蓝绿海藻。因此，累积选择可以创造复杂而单步选择则不能。除非存在一些复制机器和可复制的能力，否则累积选择也无法工作，而且这惟一的复制机器据我们所知似乎过于复杂，不经过许多世代的选择积累根本不会出现有。人把这些看做是"盲眼钟表匠"理论的一个主要缺陷。他们把这看做是最终的证据来证明在最初一定有一名设计师，他不是"盲眼钟表匠"，而是一位有远见的"超自然钟表匠"。根据这个争论，创造者也许不能控制日常的进化事件，也许他不能设计老虎或小羊，也许他造不出树木，但是他一定建立了最初的繁殖者和繁殖者的能力，最初的繁殖者DNA和蛋白质制造了累积选择，从而使所有的进化成为可能。这显然是一场苍白的争辩，"超自然钟表匠"的存在明显是不攻自破的。首先，组织结构的复杂性就是一件难以解释清楚的事情。一旦我们简单地假定了组织的复杂性，只要是有使DNA或者蛋白质组织不断繁殖的工具，我们就能相对容易地调用它作为更复杂组织的产生器。这就是我们书中用大量篇幅讨论的问题。当然，任何上帝如果有智慧并设计出像DNA或蛋白质繁殖机器这样的东西，那他本身的组织结构至少一定要和那部机器一样复杂。如果我们认为上帝会具有聆听祈祷和原谅人的原罪这样的高级"功能"，那他的组织就更复杂了。靠引入一个超自然设计师来解释DNA蛋白质机器的起源问题根本解决不了什么问题，因为这还是解决不了设计师的起源问题。你不得不说出像"上帝一直就在那儿"这样的话，如果你愿意用懒惰的方法来解决问题，你也可以说"DNA一直就在那儿"，或者"生命一直就在那儿"这样的话，那一切问题就都解决了。奇迹、绝对不可能性、难以置信的巧合、太依赖运气的事情，这些事情我们与之离得越远，就越能彻底地把一件太依赖运气的事情分解成一系列不怎么靠运气的事情，我们的解释也就越合理，越令人满意。但是，在这一章里，我们一直在问由我们所假定的某件事有多么的不可能，有多么的不可思议。哪件事是纯粹的巧合，以至于我,-以把它从我们的理论中剔除出去而使我们的理论仍然可以称得上是令人满意的生命起源的诠释。为了让一只猴子偶然写下"据我看来两者都可能"这句话，这需要非常的幸运，但这幸运仍是可测量的。我们计算这个几率大概有l0万亿亿亿亿亿分之一(×0。o分之一)。没有人可以真正地理解或者想像出这么巨大的数字。于是，乎我们就把这种极低的发生可能性等同为根本不可能发生。虽然我们在思维上理解不了这个水平上的不可能性，但是也不应该怀着恐惧而跑开。l×040这个数字也许是一个非常大的数字，但是我们仍然可以把它写下来，我们仍然可以把它用于计算。因为毕竟存在着更大的数字：举个例子，lxl040，这不仅是一个很大的数字，而且你必须把×040自加00万次才能得到它。不知道我们怎么才能召集到一帮猴子足足有l×0柏只然后让它们人手一台打字机?而且你瞧，为什么其中一只严肃地打下了"据我看来两者都可能"，而另一只就一定会打下"我思故我在"?当然，我们不可能找到那么多猴子，如果我们把宇宙中所有的物质都变成猴子肉，我们还是找不到足够的猴子。猴子用打字机打出"据我看来两者都可能"，这真是一个天大的奇迹，以至于我们都不能承认这个的确在现实中发生了的事情，只有当坐下来做出计算后我们才能够理解它。有些事情就是纯粹的幸运，因此不仅我们人类的想像力无法接受它，而且我们关于生命起源的完美计算也不允许它存在其中。但是重复问上面的问题：我们可以接受多么幸运的事?