自然的悖论——合理与荒谬并存的进化之路_弗雷德里克·托马，米歇尔·雷蒙_9787542879486

动物有千奇百怪的形态，但为什么从没出现过长着轮子的动物？无性生殖省时省力，但为何代价更高昂的有性生殖才是主流？雄性动物往往有着独特的第二性征，但它们却容易因此而丧命，那这些华丽外表存在的意义是什么？繁殖对种群的延续至关重要，那为何许多动物会提前终止繁殖，甚至主动走上绝路？
以上这些看似奇怪甚至荒谬的现象都是生物界中存在的悖论。从表面上看，这些行为或性状有违逻辑，与个体的初衷背道而驰，但自然选择不仅没有淘汰，甚至还促进了它们的发展。其中的原因何在？
作为生物界的一分子，人的身上也有种种悖论。为什么本该服务于人的细胞会反过来攻击我们，引发癌症？摄入过多的糖会导致严重的健康问题，但人类为什么嗜糖如命？还有双胎、同性恋倾向、左利手等我们熟悉而又难以解释的生物学现象，它们的出现只是概率问题吗？
本书将为读者揭示这些悖论所蕴含的科学知识和目前提出的种种解释。悖论背后的原因往往出人意料，但正因如此，我们才能更好地理解身处的这个世界。

假如一个夏夜，你在乡间看到一只蚂蚁爬上草尖并停留在那里，似乎要准备过夜，你可否意识到这个场景背后存在两个怪异之处?第一，你面前的这只蚂蚁和其他工蚁一样，不仅不能繁育后代，还会为了蚁后的生殖而终生奔波劳碌，这种情况在生物世界里非常罕见。第二，这只蚂蚁展现出一种自杀式行为，因为在一片羊群专挑嫩叶吃的牧场草地上，睡在一株草的草尖上无异于卧倒在一条繁忙的铁轨之上。
这只蚂蚁的行为就是一种悖论。从词源来看，悖论一词源自希腊语形容词paradoxos,意为与普遍的观点相反,表示与人们的期待、直觉、常识或理论框架相背离的情况。这一概念也用于形容明显不符合逻辑的矛盾或谬论。蛋与鸡出现的先后顺序就是一个很典型的例子。面对先有鸡还是先有蛋的问题，如果我们的回答是蛋,根据逻辑，下一个问题就会是谁下了这个蛋,回答当然是鸡,但这只鸡又必然是由另一个蛋孵出来的，我们因此陷入一个自相矛盾的情况。悖论的本质其实是谜团，它引人思考，让我们能更好地理解周围的世界。
本书专门用来阐述生物世界里的种种悖论，有些悖论看似复杂，但只是表象，个中缘由我们将为你娓娓道来。例如，雄鹿为何保留了体积庞大且会妨碍行动的鹿角，寄生虫又为何置宿主于死地。而其他的一些悖论会让你感到意外，因为它们的矛盾之处并非显而易见。有性生殖对科学家来说就是一个真正的谜，尤其是相比之下无性生殖显得那么高效，而矛盾之处在于，只有少数生物选择了无性生殖。这也是众多还未被完全解释清的悖论之一。
得益于科学的进步和知识的传播，许多曾经是悖论的现象已不再是谜：遗传的方式和性状的传递模式不再神秘，如今已成为初中阶段的知识内容。并且与其他生物相比，人类在染色体数量上也没有优势：人类的染色体数量与橄榄树或獾的相当，但比驴、母牛或母鸡的都少。人类拥有的基因数少于水稻的或小鼠的，而且基因组的大小也无特别之处。总而言之，自从科学摈弃了二元论，打破了各种赋予人类特殊地位却违背科学的神话后，人类在生物界的地位似乎平平无奇。科学的发展带来知识，一些悖论也迎刃而解。那么，悖论是否越来越少了?恰恰相反，新的悖论在不断出现。举个例子：还是在脱氧核糖核酸(DNA)和线粒体被发现之后，才出现了线粒体DNA的悖论。在亚细胞结构中发现遗传性令科学家感到困惑，但这个新的悖论正是知识更新迭代的产物：科学产生悖论，而又不断进步最终解决悖论。随后的研究表明，线粒体曾经是一种简单的细菌，这就解释了它为什么保留着一些细菌DNA的残留并具备遗传性，于是悖论解决了。
不过，在讨论生物世界的悖论之前，我们先要理解生命约38亿年前在地球上出现以来物种进化的方式。人类对进化机制的了解其实只有不到200年的时间，这要归功于英国博物学家兼古生物学家达尔文(CharlesDarwin),他彻底改变了生物学。虽然拉马克(Jean-Baptiste de Lamarck)率先提出了物种进化的观点，但他提出的机制并不正确。于是达尔文提出以自然选择为物种进化的主要机制。随后的一些重大的科学发现(遗传方式、染色体、基因、DNA等)使达尔文的理论渐趋完整，而且，众多科学家的贡献及大量在自然界和实验室里开展的研究、测试和实验，让这个理论变得更加完善。它是目前能帮助人们理解生物世界各个方面的最佳理论框架。自然选择作为这个理论的支柱，其实很容易理解，只要满足以下三个条件，就会出现自然选择：变异(多个性状得到表达)、遗传(这些性状可以传递给子代),以及可传递的性状和后代的数量之间存在联系。
早期提出的例子之一是桦尺蠖(Biston betularia)。这是一种夜间活动的小飞蛾，白天它一动不动地停在树干上，与树干颜色相近的灰白色让它几乎隐形。由于基因突变，种群内会时不时地出现黑桦尺蠖，但这种颜色与树干形成反差，很容易被天敌发现，因此这些个体的存活率较低，繁殖得更少，最终，产生黑色个体的突变基因经过几代繁殖就逐渐消失了。整个桦尺蠖种群仍以灰色个体为主，就算偶尔出现几只黑桦尺蠖，也会很快被捕食者消灭。但在19世纪工业革命期间，污染导致桦树的树干变黑，更有利于黑桦尺蠖伪装，而浅灰色个体反而更容易被天敌发现。因此，在这种新环境中，捕食者的选择提高了黑色变异体的出现频率。一个世纪之后，污染减轻，环境再次发生反转，灰色变异体重新占据上风。桦尺蠖颜色的这种变异，无论是灰色还是黑色，它的本质是DNA上的基因差异，这种基因差异是由环境的选择决定的。
桦尺蠖的颜色是自然选择引起生物性状变化的一个例子。类似的例子不胜枚举，因此物种进化的原理不再是一个悖论。
一些悖论虽然已经得到解答，但答案往往只局限在专业的科学圈子内。因此，本书的目的之一便是阐述这些矛盾并引导读者去理解。还有一些悖论迟迟未得到解决。尽管科学家有很多研究的思路，而且往往能给出多种解释，但科学界始终无法达成一致，悖论也就一直存在。也许再过几年或者几十年，这类悖论才会真相大白，但解答这类悖论依托的是现有的知识，所以本书还将通过独立的章节介绍目前正在进行的这类悖论研究。尽管篇幅有限，我们仍希望尽可能地展示生物世界里丰富多彩的悖论，揭示这些悖论背后的科学原理。惊喜就在书中。

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