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生命界最重大的十项顶级创造

寄生——Anna Gosline

这个名称是偷窃、欺骗以及鬼鬼祟祟的罪恶之同义语。但是,在寄生物和寄主之间的古老战斗是进化中最强大的驱动力之一。没有了掠夺者和揩油之徒,生命便不会成为今天的样子。

从病毒到绦虫,藤壶到鸟类,寄生物种是这个星球上最成功的生命之一,它们毫无慈悲心地利用我们所知的每一个生物。请看绦虫,这种改进型的寄生物几乎就只是生殖腺和头部满是钩状物的结合体,为了在寄主富有营养的消化道深处生活,它省却了肠胃。在其平均18年寿命中,一只寄生于人体中的绦虫能产下100亿颗卵。

许多寄生物,例如小型肝吸虫,也精通巧妙控制寄主行为的技艺。脑部感染上吸虫幼体的蚂蚁,会被强制爬到草叶的顶端,在那它们更可能被吸虫的最终寄主绵羊吃掉。

“它们实在令人厌恶,但是,它们是不是对自己要做的事很擅长呢?”流行的法国教材《身为寄生物的艺术》(The Art of Being a Parasite)的译者,田纳西州大学的生物学教授Daniel Simberloff说道,“进化可能在相当大的程度上被寄生物驱使着。这是有性生殖之续增篇的主要假说,你能从中获得多少更深的要义呢?”

槲寄生

寄生物可被证明的作用于进化的最显著效应是它们的尺度都是最小的。细菌,原生动物和病毒,可以影响它们寄主的进化,因为只有最顽强的个体才能在感染中幸存下来。人类也不例外:如果只继承一个基因,几种遗传病的基因会阻止免于传染病的侵害。例如,一个镰刀状红细胞贫血症基因的拷贝可抵御疟疾的感染,这种情形一直延续至今。再有艾滋病病毒和结核菌,使我们的基因组的部分发生进化,就比如免疫系统的基因(参见New Scientist,22 November 2003,p 44)。

寄主也能影响其体内的寄生物的进化。例如,需要在人与人之间接触传染的疾病经常进化为不那么致命,以确保感染者至少能存活到将病原体传递给下一个人。

寄生物亦能在更基本的层次上驱使着进化。被称为转座子的DNA寄生段可以在整个基因组范围内剪贴自身,以转变为新基因,或促发突变和DNA的重新混合,这加剧了遗传变异。它们已经牵涉进性的起源,因为它们可能推动了细胞融合和配子形成的选择。

超个体——Kate Douglas

大量的个体和睦相处,通过分工和共享劳动成果来达到更佳的生存状态。我们将这种乐园般的完美理想境界称为乌托邦,并且至少在有记录的人类历史上,人们一直为实现此目标而奋斗着。唉,就目前而言,我们的努力仍是徒然地白费工夫。然而,进化做得更好。

取一只僧帽水母(Portuguese man-of-war),它看起来不过是像漂浮在公海上的普通水母,但用显微镜放大观察,你会看见这个像是有触角的个体,其实是单细胞有机体的一个群落。这些管水母(siphanophore)拥有的分工已发展成一门杰出的技能,一些专司运动,一些负责给食,还有的专职营养分配。

僧帽水母

这种共存带来了一个很大的优势。它让生物成为整体,可以自由地游动。否则它们只能待在海底。它们聚结起来可以更好地保护自己免遭猎食者的捕食,应对环境压力,拓展新的生存版图。僧帽水母是货真价实的超个体。

拥有这些展现于世的诸般好处,集群的营生方式已进化了许多次,这可一点也不让人吃惊。只可惜它伴生着一个重大的缺陷,就像或粘细菌(myxobacteria)的情况。这些微生物或许是最简单的集群生物体。在正常情形下,细菌个体独自拖着粘液痕迹滑行。只有当它们所处的环境缺少特定的氨基酸时,这些个体才开始聚集起来。产生的超个体的顶部有包含了孢子的子实体的柄梗。可是,既然只有那些形成孢子的细菌将有机会被散布并成为新的生命,那么为什么其他的个体要与之合作呢?我们尚不清楚在一些类型的集群生命形态中,这种协作是如何进化的,欺诈是如何防止的。

但对于一群营集体生活的昆虫,我们确实知道诀窍何在——它是一项精妙的诡计。雌性由受精卵发育而来,而雄性由未受精过的卵发育而成。这种决定性别的方式被称为单元二倍体(haplodiploidy),这确保了姊妹间的亲缘关系比它们与儿女的亲缘关系更为密切。这就意味着,让自身基因以最佳的机会继续存衍的方式是雌性之间互相照料,而不是自己产卵。这就是本质上向那些单元二倍体至少进化过十几次的动物种群——蜂群和白蚁群及其他许多昆虫群体——提供稳定性的根由。

真实的社会性或用术语说,完全群居的习性(eusociality)存在于所有的蚂蚁和白蚁中,还有最为高度组织化的蜜蜂、黄蜂及一些其他物种中,但并非存在于所有使用了单元二倍体的物种中。尽管这些小型的社会需要更为经心的管辖以制止作弊行为,但这大概是地球上最为接近乌托邦的事物了。 rainman

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