1700269025
1700269026
接受了“雌性掌握择偶权”的假定后,我们就要采取下一个步骤,那个步骤是论证的关键,费希尔就是以它困惑了达尔文的批评者的。我们不同意“雌性是善变的动物”,我们要将雌性的偏好当作受基因影响的变项,就像其他的生物特征一样。雌性偏好是个可以量化的变项,我们可以假定它受多基因控制,控制模式与雄性尾巴的长度一样。这些多基因也许会影响雌性大脑中的任何构造,搞不好还会影响眼睛;反正就是能影响雌性口味的任何东西。雌性无疑对雄性的许多体征都有特殊的品位,它肩羽的颜色啦、嘴喙的形状啦等等;但是这儿我们感兴趣的却是雄性尾巴的长度,因此我们只讨论雌性对雄性尾巴长度的口味。我们因此可以用测量雄性尾巴长度的单位(厘米)来测量雌性对雄性尾巴的口味。多基因会使某些雌性偏爱比平均长度还要长的雄性尾巴,某些雌性偏爱较短的尾巴,其他的雌性则偏爱中庸长度的尾巴。
1700269027
1700269028
现在我们可以讨论整个理论中的一个关键睿见了。虽然影响雌性口味的基因仅仅表现在雌性的行为中,它们也会出现在雄性的身体里。同样,影响雄性尾巴长度的基因也会出现在雌性身体里,不管它们会不会表现。身体里有些基因就是不会表现,理由不难了解。要是某个男人身体里有个制造长阴茎的基因,他的子女都可能继承这个基因。那个基因也许会在他儿子身体里表现,但是一定不会在女儿的身体里表现,因为女性根本没有阴茎。但是,要是他的女儿生了个男孩,他这个孙子也可能继承他的长阴茎基因,像他的儿子一样。身体携带的基因不一定会表现。同样,费希尔与兰德假定雄性的身体也会携带影响雌性口味的基因,即使那些基因只在雌性身体里表现。雌性身体也会携带影响雄性尾巴的基因,即使它们不在雌性身体里表现。
1700269029
1700269030
假定我们有一台特别的显微镜,可以用来检查任何一只鸟细胞内的基因。然后我们找了一只尾巴长的雄性来,检查它的基因。首先我们会察看影响尾巴长度的基因,结果发现它的确拥有制造长尾巴的基因。这并不令人惊讶,因为事实很明显,它的尾巴的确很长。现在让我们寻找影响尾巴口味的基因。我们立刻就面临了一个问题:我们从它的外观上找不到任何线索,因为那些基因只在雌性身体里表现。我们必须以显微镜来找。我们会看到什么?我们会看到使雌性偏爱长尾巴的基因。反过来说,要是我们检查一只短尾雄性的细胞,应该会看到使雌性偏爱短尾巴的基因。这是整个论证的关键,我得仔细说明。
1700269031
1700269032
要是我是一只有长尾巴的雄鸟,我父亲的尾巴可能也很长。这是正常的遗传现象。但是,由于我父亲是我母亲选中的配偶,她也可能有偏好长尾巴的基因。因此,要是我从父亲遗传得到了制造长尾巴的基因,我也可能从母亲那里遗传得到了偏爱长尾巴的基因。根据同样的推论,要是你继承了短尾基因,你也可能同时继承了偏爱短尾的基因。
1700269033
1700269034
我们也可以将同样的推论应用在雌性身上。要是我是一只偏爱长尾雄性的雌鸟,我的母亲也很可能偏爱长尾雄性。因此我的父亲很可能尾巴很长,因为它是我母亲选的。因此,要是我继承了偏爱长尾的基因,我也很可能继承了长尾基因,那些基因是否会在我的雌性身体里表现与遗传事实不相干。要是我继承了偏爱短尾的基因,我的身体里就很可能有制造短尾的基因。我们的结论是这样的:任何一个个体,不论性别,都可能有使雄性制造某种特质的基因,以及使雌性偏爱那种特质的基因,不管那种特质究竟是什么。
1700269035
1700269036
