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1700249800 [1]有人说这位女演员是帕特里克·坎贝尔夫人,她是当时英国最有名却也声名狼藉的女演员。萧伯纳后来在喜剧《皮格马利翁》中为她写了伊莉莎·多利特一角。还有人说她是现代舞之母伊莎多拉·邓肯。但也可能这故事本身只是个谣言。
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1700249802 [2]在乌干达这个少数扭转局势的非洲国家里,艾滋病的盛行率在10年之内已由14%降至6%,而绝大部分归功于较充足的公共卫生信息。他们所传达的信息原则上非常简单(实践是另一回事),就是避免不安全的性行为。乌干达提倡3条建议:一要禁欲,二要忠诚,三要使用保险套。有一项研究指出,第三点才是成功的最大功臣。
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1700249804 [3]附带一提,这是道金斯在《自私的基因》一书中所预测的行为,而自从这理论诞生以来,它的发展已经远超过道金斯当初的洞见了。
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1700249806 [4]从这个角度来讲,细菌其实也不是全然无性生殖的生物,因为它们会靠水平基因转移的方式来从其他地方获得基因。就这点而言,细菌的弹性其实远大于无性生殖的真核生物。这种差异让细菌可以很快地发展出抵抗抗生素的抗药性,而这往往是水平基因转移的结果。
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1700249808 [5]这句话是马特·里德利讲的,他在1993年出版的书《红色皇后》中有精彩讲述。
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1700249810 [6]或许你会反对说:这是免疫系统的工作才对吧?确实如此,但是免疫系统其实是有弱点的,而只有性才有办法修正这个弱点。免疫系统运作的前提是要能定义并区分“自我”与“非我”。如果“自我”的蛋白质是代代相传永不改变的,那么寄生虫只需要利用长得像“自我”的蛋白质来伪装自己,就可以躲避免疫系统的攻击,它们会轻易躲过各种障碍,直接攻击最根本脆弱的目标。任何无性繁殖的生物如果有免疫系统的话,都要面对该问题。只有性(再不然就是重要的目标蛋白质有很高的突变率)才能够每一代都改变免疫系统对“自我”的定义。
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1700249812 [7]其实不尽然全对。Y染色体没有全部消失的一个原因,是因为它上面的基因有许多副本。这条染色体显然会对折,让基因在相同的染色体上彼此重组。这么有限的重组似乎已经足以挽救大部分哺乳动物的Y染色体,让它们不至于消失。但是有一些动物的Y染色体则完完全全消失了,比如亚洲鼹形田鼠。它们如何产生雄性动物至今仍是一个谜,不过至少我们可以安心,人类不会因为退化的Y染色体而变得一片混乱。
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1700249814 [8]这两个观点与原始宿主细胞的确切身份无关,同时也不涉及原始细胞存在何种共生关系;而这些问题目前都还没有答案。此外,关于原始细胞有没有核,有没有细胞壁,或者有没有吞噬细胞的生活形态,这些问题也都不会改变这两个观点。所以,尽管目前关于真核细胞的起源,从许多方面来看,还有太多充满争议的理论,但是不会影响到我们在这里讨论的任何一个假设。
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1700249819 生命进化的跃升:40亿年生命史上10个决定性突变 [:1700248856]
1700249820 生命进化的跃升:40亿年生命史上10个决定性突变 第六章 运动——力量与荣耀
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1700249822 我们太熟悉运动了,以至于忽视了运动的重要性。是运动使我们能在特定时间出现在特定地点,这种生活给了动物目的,也让开花植物有了意义。而使运动成为可能的是组成肌肉的各种蛋白,谁能想到从这些蛋白质中还能看出我们和苍蝇的亲缘关系呢?
