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生物进化的初始生物变异和自然选择是如 [复制链接]

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在时刻变化的生物世界里,在复杂的相互作用过程都划成相对的不变后,仅剩下了两个变化的过程,那就是在这个不变的基础之上的生物进化的过程和验证连续的过程。

验证连续的过程是由连续的规律决定的,其他的过程基本上都是由基础的规律和具体的结构决定的。

虽然有后天获得的具体活动,但是整个过程是完全被结构限制在一定范围内的。

也可以说,除了验证连续的过程之外,在基础的规律确定的情况下,具体的结构决定了变化的过程,结构的变化决定了所有过程的变化。

接下来要说的就是所有的结构变化的过程,也就是生物进化的过程。

验证连续的过程之后会再单独讨论。

生物进化论是由达尔文提出的,并且经过了后人的不断补充和修正。

生物的繁殖会使生物产生大量的后代。并且在繁殖的过程中会出现变异,变异的后代和未变异的后代之间会存在差异。

环境能够容纳的个体数量又是一定的,后代中必然会有大量的淘汰,只有少量最优秀的后代能存活下来。这个淘汰的过程就是“自然选择”的过程。

当变异的后代存活下来时,生物就发生了进化。

这个核心的进化过程是没有问题的。

但是接下来所要描述的具体过程是与进化论中的描述有不少差异的。

在讨论生物进化的过程之前,应该首先分析一下这个过程的起点,也就是这个世界上的第一个生物,它是什么样的,它是如何诞生的。

遗憾的是,这个问题的标准答案应该是永远无法知晓了。

因为生命是一个具体的状态。

对于这个状态来说,它产生前和产生后的规律之间是不连续的,是没有办法通过此来推断彼的,就像不同的状态之间的规律是没有可比性的。

实际上,在它变异前和变异后的规律之间也是不连续的,由它经过无数次变异之后的状态来推断它最初的状态也是不可能的。

除此之外,我认为我们也做不到穿越时空去看一眼那第一个生物,或者看一看它诞生的过程。

公平的是,生物是如何诞生的也不影响它诞生之后的规律。

即使不知道生命是如何诞生的、最初的生命什么样,也不影响生物之间的规律。

生命的起源是另外一个独立的问题。对生命的起源的研究所能得到的只是可能可行的方案,却不能确定曾经发生的到底是哪个方案。

可能是先有了没有能量流动、需要外界作用才能完成的繁殖循环。

也可能是先有了完整的能量循环后因为外力作用发生了被动的繁殖循环。

不论实际中是什么样的方案,生物的诞生应该都不是一个容易的过程。

在这个前提下,个人认为,一个偶然的事件导致了第一个生物的诞生、并最终通过繁殖遍布全球的可能要比几乎同时诞生了两个或两个以上的初代生物的可能性要大得多。

很有可能的是地球上所有的生物都是起源于同一始祖。

所有的生物都是由这同一始祖经过不断的繁殖和变异产生的。

前面也说过,生物“繁殖”产生的个体是生物自身。如果对于你我来说这种说法很怪异、无法接受,那从这第一个生物的角度来看就理所当然了。

不仅亲代与子代之间都是这种关系,同一物种之间都是这种关系,所有的生物之间也都是这种关系,只是以不同的个体的形式存在而已。

也正是因为生物之间的这种关系才使生物能够相互为食,因为它们需要的是相同的糖、氨基酸、核糖、核酸。

如果突然出现一个外星植物,它还有可能等我彻底分解成无机盐、二氧化碳和水再将我吸收掉;如果突然出现一个外星动物,它的糖、氨基酸、核糖、核酸跟我完全相同的可能性太低了,基本上是不可能相互食用的。