因此,影响雄性特质的基因与使雌性偏爱那种特质的基因,不会在族群中随机散布,而是如影随形、携手同行。这种携手同行的关系,有个听来吓人的学名,叫作连锁不平衡(linkage disequilibrium)。可是在数学遗传学家的数学式子里,这种关系却能变为有趣的把戏。它会导致奇异与美妙的结果,要是费希尔与兰德是对的,雄孔雀与雄长尾巧织雀的尾巴以及其他许多吸引异性的器官,都是因为它造成的爆炸性演化形成的。这些结果只能用数学证明,但是用文字来描述也不是不可能,我会试着以非数学的语言保留一些数学的风味。读者仍然得动脑筋才好了解,不过我想不会太难。论证的每一步骤都很简单,但是攀登理解的高峰必须跨出许多步,要是你先前就有一步跨不出,后面就举步维艰了。
1700269037
1700269038
我们前面已经说过,雌鸟的口味可能有个范围,例如从喜爱长尾雄性到喜爱短尾雄性。但是,要是我们针对一个特定鸟群做调查,我们也许会发现大多数雌鸟的择偶口味大致相同。我们可以用厘米来表示一个族群中的雌鸟品位范围,就像我们以厘米来表示雄鸟尾巴长度的范围一样。我们也可以用同样的单位(厘米)表示雌性品位的平均值。结果我们可能会发现雌性品位的平均值与雄性尾巴的平均值正好相同,假定那是7.5厘米。这么一来,雌性选择就不会是影响雄性尾巴长度的演化力量。我们也可能发现雌性品位的平均值高于雄性尾巴的平均值,例如10厘米。我们暂时不讨论这个差异是怎么来的,接着先讨论一个明显的问题:要是大多数雌性都偏爱10厘米的尾巴,为什么大多数雄性实际上只有7.5厘米长的尾巴?为什么整个族群的平均尾巴长度没有在雌性性择的影响下变成10厘米?怎么会有这2.5厘米的差异的?
1700269039
1700269040
答案是:雌性品位不是雄性尾巴长度受到的唯一选择力量。尾巴在飞行中扮演重要的角色,太长或太短都会降低飞行的效率。此外,拖着一束长尾巴活动,耗费更多能量,其实光是生长那么长的尾巴就所费不赀了。雄性要是尾巴长到10厘米,也许真的能使雌性抓狂,但是它得付的代价是:飞行不灵便,消耗更多能量,更容易让猎食动物捕捉。我们可以这么说,尾巴长度有个实用上限(utilitarian optimum)(与性择上限不同),就是以一般的实用判断标准来衡量所得的理想长度,或者除了吸引异性的效果不考虑之外,以所有其他观点来看都觉得极为理想的长度。
1700269041
1700269042
那么我们应该期望实际测量的平均尾巴长度(在我们的假设例子里,是7.5厘米)与实用上限吻合吗?不然,我们应该期望实用上限比实测的平均长度短,假定那是5厘米吧。因为实测值是实用选择(使尾巴较短)与性择(使尾巴更长)妥协的结果。我们可以猜想,要是雄性不必吸引雌性的话,平均尾巴长度就会朝向5厘米缩短。要是不必担心飞行效率与能量耗费的话,平均尾巴长度就会迅速向10厘米推进。实际的平均长度(7.5厘米)是个折中方案。
1700269043
1700269044
我们刚刚搁置了一个问题:为什么雌性会愿意偏爱一束偏离实用上限的尾巴?乍看之下,这么做似乎很傻。一心追逐时尚的雌性,看上不符合实用标准的长尾巴,最后生下设计不良的儿子,飞起来既无效率又不灵活。任何一个突变雌性要是不同流俗,恰巧看上短尾雄鸟,特别中意符合实用上限的尾巴,就会生下体态适合飞行的儿子,既有效率又灵活,她的姊妹追逐时尚,可生的孩子比不上她的。是吗?但是她的麻烦才开始呢。我以“时尚”做隐喻,是有道理的。突变雌性的儿子也许飞得不错,但是族群中大部分雌性都不觉得它有魅力。它只能吸引“少数派”雌性,就是反潮流的雌性;而所谓“少数派”雌性,顾名思义,就是比“多数派”少的雌性,换言之,它不容易找到配偶。一个族群中,若雄性只有1/6有生殖机会,每个幸运儿都享有大量配偶,那么它们最好迎合雌性大众的口味,才能左拥右抱,占尽便宜,那些便宜足以弥补它们体态的实用缺陷(飞行不灵动又无效率),还绰绰有余。