我们可以接受多大的奇迹?不要因为数字的巨大我们就回避这个问题，这确 实是一个有充分根据的问题。为了计算答案，我们至少可以把我 们需要知道的东西写下来。现在，这里有一个迷人的想法。我们问题(我们可以接受多么幸 运的事?)的答案要看我们居住的星球是否是惟一存在生命的星{ 球，或者是否生命在整个宇宙中比比皆是。我们可以确定已经有 一种生命在地球上出现了，但是我们根本不知道宇宙中其他地方 是否存在生命。其实完全可能不存在。有些人经过计算得出其 他星球肯定存在生命(我在后面会指出它的谬误)，因为在宇宙中 完全合适生命存在的行星至少有l×020颗(也就是万万万亿 颗)。我们知道地球上已经诞生了生命，所以其他的星球不可能全不存在生命。因此，在数以千万万亿计的星球中难免会有一些存在生命。这个论点的缺陷是由于以下的推论：因为生命在地球诞生了，它在其他星球存在的可能性就不会那么低。你将会注意到这则推论存在一个固定的假设，那就是在地球上发生的事情在宇宙的其他地方都有可能发生，并且企图用它来回避所有的问题。换言之，它想用统计学的观点--因为地球上存在生命，所以宇宙的某处一定也会存在生命--这个固定假设来证明问题。但这不意味生命普遍存在于宇宙之中这个观点是一定错误的。我得猜测它很有可能是对的。这只意味着为了特定的问题而提出特定的观点就等于没有观点，那仅仅是一个假设。出于讨论的目的，让我们看一下另外的假设，那就是生命只产生了一次而且只是在地球上。这令人忍不住从以下几爪隋感的方面去反驳，这个假设是不是有些像令人反感的中世纪言论?这是否让你回忆起了教会教授的地心说，而星星只不过是神为了让我们高兴而在天上刺的小孔，或者甚至更荒唐专横的是，星星会离开它的轨道转而来影响我们这些小生灵?宇宙中有数以千万万亿记的行星，怎么偏偏选中在银河系的太阳系中的我们的地球这个穷乡僻壤来孕育生命?是神的旨意让生命来到我们这个行星的么?由于我热忱地感谢我们逃离了中世纪教会的狭隘思想以及我对占星师的蔑视，我真诚地道歉。但是恐怕前面关于穷乡僻壤的花。言巧语并非真的就是花言巧语。很可能我们这个穷乡僻壤真的就是惟一孕育生命的地方。关键是如果宇宙中只有一个地方曾经孕育着生命，那就是我们这个行星了，因为这个好理由我们才在这里讨论这个问题!如果生命的诞生是一件不可能的事情而恰巧在宇宙中某个行星上发生了，那就是我们这个行星了。因此我们不能根据地球上存在生命这个事实就下结论说其他行星一定也会存在生命。这样的论点是一个循环。在回答宇宙中有多少个星球上有生命之前，我们在关于星球上诞生生命的难度有多大要有独立的观点。但是那不是我们要陈述的问题。我们的问题是，在生命的起源理论上，我们可以假定多大程度的幸运。我说过，答案依赖于生命的起源是只存在一次还是存在多次。不管生命产生在随机指定特征的行星的可能性有多低，我们赋予它一个名字，叫做自发产生可能性或SGP。如果我们坐在实验室里，拿着我们的化学课本，使看起来符合自然比例的大气气体中产生火花，然后计算存在的典型行星大气中自发弹动分子的繁殖几率。假设最好情况下SGP是一个非常小的数，如l00万分之一。这明显是一个非常小的可能性，小到我们无力去复制这样奇妙的幸运的奇迹来作为生命起源的实验室试验。为了我们的论点，我们完全有权假设生命在宇宙中只产生了一次，接下来就在理论中假设了大量的幸运情况，因为宇宙中有如此之多的行星可以产生生命。