如果真是如此,它这一路走来真是一言难尽了。

接下来就是真正的生物进化的过程了。

生物繁殖过程中会出现变异,选择导致可以繁殖和变异的生物进化。

变异和选择是生物进化过程中的两个必要的要素。

这其中最关键之处在于,这个过程只能是先有了变异,再接受选择。

生物进化的过程就是生物不断的变异和选择的过程。

讨论这个过程的基础是生物的生理结构。

当前生物的生理结构决定了,生物的所有活动过程是由内而外的由基因(DNA)决定的。在绝大多数情况下,基因(DNA)确实能够决定生命的整个过程。

生物的结构决定了变异产生的方式是基因的变异,生物进化就是从基因的变异开始的,基因变异的规律决定了变异的规律。

基因的变异则发生在生物繁殖循环中基因复制的过程中。

在这个过程中,基因为什么变异?变异发生的概率有多大?变异会导致什么样的结果?

这所有问题的答案都是由基因的结构决定的。

理论上来说,繁殖的过程本来就是一个完美的复制过程,这个过程中变异是不会发生的。

除非外界环境出了问题,或者能量的供应不足,或者某种元素供应不足,并且超出了生物本身的控制能力,导致基因复制的过程中出现了失误,没能按照既定的完美过程进行,这是一个意外事件。

在这种情况下,变异从根本上来说应该是由于环境的影响,并且这种意外事件发生的可能性是很低的。

在现实中,随着时间的拉长,这种意外事件是必然会发生的。

这个意外事件可能是各种原因导致的,这些原因是不确定的,导致变异的结果也是不确定的。

实际上还有另外一种可能,那就是现实中的繁殖过程并不是完美的,即使外界环境处于完美的情况下,这个过程本身就有出现错误的可能。

也就是说,变异可能是由生物本身的结构决定的。

这种情况并不是不可能的。因为生命是一个由剧本完全决定的电影,并且这个剧本并不是经过精心打磨的,而是从环境中自然诞生出来的。

这样的说法会让人感觉这个过程不可能是完美的,甚至应该是漏洞百出的。

实际上也没有那么严重。如果这个过程中有特别多的不稳定因素,生命是不能稳定存在。生命本身存在就要求整个过程中的稳定是远多于不稳定的。

这也决定了,这个过程中变异发生的可能性是很低的。

但是,还是不能保证这个过程是完美的。

当这种情况真的存在时,变异出现的规律就是由生物本身的结构决定的。

当真正置身于现实世界中时,最终的变异结果则是由各种因素共同决定的。

在这个过程中,很多因素是固定的:变异一定是会发生的;变异发生的概率是很低的;在一个比较大的尺度下,变异发生的概率是固定的;具体到每一次变异过程的发生又是偶然、随机、意外的。

最终的结果就是,发生变异的概率肯定远小于不发生变异的概率,并且,当变异发生时,大概率的情况下只是某一个节点发生了变异,很多节点同时发生变异的可能性就会很小,越小的变异发生的可能性就越大,越大的变异发生的可能性就越小。但生物的变异是必然要发生的,变异的发生则是既固定、又充满了随机、意外和偶然的。

这就意味着生物的变异在基因层次是一点一点发生的。

变异的结果既不是由生物的主观意愿决定的,也不是外界环境所能控制的。

变异发生之后,变异结果的影响有多严重完全是由基因的结构决定的。

这个结果又可以参考一个剧本。变异的过程就像一只老鼠踩了一下键盘改变了剧本一样,具体改成什么样老鼠本身是不知道的,也是没有人能预测的。

并且,即使改动的量一样,比如都是只改了一个字,改的位置不同,造成的差异可能是完全不同的。有的段落可能完全删掉对整个剧本都没什么影响,有的地方却连变动一个字都会造成翻天覆地的影响,如果本来是主角战胜了反派,结果改成了反派战胜了主角,可能整个故事都不成立了。

对比生物进化的过程,某一个进化的结果可能是经过一次一次的变异一点一点的变化的,也有可能是经过了一次特殊的变异突然就变了。

变异之后发生的是选择。

通常这个过程被称为“自然选择”,但是这种说法未免太过笼统了。

前面也说过,是生物个体相互作用组成了生物圈这个群体,之后才是生物圈与非生物环境的相互作用。一般所说的自然,也就是所有的生物和与其相关的非生物环境,这并不是一个理所当然、超越一切的存在。

