生物的進化速度對其生存起到至關重要的作用。
水會蒸發,鐵會生銹,石頭會風化,山會被風雨夷為平地,湖泊會干枯,大陸會沉沒。只有生命才永遠是鮮活的。生命雖然總會死亡,但是生命會自我復制,會進化。野火燒不盡,春風吹又生。
只有那些自我復制能力最強的生物才能被保存下來。兩種數量相同、互為競爭關系的生物,其中第一種的后代生存率比第二種高1%。那么在100代后,第一種的數量就將占到總數的73%;200代后,第一種的數量就會占到總數的88%;500代后,第一種的數量將占到總數的99.3%;而1000代之后,第一種的數量將占總數的99.9952%。每一點小小的差異在經過時間的洗禮之后都會被無限放大。今天我們看到的一切生物與文明,都是經歷過這些洗禮的勝利者。
一切看起來似乎不能憑借自己的能力來生存并自我復制的,要么有它生存的辦法,要么只不過是歷史中轉瞬即逝的過客。
達爾文說過:“在生存競爭中活下來的并不是那些最強壯的生物,而是那些最能適應環境的生物。”生態學中有一個“紅皇后假說”:每一種生物都必須用最快的速度來進化,才能保證自己不被淘汰。所有生物之間都在相互適應,相互競爭。如果一種生物停止進化,那么其他生物總是能在進化中找到這種生物的弱點并把它擊敗。
如果一種生物具有更快的進化速度,長遠來看,它就會在競爭中獲得極大的優勢。而如果一種生物的進化速度不夠快,那么它早晚要被淘汰,不管它現在看起來有多么強大。
高等動物,比如哺乳動物,擁有非常強大的免疫系統。它們有緊密的皮膚可以阻止病原體的入侵,它們有溶菌酶、胃酸、巨噬細胞等非特異免疫的工具可以殺死各種病原體,它們還有抗體系統可以識別異己的成分并把它們殺死。而病原體往往是原始的,簡單的,弱小的。為什么高等動物有如此強大的免疫系統,還總是要受到病原體的騷擾?
原因很簡單,因為病原體基因進化的速度要快于高等動物。
任何防御體系都有自己的漏洞。比如,細菌的莢膜一定程度上可以抵御動物巨噬細胞的吞食作用;細菌通過突變來改變表面抗原就可以使動物的抗體對它無效。動物的免疫系統有漏洞不要緊,反正動物都是會進化的,它們只要通過進化來補上這個漏洞就好了。但是病原體也是會進化的。一只兔子繁殖一代一般需要四個月的時間,而細菌繁殖一代只需要十幾分鐘。高毒性的黏液瘤病毒在兔子體內繁殖四天就可以殺死它,這時它本身已經產生了不知多少億個后代,也許已經進行了很多步進化,而在這段時間內兔子卻完全無法進化。兔子產生一個有利突變所需要的時間,足夠細菌產生幾百、幾千個有利突變。兔子通過進化來補上自己免疫系統漏洞的時間,足夠細菌發現更多新的漏洞。而只要細菌可以突破兔子免疫上的漏洞,它們就可以相對安全地在兔子體內生存。
如果氣候變化了,兔子可以通過進化來適應氣候變化;如果食物短缺了,兔子可以通過進化來適應食物短缺。這是因為兔子的進化速度一般來說高于這些變化的發生速度,所以兔子可以從容地調整自己的策略。雖然一部分兔子會餓死,凍死,但是它們最終還是會適應新環境,成為生存競爭中的勝利者。但是病原體來了,兔子卻不可能通過進化來完全擺脫病原體,因為病原體的基因進化比兔子還要快。等到兔子發展出足夠抵抗病原體的免疫機制,病原體又進化出其它突破免疫系統的機制了。
病原體的高進化速度使它非常可怕,但是人類并不怕它們,因為人類的“進化”速度其實比病原體快很多。我們有智慧和文化,我們可以發明各種各樣的方法來對付病原體,比如抗生素,疫苗,消毒劑和免疫增強劑。青霉素在發明之后的幾十年中對很多病菌所向披靡。即使病菌對一種藥產生了抗性,只要藥的分子結構稍微改變一下,病菌的抗性往往就會失效。現在青霉素與它的各種改進版本都還非常有效。也許有一天,有的細菌會進化得完全不怕青霉素。但是到了那一天,我們還會研發出新的藥物和療法。人研發新藥的速度只要快于病菌進化的速度,病菌就只能持續地被人類壓制。
由于進化速度比不上人類,病原體在打一場必輸的戰爭。人類的科技越來越發達,科學研發的速度也越來越快,而病原體只能以古老的方式繼續前進。多少億的病原體被人類制造的藥品殺死了。也許人類現在還無法殺絕它們,也許它們在與藥物抗爭的過程中產生了抗藥性,但是我們開發新藥物和新療法的速度越來越快。不管病原體如何進化,我們都可以輕松應對。
不管是動物,人,還是公司,國家,它們都要與各種對手進行對抗。在長遠上來看,決定對抗勝負的最重要因素就是它進化與發展的速度。進化速度快的動物可以產生更強大的免疫系統,更復雜的神經系統與更發達的運動系統等等;更善于學習的人可以獲得更深刻的認識,學到更多的技能,在博弈時可以使用更好的策略;對市場反應更靈敏的公司可以制造出領先于市場的產品,可以在面對其他公司沖擊的時候找到更好的應對措施;有活力的國家可以不斷地修正自己的政策與方針,阻止國內矛盾的積累,用更先進的策略與其他國家爭奪資源。
整個世界都在進化,每種生物都不能一成不變。比世界更快,就將生存;比世界更慢,就會滅亡。
引文:
【1】 Genetic Variability of Myxoma Virus Genomes.?Braun et al. 2017
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27903800
這篇文章描述了兔子的病毒是如何通過進化與兔子做斗爭的。
【2】?Grand Views of Evolution. Harold et al. 2017
進化不總是向前走,有時候也會遛彎。在有的情況下,生物的基因會不斷地改變,但是生物的復雜性并不增加,進化只體現在小幅度的調整。在另一些情況下,生物進化真正實現了創新,生物的復雜性有了真正的提升。