据某人估计，宇宙中有一万万万亿个行星，这比我们假定的非常低的SGP大一千万万倍。在抛开一个特别的生命起源理论之前，给我们的观点下一个结论：我们假定的最大幸运几率是N分之 ，N是宇宙中适合生存的行星的数量。由于"合适"二字，有许多行星就不算了，但是让我们取最大幸运的上限即一万万万亿分之一，因为我们的论点使我们有权这么假设。想想这意味着什么吧。我们会找到一位化学家并和他说：丢开你的课本和计算器；削尖你的铅笔，磨砺你的智慧；在你的脑子里装满公式，在你的瓶子里装满甲烷、氨气、氢、二氧化碳以及所有其他的气体，并让它们像早期无生命存在的行星的大气一样；把它们混在一起加热；在它们之中施放闪电并且同时唤醒你的灵感；让你的思维里充满化学家的智慧，向我们给出作为化学家的你最好的估计，一个典型的行星上自发产生一个自我复制分子的可能性有多大。或者换言之，我们：要等多久才能在这个行星上等到一次随机的化学反应，这次反应所发生分子和原子的热碰撞导致了一个分子的自我繁殖。化学家回答不了这个问题。绝大多数现代化学家会说我们不得不按照人类生命诞生的标准等上很长一段时间，但是可能用不了等上宇宙诞生至今那么长的时间。地球化石的历史暗示我们演化了10亿年--一个京年(这是一个方便的见代定义)，这大概就是45亿年前地球形成到第一块有机化石形成的时间。即使化学家说我们必须等到一个奇迹，我们的"行星数量"的理论不得不让我们等上万万亿年--远比宇宙存在的时问还要长，但是我们仍就可以镇定地接受这个结论。有可能有多二一百万万亿个行星存在于宇宙中，它们给了我们一千万万万万亿年的时间去演化。那样就好多了!由于多项式的加法，一个奇迹转化成了具体的政策。在这个论点之中存在一个隐藏的假设。实际上有多个，但是有...个很特别的假设我想讲一。那就是一旦生命从根本上产生，它总会朝着进化出足够的智慧来思索自身起源的目标方向来前进。如果事情并非这样，我们所估计的幸运事件发生数量就要相应地减少。更精确地说，我们理论假设的任一行星上有生命起源的最大几率等于生命从起源一直到进化出足够的智慧来思索他们自身起源的几率除以宇宙中行星的数量。说"有足够的智慧来思考自身的起源"是一个相关的变量，这看起来有点奇怪。要了解为什么会相关，我们需要考虑另外一个假设。假设生命起源是一件可能性很大的事情，但是接下来让生命进化出智慧却很不可能，它要求突发的巨大幸运事件。假设智慧的起源是一件可能性极低的事件，即使生命存在于很多行星上，但是宇宙中只有一个行星碰巧成为了智慧的发源地。我们既然有足够的智慧来讨论这个问题，我们就知道地球...一定是这个行星。假设生命的起源以及生命之中的智慧起源都是不可能的事，任何一个行星同时有两件如此幸运的事情突然发生，比如地球，这样的可能性实在是很低。关于我们怎样来到这个世界上这个理论，我们好像必须假设一个特定的幸运量，这个量作为一个上限描述的是宇宙中适合于生命诞生的行星的数量。如果我们的幸运量给定了，我们就可以在解释我们自身存在的过程中像消费有限的日用品一样"消费"它。如果我们在"生命在一个行星上怎样诞生"这个部分已经把幸运量几乎用光的话，我们不得不在下一个部分，即大脑和智慧的累积进化，假定非常少的幸运量。如果在整个生命起源理论中我们没有用光所有的幸运量，我们可以留有一些在累积选择运行以后的进化过程消费。