1700269045
1700269046
读者也许会抱怨:即使如此,整个论证仍然基于一个武断的假设。只要假定大多数雌性都偏爱不符实用标准的长尾巴就成了。但是这种口味为什么会流行?短尾巴也不实用,为什么大多数雌性就不青睐呢?为什么不干脆喜欢符合实用上限的尾巴呢?为什么流行口味不能与实用价值一致呢?答案是:这都有可能,甚至在许多物种里已经实现了。在我假设的例子里,雌鸟特别青睐长尾巴,的确是我任意杜撰的。但是无论大多数雌性碰巧青睐什么,那种青睐无论多么“没道理”,演化的趋势往往是维持那个主流,在某些情况下甚至会将那个主流推向夸张的方向发展。到了这里,我的论证缺乏数学支持就成了一个无可回避的问题。我大可以请读者相信兰德的数学推论已经证明了我的论点,然后就不再多说了。对我来说,这也许是最聪明的做法,但是我还是想试一次,以文字来解释一部分数学推论的意义。
1700269047
1700269048
整个论证的关键,是我们先前论述过的“连锁不平衡”,还记得吗?控制尾巴长度的基因与偏爱那种尾巴的基因会“在一起”(togetherness)。我们可以将这种“结伴因子”(togetherness factor)想象成可以测量的单位。要是“结伴因子”很高,那么有关一个个体尾巴基因的知识,足以使我们相当准确地预测决定口味的基因。(口味基因的知识也能预测尾巴基因。)反过来说,要是“结伴因子”很低,有关一个个体尾巴基因的知识,不能提供关于口味基因的确定线索。(口味基因的知识也不能预测尾巴基因。)
1700269049
1700269050
“结伴因子”的高低,受几个因素影响,例如雌性口味的强度(她们是否愿意“容忍”看来不中意的雄性),雄性尾巴的实际长度受基因控制的强度(或者环境因素比较重要)等等。要是“结伴因子”(控制尾巴长度的基因与偏爱这种尾巴的基因结合的程度)很高,我们就能演绎出如下的结果。每一次一只雄鸟因为拥有长尾巴而雀屏中选,中选的不只是决定长尾的基因而已。偏爱长尾巴的基因因为结伴的缘故也同时中选。换言之,使雌鸟选择某个拥有长尾巴雄鸟的基因,其实选择了自己的复本。这正是“自我增强过程”最重要的因素:它有支撑自己的动能。已经朝向某一方向前进的演化,不假外力就可以朝那个方向持续前进。
1700269051
1700269052
我们也可以用现在已经出名的“绿胡子效应”来表述这个结果。绿胡子效应是学院中的生物学家想出的笑话,纯属虚构,但是对我们很有启发。绿胡子效应当初是用来解释汉弥尔顿(W. D. Hamilton,1936~2000)的亲属选择理论中的基本原则的,我在《自私的基因》第六章讨论过。汉弥尔顿过世前是我在牛津大学的同事,他证明过:要是针对亲近亲属的利他行为是基因控制的,那些基因一定会受天择青睐。理由很简单:亲属体内也有那些基因的概率很高。“绿胡子”假说将这个论点推广了(虽然似乎不切实际)。根本的问题是:基因如何知道其他个体的身体里也有自己的复本?这么看来,亲属只是辨识他人身体里有自己复本的一种方式。理论上,还有更直接的辨认方式。要是出现了一个基因,它有两个“效果”(许多基因都有一个以上的效果,这种基因很常见),就是使主人长出一个明显的标记(例如绿胡子),同时影响主人的大脑,使他无私地帮助有绿胡子的人。我承认这是极不可能的巧合,但是它果真出现了,演化的结果是很清楚的。绿胡子利他基因会受天择青睐,与针对亲属的利他基因会受天择青睐的理由完全一样。每一次绿胡人互相帮助,造成这种行为的基因其实在帮助自己的复本。于是绿胡子基因就会在族群中散布,不假外力,势不可挡。
1700269053
1700269054