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1700249824 “自然的獠牙与利爪,沾满了红色的血液”这句话,恐怕是英文里面描述达尔文时引用次数最多的一句了。尽管自然进化未必认同这句话,但是它却非常精准地描绘了一般人对自然进化的看法。原句出自英国诗人丁尼生1850年写的一首忧郁的诗《追悼》,九年之后达尔文出版了他的《物种起源》。丁尼生的诗人朋友亚瑟·哈兰姆的去世是他写此诗的契机,在该句的上下文中,丁尼生表达了上帝之爱与大自然冷酷无情的强烈对比。他借着大自然的口说,不只个人会腐朽,物种也一样。“物种已绝灭了千千万万,我全不在乎,一切终将逝去。”对我们来说,一切,包括我们所珍惜的全部,如意志、爱、信赖、正义,还有上帝。虽然自始至终丁尼生都没有失去他的信仰,但是那时候诗人显然深受信仰的折磨。
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1700249826 这种对大自然的成见(还有认为“自然进化好似个磨轮无情削磨”),已经招致多方批评。老实说,这种论调完全忽略了草食动物、植物、藻类、真菌、细菌等多样生命间的合作关系,只剩下猎食者与猎物间的竞争关系,贬低了合作的重要性。达尔文所主张的为生存而奋斗,是一种广义的奋斗,还可以包含个体之间以及物种之间的合作,甚至是个体内部的基因合作等,总的来说就是包括自然界最重要的共生关系。我不打算在这里讨论合作关系,只是想讨论一下从诗文中引申出来的猎食行为的重要性,或者讲得更详细一点,想讨论运动的威力,讨论运动如何从很久以前彻底改变了我们的世界。
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1700249828 沾满鲜血的獠牙与利爪隐含了运动的存在。首先抓到猎物,就不太像被动的行为。接下来咬紧上下颚需要用力打开再闭上嘴巴,这需要肌肉才能实现。如果要假设一种被动的猎食行为,大概就像真菌一样,但是即便是真菌,它们用菌丝缓慢绞住物体也需要某种程度的运动。总之我的观点就是,没有运动的话,很难想象如何能够依靠猎食来生存。因此,运动是非常基本而重大的发明。要想抓住你的猎物然后吃掉它,首先要学会运动,不管是像变形虫那样爬行吞噬,或者是像猎豹一般充满力量与速度的美。
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1700249830 我们并不能立马察觉运动如何改变了生态系统的复杂性,还有植物进化的方向和速度。化石记录虽然透露了一些端倪,让我们稍微洞悉,但却无法完整呈现物种之间的互动,以及这些互动如何随时间而改变。有趣的是,化石记录显示大约在地球历史上最大规模的灭绝事件之后,也就是距今2.5亿年前的二叠纪结束之际,生物的复杂度发生了剧烈的改变,在此之前95%的物种都灭绝了。这一次大灭绝之后,一切都不一样了。
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1700249832 当然,二叠纪以前的世界已经很复杂了,陆地上充满巨大的树木与蕨类植物、蝎子、蜻蜓、两栖类、爬行类等等,海中则充满了三叶虫、鱼类、菊石、腕足类、海百合(一种有长柄的棘皮动物,在二叠纪大灭绝时差点全部灭绝)以及珊瑚。不仔细看的话会以为这些生物的“种类”改变了,但整个生态系统却没有太大的不同,然而如果仔细分析会发现这种观点是不对的。
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1700249834 生态系统的复杂性可以用物种的相对数目来评估。一个系统里如果只由少数物种主宰,而其他物种处在边缘地带,那我们会说这个生态系统很简单。但是如果大量的物种彼此共存,势均力敌,那么这样的生态系统就非常复杂,因为物种之间可以形成更多关系网络。把各时代化石记录中物种的数量记录下来,我们可以得到一个物种复杂性的“指标”,结果出人意料。物种的复杂性并非慢慢累积由简而繁,相反,看起来像在二叠纪大灭绝之后忽然急速升高。在大灭绝之前,大约有3亿年的时间,海洋里复杂与简单的生态系统大约各占一半,但是在大灭绝之后,复杂生态系统比简单生态系统多出3倍以上,之后的2.5亿年直到现在又是另一个持续稳定时期。为什么这种改变并非稳定进行,而会发生剧变呢?