如果我们要在智慧起源方面用光绝大部分的幸运量，我们就没有多少幸运量可以用于生命起源方面。我们必须提出一个理论使得生命起源几乎是难以避免的。如果我们的两个阶段的理论不需要所有的幸运量，我们也可以有效地把多余的幸运量用来假定宇宙其他地方的生命。我的个人感觉是这样的，一旦累积选择l顷$U地开始了，我们只需要在接下来的生命和智慧进化过程中假定很少的幸运量就够了。如果智慧不一定进化，我们也认为自然选择一旦开始就有足够的威力让它进化。这意味着在某行星的生命起源问题上，只要我们想，我们可以把所有假定的幸运量全部投在上面。因此，如果我们要用到它，我们可以按配置有一万万万亿分之一(或者为我们认为的宇宙中行星数量分之一)的上限几率在整个生命起源上面消费幸运量。这是我们理论中必须假定的幸运量最大值。举个例子：假如当DNA和它的蛋白质基复制机器自发地偶然来到这个世界上的时候，我们要让生命开始；如果这个巧合的几率不大于一万万万亿分之一，我们就可以承认这个夸张的理论成立。这看起来好像过于宽容了。因为这样足够供给DNA或RNA的白发产生。但是我们脱离累积选择还是做不到这一点。制造一个设计高超的身体并且让它能够飞得和雨燕一样快，游泳像海豚一样好，视力像猎鹰一样棒而只通过一次幸运(一步选择)，这样失败的几率简直比宇宙中原子的数量还要大，更别提行星了!不行，在我们对生命的解释里肯定需要累积选择这样一种强劲的办法。虽然在生命起源的理论中我们有权利用最大的幸运量去抵消一万万万亿分之一的几率，但是我的直觉是我们只需要一小部分幸运量。一个行星上生命的诞生以我们日常的准则或者化学实验室标准看来确实是不可思议的，但是也仍然有足够的可能发生，因为在整个宇宙中这不仅是一次而是很多次。我们可以把关于行星数量的统计学观点看成是最后的手段。在这章的结尾我会得出一个荒谬的论点，那就是我们一直寻找的理论实际上也许不太可能，也许根本不需要我们的主观判断(因为我们已经做出了主观判断的方法)。寻找生命起源的理论从最高的可能性开始还是很有意义的。如果DNA和它的复制机器都不可能自发产生，那么就迫使我们假定宇宙中的生命是很稀有的，甚至只有惟一的地球。我们首先解决的方法就是找出另外一个可能性更高的理论。因此，我们能否提出使累积选择可以开始的高可能性方法?现在"思考"这个词汇已经变得不是味道了，在这儿它是不速之客。的确，当我们讨论的是40亿年前发生的事情时，我们只能寄希望于思考。而且那时的世界和现如今肯定有根本性的差异。举个例子，几乎可以肯定那时的大气中是没有游离的氧分子的。即使这个世界的化学结构发生了变化，但是化学法则并没有改变(这就是为什么其称之为法则)。而现代化学家充分了解了这些法则并做出了见多识广的推测。这些思考都根据化学法则经过了严格的辩论。你不能只作不加约束和不负责任的思考而放纵你的思想，结果靠习惯得出宇宙科幻小说中的万能药，比如"超光速推进装置"、"时空翘睦"和"不可思议的时空机"。关于生命起源的所有思考大多数都违反了化学法则而被排除，即使我们充分利用关于行星数量的统计学可靠观点。小心并经过选择的思考就会成为有建设性的锻炼。但是你必须先变成一名化学家。我是一名生物学家而不是一名化学家，然而我必须依赖化学家们的正确总结。不同的化学家有着他们各自所喜好的理论，这些理论都没有缺点。我本打算趁你们还是很公正的时候把所有的理论列出来。如果是学生课本，这样做非常合适。