没有人真的相信绿胡子效应会以非常简单的形式在自然中出现,我也不信。在自然中,偏爱自己复本的基因,使用的标签不像绿胡子那么特异(所以也比较合理)。亲属只是一种标签。“兄弟”是比较抽象的概念,实际的认知也许只是“与我在同一个巢里孵化的家伙”,都是带有统计意义的标签。任何一个基因,若无私地帮助带有这类标签的个体,有很高的概率达到帮助自己复本的目的:因为兄弟之间共享基因的概率很高。我们可以将汉弥尔顿的亲属选择理论当作实现绿胡子效应的一个合理方式。我得顺便说一句,我并不认为基因有帮助自己复本的“意愿”。我谈的是结果,任何基因只要导致帮助自己复本的结果,都会在族群中散布开来,无论有意无意。
1700269055
1700269056
所以亲属可以视为实现绿胡子效应的一个合理方式。费希尔的性择理论也可以解释为实现绿胡子效应的另一个合理方式。要是雌性对雄性体征有强烈的偏好,那么根据同样的推论,雄性身体里往往会有使雌性偏爱它的体征的基因。要是一只雄鸟继承了父亲的长尾巴,它也可能从母亲那里继承了使她选择父亲那种长尾巴的基因。因此,雌性在选择雄性的时候,不管她的标准是什么,使她偏心的基因其实在选择位于雄性体内的自身复本。它们以雄性的尾巴作为标签,选择自己的复本,比起“绿胡子基因”以绿胡子做标签的故事,这只不过是个比较复杂的版本。
1700269057
1700269058
要是族群中有一半雌性偏爱长尾雄性,另一半偏爱短尾雄性,决定雌性选择的基因仍然会选择自己的复本,但是哪一种尾巴会受天择青睐就很难讲了。也许整个族群会分裂成两派,一派由长尾雄鸟与偏爱长尾的雌鸟组成,另一个则是短尾派。但是任何这种依雌性口味一分为二的状况都是不稳定的。在任何时刻,一旦雌性中有一派占了数量的优势,无论那个优势多么微小,都会在以后的世代中不断增强。因为受少数派雌性青睐的雄性会越来越难找配偶;少数派雌性生的儿子不容易找配偶,于是她们的孙子都比较少。一旦少数派的数量变得更少,而多数派的数量优势越来越大,那就是正回馈的典型特征了:“那已经有的,要给他更多,让他丰富有余;而那没有的,连他所有的一点点也要夺走。”只要是不稳定平衡,任何任意的、随机的起点都有自我增强的倾向。正因为如此,我们锯断一棵树的树干后,一开始也许不确定树会倒向南方还是北方;但是,树挺立了一段时间后,只要开始朝一个方向倒下,就大势底定、难以挽回了。
1700269059
1700269060
现在我要在岩壁上钉入另一根岩钉,好让我们顺利攀上理解的峰顶,请读者留意了。还记得吗?雌性选择将雄性尾巴朝一个方向拉扯,同时“实用”选择也将雄性尾巴朝另一个方向拉扯,于是雄性尾巴的实际长度是这两股拉力妥协的结果。(所谓“拉扯”是指演化趋势。)我们现在就要讨论一个叫作“选择差距”(choice discrepancy)的数量,就是族群中雄性尾巴的平均长度与雌性偏好的平均长度的差距。测量“选择差距”的单位可以任意规定,就像摄氏温度计与华氏温度计的单位一样。摄氏温度计规定水的冰点是0度,我们可以规定性择拉力与实用拉力刚好平衡的那一点为0度。换言之,“选择差距”是0的时候,就是演化变化因为两个相反力量互相抵消而只进行了一半的状态。
1700269061
1700269062
用不着多说,“选择差距”越大,雌性施展的演化拉力越强(大幅抵消了着眼实用的天择力量)。我们感兴趣的是“选择差距”在连续世代间的变化情形,而不是任一时间点上的实际数值。由于“选择差距”的缘故,雄性尾巴增长后,雌性中意的尾巴长度也随之增加。(别忘了使雌性选择长尾巴的基因与制造长尾巴的基因是一伙儿的,一起受到选择。)因为受到这种双重选择,一个世代之后,雄性的尾巴以及雌性偏好的尾巴平均长度都增加了,但是哪一个增加得最多?这等于是用另一个方式问这个问题:“选择差距”会有变化吗?
