O.我旅行时最喜欢的消遣之一是看鸟。请注意,不是稀有的鸟类,而是普通的鸟类:麻雀和山雀、乌鸦和嘲鸫等普遍主题的地方变体。
我喜欢它们,就像其他人喜欢新的食物、建筑或风俗一样,解释它们可能是一种奇怪的习惯。你离家三千英里,对一座著名的雕像更感兴趣的是它头上的鸽子!然而,令人着迷的是,熟悉的本质会以稍微陌生的形式呈现出来;甚至是对生命不可思议的本质的洞察,一种能够抵抗宇宙不可避免的趋向的力量。
以例如,一个被称为柳树山雀的小歌,遇到了最近的芬兰之旅,密切相关 -Poecile montanus来Poecile atricapillus到黑顶山雀,我的家乡缅因州的官方鸟类。肉眼很难分辨它们。它们都很小,有黑白相间的头和灰黑色的翅膀,有种子开裂的喙,喜欢群居。很长一段时间,它们甚至被认为是同一物种。唯一明显的区别,至少与我看到的柳树山雀相比,是腹部较暗的橄榄色。
这就提出了一个问题,达尔文和j·b·s·霍尔丹和几代生物学家以来:为什么?为什么是一只鸟,在这么多的方式与另一个方式相似,在这个中不同?这是一个令人惊讶的棘手问题。
一般来说,我们倾向于用有目的的术语来思考进化:一定有差异的原因,这种解释基于一个人被认为自私的基因得以遗传的可能性。也许这些橄榄羽毛在芬兰的植被中提供了更好的伪装,或者已经来到象征着活力在世界的那个地方。正如进化生物学家苏珊娜·格雷和杰弗里·麦金农所描述的一种生态与发展的趋势审查(pdf),颜色的差异有时会受到自然选择的青睐——除非它们不是。
通常颜色的差异没有任何作用;他们只是碰巧是。它们通过所谓的中性进化:通过种群随机蔓延的突变。有时,这蔓延,这个遗传漂移,平均分布在整个种群中,所以整个物种一起变化。然而,有时突变局限于一个物种内的不同簇,比如凝聚在淋浴地板上的水滴。
人们可以想象一次又一次地演变的生活,在时间和环境的岩石上崩溃,直到最后它只是正确的突变率 - 那个eons后来会产生生物和物种和生态系统。
如果有足够的时间和空间,这些过程可以产生新的物种——至少在理论上是这样的,因为要获得确凿的证据,必须进行数千年的实验。在过去的一万年里,生活在青藏高原周围的绿莺似乎就是这种情况已分为多个非杂交种群尽管没有与自然选择青睐的地理障碍分离它们或局部适应的证据。生命的原料只是多样化。一个人成了很多人,因为这只是它的所作所为1。
通过这种镜头,进化是一种本质上生成的力,多样性从突变的存在性中缺陷地进行。在这里可以退回一会儿,去所有元,问:突变本身来自哪里?进化和进化性如何发展?
这是生物学理论最前沿的问题亚利桑那大学的乔安娜·马赛尔进行了一项研究。她的工作表明,几十亿年前,当生命由自我复制的化学排列组成时,一定数量的突变是有用的:毕竟,它使适应成为可能,如果仅仅是在有组织的分子在热量和化学梯度中持续存在的话。但也不能太多。如果有的话,复制的机制就会崩溃。
加州大学圣巴巴拉分校的分子生物学家Irene Chen进一步阐明了这种微妙的平衡。她的研究表明,作为一个信息存储系统,DNA比RNA更不容易出错,它的单链分子先驱和所谓的关键材料RNA世界想到了我们现在知道的前面的生活。
那么,可以想象,在地球早期的历史,生活一次又一次的进化,撞在岩石上的时间和情况,直到最后它偶然发现合适的突变速率1很久以后会产生生物物种和生态系统,和持续时间和总理繁殖。
这是关于生活的卓越事物:它仍在继续。它一直在进行和成长。禁止灾难性的小行星罢工,或者可能是某种双模,大脑质的同性恋者的指数人口生长,地球生命保持复杂,实际上增加了它,即使系统的自然趋势是变得更简单。时钟放松,太阳跑下来,个人生活结束,宇宙本身走向自己冰冷静止的死亡;这就是热力学的第二律神圣不可侵犯,不可逃避。
然而,只要地球的阳光普照,基因突变不断发生,进化就有可能发生保持它自己的热力学定律。黑顶山雀和柳山雀分道扬镳。生活推回来。
脚注
1.确保,中性驱动的生物多样性的概念没有普遍接受。多样化可能有微妙的,内在的优点。一个例子来自James O 'Dwyer的模型是伊利诺伊大学的理论生态学家:简单地借着他们的新奇,新物种可能本质上易患病原体,患有他们的进化父母。
所以,那么,也许柳树山雀和黑色山雀进化了略微不同的羽毛图案,因为它们提供了一些直接的直接效益;或者它可能发生在因为,无缘无故,真的;或者也许有一个微妙的益处固有的变异过程本身;或者也许它是所有三个的组合,随着时间和地点而变化。
所以,这是复杂的。但无论复杂程度如何,所有这些过程都有一个非常基本的共同点:随着时间的推移,多样性的出现是生命的基本属性。
布兰登Keim (@9brandon)是一名专门从事科学、环境和文化的自由记者。