但是这不是一本学生用的课本。"盲眼钟表匠"的基本思想是我秆]并不需要假定宇宙中有一位设计师或者其他人的存在才能理解生命。由于我们面临的这类问题与众不同而且必须解决，所以我们关注于解决问题的方法。我认为这样是最好的解决方法：我们不去浏览众多的特别理论，只关注于一个例子，这就是累积选择是怎样开始的?在这个例子中基本问题也许可以怎样地解决?我们要选择哪个理论作为我们的代表实例昵?：k多数课本特别推崇基于一种有机物"原始汤"的理论体系。地球上没有生物时的大气组成和其他荒芜的行星上的大气组成较像。当时的地球上不存在氧气、大量的氮气、水、二二氧化碳，很可能只有一些氨气、甲烷和其他简单的有机气体。化学家知道存在游离态氧气的气候易于有机化合物的自我合成。他们在瓶子里对早期地球环境进行重建。在瓶子里面模拟闪电后的电火花以及紫外线照射，它的强度要比臭氧层形成后的太阳射线的强度大得多。试验的结果令人兴奋。在瓶子中，一些只能在生物身上发现的相同普通类型有机物自发地结合在一起。DNA和RNA都没出现，但是却存在有很大的叫做嘌呤和嘧啶的分子团和蛋白质团以及核酸。这类理论的缺陷仍在于生命的繁殖。形成的分子团并没有聚集形成如RNA'样的自我复制链。也许某一天会出现吧。在任何情况下，有机原始汤理论作为问题解决：疗法并不是惟一的选择，尽管我们必须解决该问题。我原来在我的第一一本书《自私的基因》里选过这个例子，因此我想在这里试一下大家对不时髦的理论持何种态度(虽然最近这个理论正在发展壮大)，我认为这个理论的可能性是五五开。这个理论的大胆猜想很吸引人，对于任何关于生命起源并令人满意的理论所应有的属性，该理论都很好地做了阐述。这就是格拉斯哥大学的化学家格雷厄姆?凯恩'史密斯的。"非有机物原材料"理论，首次提出于20年前，继而得到发展并在3本书中详细阐述，最近的名为《生命起源的七条线索》一书把生命视为一种神秘的事物，认为只有夏洛特?福尔摩斯才能破解它。凯恩?史密斯的观点认为，DN一蛋白质组织很可能最近才出现，也许只是30亿年前的事。基于许多不同的复制实体，在形成DNA／蛋白质组织之前经历了许多代的累积选择。一旦DNA存在了，作为复制者，它是那么地有效率，在对自身复制的影响上，它是那么地威力十足，以至于在"产卵"后最初的复制系统被抛弃并被遗忘掉。根据他的观点，现在的DNA组织是一个迟到者，一个近来对基本复制者这个角色的篡位者，它接管了早期粗糙的繁殖者的角色。也许存在一系列的篡夺行为，但是早期的复制过程一定非常简单，以至于可以通过我们说的"单步选择"去转变它。化学家们把这个课题分为两个分支：有机和无机。有机化学是一种特殊元素--碳的化学，无机化学研究的是剩下的所有元素。碳元素非常重要并且值得去拥有它自己的分支学科，一部分原因是因为所有的生命化学是碳化学，一部分原因是因为适用于生命的碳化学同样适用于工业过程，比如塑料工业。碳原子的基本属性，即它们会连接在一起而形成无限，以及各不相同的超大分子指令队列使得它们特别适合于生命和工业合成。另外一种-92_具有相似属性的元素是硅。虽然现代研究地球上生命的化学全都是碳化学，但是在整个宇宙中这不一定是真实情况，而且即使在地球上这也不一定是真实的情况。凯恩?史密斯相信在地球上最初的生命是基于可自我复制的无机矿物例如硅酸盐。如果真的是这样，有机复制者和最终的DNA登上舞台的时间就要晚一些了。