所谓自然选择的过程只是生物个体与非生物环境和其他生物个体相互作用的过程。

生物与非生物的环境和其他生物相互作用的过程又是各自相对独立的。

也就是说,是非生物环境和生物环境分别对生物个体进行选择。

这里选择的结果就是相互作用过程中生物的谁死谁活。

生物需要通过非生物环境和生物竞争的所有选择才能存活下来。

这个选择的过程相当于玩一个游戏,你没有通过游戏过程中任何一个关卡,都会导致出局。

在这个游戏中有时候不是串联的一关一关,有时你需要同时应对很多关卡,这种时候是没有公平和道理可言的。

在变异发生之后就已经决定了相互作用的结果,也就决定了生物的存亡。生物是无法直接选择变异的结果的,更无法同时获得符合各种环境要求的变异结果。

在这里,首先讨论非生物环境对生物的选择。

这个选择的过程就是生物与非生物环境相互作用的过程。

如前面所说,在这个过程中,生物以个体为单位存在,但是相互作用的效果是以性状为基本单位的。

性状也是非生物环境选择最直接的对象。具体到生物的生理结构中,性状是与基因相互对应的。同样与相互作用的过程一样,基因和性状的界限可以根据具体的研究对象划分的,实际上是没有天然的界定的。

生物个体是一个能量循环的过程,这其中的关键在于,在消耗完能量之前获得新的能量,当然也包括相应的物质。

非生物环境对生物的选择都体现在破坏这个过程中。

这是生物的控制能力和外界环境的破坏力相互对峙的过程。

生物对物质和能量的获取、利用、储存的能力和效率决定了能量循环的稳定程度,这也正是非生物环境选择的核心性状。

这个性状就随意的称之为实力的性状了。

生物对物质和能量的控制能力越强,就能承受越极端的非生物环境的选择。

面对非生物环境的选择,实力的性状并不是唯一的途径。生物除了能够依赖自身的实力还可以使用在实力性状基础之上发展的更为具体的性状应对相应环境要素的选择,这些性状是特别针对相应环境要素的应对技巧。这些性状是实力的复杂化和具体化,是为了增强实力本身或者弥补实力的不足。

这种针对特定的环境要素的性状可称之为技巧的性状。

面对低温环境,除了提高摄食量和代谢速率之外,还可以选择像北极熊一样披上厚厚的皮毛;面对高温环境,除了降低代谢速率之外,还可以选择像大象和兔子一样长出巨大的耳朵专门用于散热。

除了实力和技巧的性状之外,还有一种特殊的性状需要单独提出来特殊对待,这就是生物自由活动的性状,可以称之为能动的性状。

大多数陆生植物是生长在固定的位置的,不能随意的移动,而动物则是能随意的活动,并且这种活动的效果千差万别,有的只能蠕动或爬行,有的则可能健步如飞,更有鸟类可以自由翱翔。

能动的性状其实也是在实力性状基础之上发展的更为具体的性状。

这又是一个相当特殊、相当重要的性状,有它不可替代的地位。

毕竟当发生地震的时候,或者火山爆发的时候,甚至小行星要砸下来的时候,不论你的实力有多强,不论你的技巧有多妙,都不可能直接硬抗挺过去的,只有撒腿狂奔才有一线生机。

生物的所有性状共同决定了生物与周围非生物环境相互作用的结果。

在生物与非生物环境相互作用的过程中生物永远是防守方、环境永远是进攻方。

非生物环境以环境要素为单位与生物发生作用,在特定的时间节点,各个环境要素分别针对生物的相应性状进行进攻,生物只能被动的承受和适应非生物环境。生物必须承受住所有环境要素的进攻才能存活下来。