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1700249836 根据美国芝加哥自然史博物馆的古生物学家彼得·瓦格纳的看法,答案在于运动生物的扩张,这一变化让大量生物固定在海底的世界(腕足类、海百合等动物都是过着一种过滤碎屑为食的低耗能生活),变成一个全新而充满活力的世界。新世界由四处移动的动物主宰,尽管只是一些海螺、海胆或螃蟹之类。当然很多四处移动的动物在大灭绝之前就已经存在了,但是只有等到大灭绝之后它们才真正成为主宰者。为什么在大灭绝之后会有这种急速的转变,目前还没有答案,或许是因为运动者对于世界的适应力更强。如果你一天到晚跑来跑去的话,那就更容易遇到各种环境变化,所以身体抵抗环境变化的能力就会更强。因此,或许运动的动物,在世界末日之后的环境剧变中更容易生存(第八章会详细讨论)。那些只靠过滤碎屑过活的生物则完全无力抵抗巨变的潮流。
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1700249838 不过不管原因是什么,运动生物的兴起,改变了生活的样貌。不管从哪个角度来看,四处游走让动物更容易狭路相逢,因此不同物种之间有更多种互动的可能。这不只是说有更多种的猎食,同时也有更多牧食、更多腐食、更多穴居躲藏等行为。动物总有各种理由移动,但是运动所带来的新生活,让动物可以根据特定目的,在特定时间出现在特定地点,然后在另一个时间出现在另一个地点。换句话说,这种生活给了动物目的,让它们有可能根据思考,从事有目标的行为。
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1700249840 然而运动所带来的改变,远超生活方式这一种,它还主宰了进化的步调、控制基因与物种随时间改变的速度。改变最快的当属寄生虫与病原微生物,因为它们要不断地创新发明来应付免疫系统的迫害,动物也从未对它们掉以轻心。而对于滤食动物,或者更广泛地包括植物这类固定不动的生物,进化就没那么快。对于这些物种而言,红皇后理论,那种要不停地奔跑才能保持在原地的理论(至少相对于竞争者来说),简直是天方夜谭。滤食生物基本上是万年不动的,直到在某一瞬间被扫除一空。不过有一个例外,那就是开花植物,而这个例外又再次强调了运动的重要性。
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1700249842 在二叠纪大灭绝以前,世界上并没有任何开花植物。当时植物世界是一片单调的绿色,如同现在的针叶林一般。多姿多彩的花朵与水果完全是植物对新动物世界的回应。显而易见,花朵是为了吸引传粉者,也就是动物,帮它们把花粉从一朵花传给另一朵,如此固定的植物就可以获得有性生殖的好处。水果也应动物的召唤而生,借用动物的肠子帮它们把种子散播出去。因此,开花植物和动物一起共同进化,两者环环相扣。植物满足了传粉者与食果实者内心深处的渴望,而动物则在毫不知情的状况下完成了植物交付的任务,至少到人类开始生产无子水果之前都是这样。这种纠缠不清的宿命加速了开花植物的进化速率,以便跟上它们的动物伙伴。
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1700249844 运动让生物适应快速变化的环境,引发植物与动物之间更多的互动,产生了猎食这种生活形态,还带来了更复杂的生态系统。这些因素都促使感官系统进化得更敏锐(也就是说,更适于探索周围的世界),以及更快的进化速度,这样才能跟上环境的变化速度,不只是其他动物,还有其他植物。然而在这一切的发明中,只有一个发明让一切变得可能,那就是肌肉。或许肌肉乍看之下并不会让人像赞叹其他感觉器官(如眼睛)一样赞叹它的完美,但是放在显微镜下观察,就可以发现肌肉是多么了不起。它有排列清晰的纤维,协同作用产生力量。它是把化学能转化成机械力的机器,和达·芬奇所发明的东西一样不可思议。但是这样一部目的性极强的机器是如何出现的?在这一章中我们将要讨论肌肉收缩的分子机制、它们的来源与进化。有了肌肉,动物才能如此深刻地改变整个世界。
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1700249846 很少有特征能像肌肉这般引人注目,充满肌肉的男性总是激起人类的欲望或忌妒,从古希腊英雄阿喀琉斯到某位加州州长都是如此。与肌肉有关的历史,除了它的外表之外,还有许多伟大的思想家与实验者,都尝试去解释肌肉如何运作。从亚里士多德到笛卡儿,他们对肌肉的看法都是,肌肉运作原理并非收缩,而是膨胀,就像肌肉发达者膨胀的自信一样。他们认为脑室中会释放出看不见也无重量的动物灵气,通过中空的神经输送到肌肉,使其因膨胀而缩短。笛卡儿认为身体是机械的,因此他假设肌肉里面应该会有瓣膜,就像血管中的瓣膜阻止血液回流一样,这些瓣膜也可以阻止动物灵气回流。
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1700249848 但是1660年,在笛卡儿之后不久,这个曾经备受宠爱的理论就被一个简单的发现推翻了。荷兰的实验生物学家扬·施旺麦丹用实验观察肌肉收缩时,发现肌肉的体积并没有增加,反而稍微减少了一些。这样一来,肌肉就不太可能像个袋子一样被动物灵气撑开。然后到了1670年,另外一位荷兰人,也就是显微镜技术的先驱安东尼·范·列文虎克,首次用他的玻璃透镜观察了肌肉的显微构造。根据他的描述,肌肉由许多非常细长的纤维组成,而这些纤维又由许多“非常小的球状物”彼此相连串成一条链子,上千条这种链子组成整个肌肉的构造。英国医师威廉·克罗尼[1]则认为这些小球体其实像许多小袋子一样,可以被灵气撑开,却不会影响总体的体积。这些结构的运作原理已经远远超出当时科学能验证的范围,但科学的想象却没有边界。当时有许多顶尖的科学家认为这些小袋子里面装的就是爆炸物。比如说英国科学家约翰·梅欧就认为,动物灵气其实是含硝的气体分子。他认为这种气体由神经提供,会和血液提供的含硫分子混合在一起,形成类似火药的爆炸物。
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