他对"接管"这种想法的可信性提出了几个观点。例如，石砌的拱门是一种稳定的结构，它可以不用灰浆黏合而屹立多年不倒。如果每次只能拿一块石头，那么建造一个不用灰浆黏合的拱门和用进化来建造一种复杂的生物结构的道理是一样的。这种想法成立吗?石拱门只有在最后一块石头到位后才可不倒，但是中间的建筑阶段它并不稳定，如果添加和拿下石头是一样容易的话，想要建石拱门其实非常容易。开始先堆砌石堆，再建造顶部结构，当石拱门(包括最重要的顶石在内)已经完全造好了之后，小心地移走支持石，如果还算幸运，石拱门仍会站立。我们对史前巨石柱非常不理解，只是我们认识到建造者用了某种脚手架或土坡，这些东西现在已经不在那里了，我们能看见的只有完成品，再被迫去推想已消失的脚手架。与之相似，DNA和蛋白质具有稳固而优雅的双柱拱形结构，看起来这些所有的部分像是一次同时产生的。如果没有起初完全消失的脚手架而去凭空想像逐步的过程是不大可能的。脚手架的产生肯定是靠早期某种形成的累积选择，它的性质我们只能加以猜测。但是它肯定基于实体的复制而产生，它有能力超越未来。凯恩?史密斯猜想认为最初的复制机器是无机物晶体，比如沙子和泥土中的物质。晶体是一种庞大的原子或分子的固态有序阵列，因为它们"有形状"的特性，原子和小分子倾向于自然聚集而形成稳定而有序的形式，好像它们想要以一种特别的形式聚集在一起。但是这种假想只是它们特性的小影响。它们所喜欢的形式是聚集成整个晶体，这意味着对于一大块晶体。比如钻石，除了瑕疵以外，各部分的结构都是相同的。如果我们可以把自己缩小成原子那样，我们会看到无穷多行原子直线地延伸到地平线--就像重复的几何走廊。既然我们对复制这么感兴趣，我们首先要问的是，晶体会复制它们自己的结构吗?晶体是由无数层的原子(或其等价物)组成的，并且每一层都建立在其下层的基础之上。原子(或者是离子，其不同之处并不需要我们关心)不断变化着自由地漂移，但是如果碰巧它们碰到一个晶体，它们自然有一种把自己放在晶体表面某个位置上的倾向。普通的食盐溶液包括钠离子和氯离子，它们之间互相碰撞并以一种比较混乱的形式存在。普通的食盐晶体是钠离子和氯离子以一定角度交替着形成致密而有序的阵列。当离子在溶液种飘动，并碰巧碰上了坚硬的晶体表面，它们就会趋于黏合，它们会黏合并在合适的地方以使新的晶体层形态和下层的一样。因此，一旦晶体开始生长，每一层都和它们的下一层一样。有时晶体会在不断变化中自发形成。平时它们在"播种"，或者是灰尘颗粒，或者是掉落的某种小晶体。凯恩?史密斯邀请我们做如下的实验：把大量的海波，也就是照相师用的定影剂溶于水中，然后让其冷却，小心不要让灰尘落入其中。当溶液达到过饱和的状态并开始要结晶的时候，溶液中却没有作为种子的晶体来使这个过程得以进行。以下是我引用凯恩?史密斯在《生命起源的七个线索》中的话：小心地揭开烧杯的盖子，向溶液表面投入一小片海波晶体，你就会吃惊地发现，晶体明显地增长。它一次又一次地分裂并且每一片又都继续地增长......不久，你的烧杯中就满是晶体，其中一些有几厘米长。在几分钟之后，一切都停止了，魔力般的溶液失去了它的力量，虽然只要重新加热并冷却溶液你就可以重演这个过程......过饱和就是指溶液中溶解了过多的溶解物。过饱和溶液几乎完全不知道该怎么做了，这时必须加入一片晶体来"告诉"溶液，使其中的单元(数以10亿计的小片晶体)以海波晶体的特性集结。