1700269063
1700269064
“选择差距”也许保持不变(要是雄性尾巴以及雌性偏好的尾巴平均长度增加量相同),也许变小(要是雄性尾巴的平均长度增加得较多),也许变大(要是雌性偏好的尾巴平均长度增加得较多)。现在你应该可以看出来了,要是雄性尾巴变长了,“选择差距”却变小了,雄性尾巴的长度就会朝向一个稳定平衡的长度演化。但是,要是“选择差距”随着雄性尾巴长度的增加而增加,理论上,我们就会在未来的世代里观察到雄性尾巴以越来越快的速度“暴长”。毫无疑问,费希尔在1930年以前一定这么计算过,虽然他发表的文字叙述非常简短,当时的学者都不十分了解。
1700269065
1700269066
我们先讨论“选择差距”在连续世代中逐渐变小的例子。最后,雌性品位(朝一个方向)的拉力与(讲究实用的)天择(朝另一个方向)的拉力完全抵消了。那时演化变化完全停止,(演化停止了!)我们就会说整个系统处于“平衡”状态。这个情况有个有趣的性质,兰德证明过,那就是:至少在某些条件下,平衡点有许多个,而不止一个。(理论上那好比一条直线上的无限个点,但是你得懂数学才能领会。)平衡点不止一个,而有许多个:相对于任何强度的天择拉力,雌性选择的力量都会演化到足以抵消它的强度,于是两者成了和局(平衡)。
1700269067
1700269068
因此,要是条件适合,“选择差距”朝逐代变小的方向演化,族群就会在最近的平衡点上“休息”。到了那一点,天择朝一个方向的拉力刚好被雌性选择朝另一个方向的拉力完全扯平了,雄性的尾巴,不管那时有多长,都会保持不变。读者也许已经看出这是个负回馈系统,但是这个负回馈系统有点儿古怪。辨认负回馈系统,最简捷的办法就是扰动它,使它偏离理想状态—偏离平衡点—然后观察它的反应。举个例子好了,要是你在冬天打开窗子,扰动了室温,恒温器就会启动暖气,补偿室内流失的热气。
1700269069
1700269070
性择系统如何扰动?读者一定知道我们这儿讨论的现象是以生物演化的时间测量的,因此我们很难做实验(相当于打开窗子),并活到足以观察结果的高寿。但是,在自然界这个系统无疑经常受到扰动,例如雄性的数量因机遇因素而发生的自然或随机起伏。无论这种事什么时候发生,在我们前面讨论过的条件下,天择与性择会合并起来使族群回归最近的平衡点上。这个平衡点可能不是族群先前停驻的平衡点,而是或高或低的另一个平衡点。于是在时间的历程中,族群会在平衡直线上向上或向下游移。向上游移的意思是雄性尾巴变得更长—理论上长度没有上限。向下游移就是尾巴变得更短—理论上可以短到变成零。
1700269071
1700269072
恒温器经常用来解释“平衡点”概念。我们可以将这个比喻发展成解释“平衡线”概念的工具,那是个比较困难的概念。假定一个房间里有冷气也有暖气,每个都有一个恒温器。两个恒温器都将室温设定在一个固定的温度,就是20℃。要是室温降低到20℃之下,暖气就会启动,冷气关上。要是室温升到20℃以上,冷气就会启动,暖气关上。我们会把长尾巧织雀的尾巴比拟为电力消耗率,而不是温度(室温已经设定在20℃)。这样做是为了凸显“有许多方式可以达到预期温度”的事实。暖气冷气都全力运转,也可以将室温维持在20℃左右。或者冷气暖气都维持低功率运转,室温也可以保持在20℃左右。或者冷暖气都停止运转。用不着多说,要是想节省电费,这才是最佳方案。但是,若只考虑将室温维持在20℃上下,许多种冷暖气运转组合都可以达到目的。我们有一条平衡线(理论上这条平衡线有无限个点),而不只是一个平衡点。理论上我们可以将室温维持在一个固定的数字上,让电力消耗率在这条平衡线上下游移(实际上,这涉及整个系统的设计细节,以及机器、工程师的反应时间)。要是室内温度受到了一点扰动,例如降到20℃之下,终将恢复,但是不一定回到原先的平衡点(以原先的冷暖气运转功率)。也许回到的是平衡线的另一点。
1700269073
1700269074
在真实世界里,设计一个维持室温的系统,使它与上一段里的假设系统丝丝入扣—就是拥有一条平衡线—十分困难。实际上这条线可能会“缩陷”(collapse)成一点。兰德关于性择平衡线的论证也一样,依据的假设在自然界可能都不成立。举例来说,他假定新的突变基因会在物种基因库中稳定、持续地出现。他还假定雌性完全不必为自己的择偶行动付任何代价。要是这个假定不成立,平衡线就会“缩陷”(collapse)成一个点。(实际上,可能的确不成立。)但是无论如何,到目前为止我们只讨论了“选择差距”在选择压力下逐代变小的例子。在其他的条件下,“选择差距”可能会逐代变大。
[
上一页 ]
[ :1.700269025e+09 ]
[
下一页 ]