并且,非生物环境是客观的存在,在特定的时间节点,各个环境要素对生物相应性状的选择压力是固定的。在特定的时间节点,非生物环境选择有着固定的标准。

这个选择的过程也是必然、实际上是随时在发生的。

所有存活下来的生物的所有性状都必然满足了相应非生物环境要素的最低要求。

繁殖循环导致的繁殖过剩使生物之间的相互作用成为了自然中的常态。

生物之间的相互作用是生物相互竞争的过程,是在非生物环境选择的基础之上进行的,非生物环境选择的作用和效果一直存在。生物只有在非生物环境环境的选择之下存活下来才能参与到生物竞争中来。

非生物环境都是直接选择生物的性状,生物选择则是生物性状之间的相互作用。

面对非生物环境选择生物只能被动防御;面对生物竞争生物却可以主动进攻。

繁殖过剩会一直存在,生物竞争也会一直进行,生物竞争性状是没固定的标准要求的,既没有最低标准是必须达到的,也没有最高标准只要达到了就万事无忧了。

与非生物环境选择过程一样,生物竞争过程中生物最核心的当然还是实力的性状。大象虽然是食草动物,狮子虽然是食肉动物,但是因为体型决定的实力差距,狮子最多只能向落单的小象下手,即使一群狮子也不能轻易地搞定一头成年大象。

在实力的基础之上,能动也是一个决定性的性状。如果在速度上追不上对方,你想象中的相互作用是发生不了的。

生物相互作用中最为复杂的还是更为具体的技巧性状之间的相互作用。

一般情况下,生物竞争选择的技巧性状产生作用效果就是利用自身的技巧、针对竞争对手的特点产生相应的效果,这是在相互关系中需要的技巧。

比如长颈鹿的长脖子可以使它吃到更高的树叶,大象的长鼻子的用处更是不胜枚举。

很多动物有各自更为独特的性状。很多有毒的生物可以使用毒液来搞定对方。甚至有的生物可以用放电这么bug的方式来搞定对方。也有动物可以通过释放臭气熏走对方。也有的动物浑身长满了尖刺或者硬壳使对方无从下嘴。

具体的性状也可以是一个特定的外观,用于隐藏自身的行踪、躲避对方的追捕。在这方面比较著名的是一种叫做尺蠖的虫子,它们在不动的时候特别像一段枯树枝,不仔细辨认是很难发现的。

有些性状产生效应的过程更为复杂。有些生物竞争选择的技巧性状本身并不能直接产生对生物自身有巨大效益的作用效果,但是能够通过生物自身性状之间联合产生特定的效果来达到特定的作用效果,这是技巧中产生的相互关系。

在深海海底有一种会钓鱼的鱼,叫鮟鱇。因为深海中很多鱼都有趋光性,它们头部上方的一个可以像萤火虫一样发光的突出就成了完美的钓竿,除了这根钓竿,鮟鱇还需要一张超乎寻常的大嘴,当小鱼被钓竿吸引到嘴边时,鮟鱇便大口一张,将小鱼吸入肚里。

箭毒蛙是目前已知的毒性最强的物种之一。但是实际上它们本身是不能产生毒素的,它们体内的毒液都来自于它们的食物,比如毒蜘蛛,没有捕食过毒物的箭毒蛙是完全无毒的。箭毒蛙的特殊之处就在于,不仅可以在吃下这些毒物后不被这些毒素毒死,还可以将这些毒素吸收转化成自身的毒液。

这一系列的过程就是靠多个不同性状联合发生作用产生特定的效果。

当然,从性状的角度来说,这多个性状也可以认为是一个性状。

目前为止,生物的个体都是独立的。生物之间的关系都是竞争的。

这只是因为这些生物之间的性状作用并不是特别的有针对性。

尺蠖是为了迷惑所有的捕食者,鮟鱇是为了捕食所有能吞下的鱼,箭毒蛙也是要毒死所有对自己虎视眈眈的捕食者。

技巧性的性状本身就是有针对性的性状。

当某一种生物的某一种性状是专门针对同一种或另一种生物的某一性状时,生物之间的关系就更复杂了。

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