溶液必须要先被播种。有些化学物质有两种结晶化的结构。例如石墨和钻石就都是纯碳的晶体。它们的原子是相同的。两种物质的区别在于碳原子的聚集排列方式不同。钻石中的碳原予以四面体形式排列，极为牢固，这就是为什么钻石特别坚硬的原因；石墨碳原子的晶格排列是六边型并彼此重叠，层中间结合力较弱，它们会相对彼此滑动，这就是为什么石墨很滑并经常用做润滑剂的原因。不巧的是，你不能像海波那样通过在溶液播种而得到钻石。如果可能的话，你早就变成富翁了。不过不用多想，因为傻子也会去做同样的事。现在假设我们拥有某种物质的过饱和溶液，它既像海波那样易于结晶而析出溶液，又像碳那样可以有两种结晶方式：一种像石墨一样，原子逐层排列形成小的片状晶体；另一种可以形成结实的钻石形晶体。下面，我们同时把一个片状晶体和一个结实的晶体同时投入到过饱和溶液中。我们可以像凯恩?史密斯描述海波实验那样描述这里的情况：你就会吃惊地发现，这两种晶体明显地增长，它一次又一次地分裂并且每一片又都继续地增长，片状晶体结果生长出了许多片状晶体，结实晶体结果生长出了许多的结实晶体。如果存在一种晶体生长和分裂的速度快于另一种，我们就得出了一种简单的自然选择。但是为使革命性的改变发生，整个过程仍然缺少一个重要的因素。这个因素就是遗传变异或者与之等价的某些因素。一定存在一整套确定相似形状血统的微小变量，并且有时的"变异"会产生新的形状，代之以只有两种类型的晶体。真的晶体与遗传变异真的存在某种对应关系吗?黏土、泥巴和岩石都是由微小的晶体构成。它们大量存在于地球上并且可能已经有很长的历史了。当你用电子显微镜观察某些黏土或矿石地表面时，你会发现特别美丽并为人惊叹的景观。晶体生长得好像排列着的仙人掌或者无机物组成的玫瑰花园，有的好像某些典型多汁植物上的细小螺旋或者竖立着的风琴管子，复杂多角的折叠形状好像微小的石晶手工折纸艺术品，有时它们好像虫子翻起的土堆一样在翻腾抑或是像正在挤出的牙膏。这些整齐的样式在高倍放大的条件下看起来是那么的惊人。在原子级别之下，当原子背离了实际的位置时，晶体表面看起来特别有规则就好像是机织成的箭尾形斜纹软呢。但重要的是在这里存在瑕疵。在有序的箭尾形的整中央就是一块补丁，除了有不同的缠绕角度之外，它和其他部分相同。这样的目的是让"织法"向另一个方向进行。或者织法虽然是同一个方向，但每一行在一边有半行的错位。几乎所有天然水晶都有缺点，而缺点一旦出现，它就会倾向于拷贝到接下来的晶体层，这些晶体会把缺点一直包裹到顶端。瑕疵可能出现在水晶表面的任何地方。如果你愿意思考关于信息存储的能力(我是这样的)，你可以想像在晶体表面上制造大量的瑕疵。把《新约圣经》装入一个细菌的DNA中所需的计算对任何晶体来说同样可以做到，DNA比之水晶的优点就是这些信息可以读取。不考虑读取的情况，你可以很容易地设计一段任意的代码，并用二进制存储在原子结构的各个瑕疵中。你也可以把几部《新约圣经》装入针尖大小的晶体矿彳一，。宏观一点来说，实质：这就是为什么激光唱盘(压缩的)的表面町以存储音乐信息。音乐爵符由计算机转化成二进制码，再由激光在光滑的盘面上蚀刻...一种微小的瑕疵。每个蚀刻{的小孔对应二进制中的l(或0，标签町任意指定)。当你播放光盘时，另外一束激光会"读取"这些瑕疵，冉用播放器中一种特殊的计锊：机把：进制数转换成声占震动，再经过放大，我们就可以听哿乐了。