信息来源于forbes、newscientist、livescience。
神奇的生物们“刚开始一切都非常简单,如今却有无数美丽、奇妙的形态,并且还在不断进化。”这是查尔斯·达尔文描述他对于进化的惊叹。
难道不值得惊叹吗?我觉得最神奇的是,就算是同一个物种,它们中的不同成员也会产生微妙的差异,而这些差异决定了部分个体会更适应环境,它们的基因繁殖传递后,这个物种就会不断进化。这个过程非常缓慢,但只要时间足够长,甚至能进化出迄今为止最大的动物蓝鲸、直立行走又聪明的我们、社会结构复杂的蜜蜂、海底1万米都能存活的生物、能承受辐射的细菌……
进化具有无限的创造性,但为什么有些形式就是没有进化出来呢?
加州大学戴维斯分校的吉拉特·韦尔梅基在2015年的一篇论文阐述了他发现的32种进化似乎从未产生过的特征组合,比如,淡水中没有像珊瑚礁那样的刚性结构、没有吃素的蛇、没有自己会飞的植物。
其中还有一项:没有长着轮子的动物。
这个想法其实早在进化生物学家斯蒂芬·杰伊·古尔德1983年出版的著作《母鸡的牙齿和马的脚趾》中就讨论过了。他很疑惑,因为动物们会跳跃、飞行、奔跑、行动、游泳、滑翔等等技能,甚至有的动物能把自己团成球形,然后进行翻滚。但就是没有一种动物能依靠类似轮子的结构移动。
轮子确实相当方便,如果能进化出来,没理由动物们不去尝试。
所以回答就是:轮子根本就进化不出来。
进化的本质简单的看,轮子不过是一个绕着固定轴自由旋转的圆柱体而已,似乎并不难搞定。要知道眼睛这样的结构动物们都能进化出来!而且眼睛是包含着角膜、瞳孔、晶状体、视网膜、中央凹、视盘和视神经等复杂结构的,每个部分都还有专门的细胞来保持其运作,随便哪个部分出现问题,眼睛就无法提供正常的视力。
奇怪的是,这么复杂的眼睛都在动物界玩出了花样,不同物种的眼睛都完全不同,比如苍蝇的网状视觉眼睛、老鹰的超绝远视能力、麋鹿能看到紫外线等等。
为啥轮式运动却从未出现过?
想回答这个问题需要了解进化的本质。进化是通过一个简单但是对生存有优势的点开始的,如果这个点能在每一次进化后都能强化或者带来新的优势,那这个点就值得不断地进行改造。
最早的眼睛其实只是一块突变后带有感光细胞的斑块,带有这个斑块的生物发现这能帮助它识别太阳的位置,以此获得更多的热量之类的优势。然后经过了多年的发展,这个生物的斑块开始下沉变成孔洞,目的是更方便的感知光线的射入方向,结果发现确实是好用啊!
随后生物开始通过自然选择去优化,孔洞变成了腔体,形成了类似针孔相机的系统。继续优化!腔体内开始充满液体来帮助聚焦,也许可以再加上晶状体和角膜等等不断加强。就这样的,眼睛就慢慢被进化出来了。
关键在于,得先确认进化出来的东西是有用的,才能进一步优化,如果进化出了一个无用的玩意儿,那就没有优化的必要,直接丢了完事。
为啥进化不出轮子?而轮子是不可简化的复杂系统,虽然上面说它不过是“绕着固定轴自由旋转的圆柱体”,但想要它转动起来,不是有轮子就可以。
它是需要很多部分配合才能运转的!只是单独进化出哪个部分,轮子都用不了。如果有个动物进化出了一个转不动的原始轮子,那这玩意儿根本没用,动物还有啥必要继续去进化它?为了自由旋转,轮子必须连接到支撑身体其他部分的轴上如果没有连接点,生物轮如何获取营养、排出废物?还得考虑能为自由旋转的器官提供不会打结的血管的进化方向。
就看眼睛,刚开始就是带有感光细胞的斑块,但好歹能感光啊,所以才有必要优化。
轮子其实是非常复杂的结构,制造轮轴系统需要非常复杂木工技术,以至于人类直到青铜时代才发明轮轴系统,世界上最早的轮轴是距今才3000多年前,我国春秋战国时期发明的辘轳。而当时人类已经懂得去冶炼金属、做出大船、设计乐器了。
我们现在的很多人造物虽然大部分是从动物身上汲取的灵感,但不可否认,生物个体靠自己是不可能进化出那些结构的。
确实轮子很方便,但自然选择一直都不意味着这就是最有效的解决方案,而且通过进化一开始就有用的特性,使其达到力所能及的最大值。进化只能分阶段构造身体的各个部分,没办法先进化出一个没有用的东西,然后去优化。
简单是说就是得有“1”才能去更新到“1.5”,如果来的是“0”,怎么迭代就都还是“0”。
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