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【编辑推荐】
众生皆在进化?不,众生皆在演化。这本书会告诉你进化与演化区别在哪里。日常所见的羚羊、蜜蜂、猴子、乌鸦等等动植物,你想读懂它们的一举一动,理解它们行为中的内涵?这本书是大自然博物馆的翻译官。从大自然看热闹的旁观者,变成懂一些门道的博物小咖,这本书是你的观察手册。万物皆有灵性,大自然有更多的乐趣在等着你去发现。这本书是一个有趣的小伙伴。
【内容简介】
这本书不同于万物简史,是一本有趣的众生演化书。作者在书里科普了会走路的鱼,会钓鱼的鸟,爱牙膏的白熊,真实世界里的皮卡丘,甚至还详细分析了丑小鸭的可行性。这本书通过羚羊、蜜蜂、恐龙、老鹰、皮卡丘、蚂蚁、西红柿等它们的故事,讲述了大自然奇妙在何处,人类又能从中得到哪些大自然的奇妙暗示。
入选“中国好书”2018年7月榜 入围2018年首届中国自然好书奖 2018 百道好书榜年榜 新知类 TOP100

【作者简介】
陶雨晴,笔名红色皇后,果壳网科普文章作者,科学松鼠会成员。本是文科生,却对生物和演化有着浓厚的兴趣,致力于寻找科学和文学神秘的连接点。个人公众号“濑尿虾的松鼠窝”。
【目录】

第1章 “红色皇后”的赛跑

丑男何处来

会走路的鱼

多识鸟兽草木之名

万物兴歇皆进化

羚羊与蜜蜂(上)

羚羊与蜜蜂(中)

羚羊与蜜蜂(下)

第2章 爱钓鱼的鸟

爱熊猫,爱便便

小海豹的长肉生活

猴子不应该吃香蕉吗?

钓鱼?乌也会!

鸟中贤者

老鱼与海

小夜蛾迷路记

蚁国军事

你知道白熊爱牙膏吗?

一条合格的“龙”

自然界的奇门暗器

学而时玩之

大小有别

第3章 天鹅确实存在

动物只为了吃饭才杀戮吗?

蚂蚁大军杀到!

老鹰的“重生”

狼,是我们所想的狼吗?

真实世界的皮卡丘

猴子王归来,我们来看看现实中的“大圣”吧!

身骑飞龙耳生风

《神奇动物在哪里》中的萌兽与猛兽

恐龙、哆啦A 梦、时光机

人类的动物园

丑小鸭可行性报告

从动物寓言到动物小说

动物小说需要真实性吗

从甲骨文到独角兽

古生物学家的愚人节

动物英雄

第4章 第五种味道

也谈西红柿

无用之大用的藜

第五味

食肉者不鄙

肥腰子、雪花牛和冰激凌

天生话痨

西游与博弈论

在宇宙面前

参考文献


【前言】

适我无非新(自序)

三春启群品,寄畅在所因。

仰望碧天际,俯瞰绿水滨。

寥朗无涯观,寓目理自陈。

大矣造化功,万殊莫不均。

群籁虽参差,适我无非新。

这是在公元353 年,王羲之在兰亭(位于今浙江绍兴)举办祈福的仪式“修禊”(也有游乐的性质)时,写下的一首诗。同时诞生的还有著名的《兰亭集序》。在广阔的天地、繁盛的万物中体悟“玄理”,在当时非常流行。

有趣的是,1859 年首次出版的《物种起源》,在结尾的一段,达尔文表达了与王羲之极其神似的观点。瞻望树木葱茏河岸,鸟飞虫走,万物彼此相异又共存,这一切都遵守自然的“法则”——进化论而运行着,这种看待万物的方式,既是有趣的,又是壮丽的。

随着科技的发展,我们对宇宙的认识加深,开始意识到人类的渺小。所知如此之少,未知如此之多,而且传统的认知工具,往往与我们的直觉相反。因此,难免有人心生畏缩与恐惧,甚至憎恶与绝望。对此,我开出的药方是,我们应该回到认识的原点,从格物致知开始。

人们以为,在我们能看见的万事万物之外,存在着指示万物运行轨道的“客观规律”,这种规律能通过观察事物而得出。当然,用以认识规律的办法,有一些比较接近客观真理,有一些就是荒诞不经(例如,认为“寓目”“理”就可以“自陈”),但“格物而致知”的基本方法,却是不约而同。

这种观察万物而通往“知”的视角,可以按照达尔文的用词,称为“壮丽”。万物繁多,却被一理贯之,如万里长河,从一个泉源涌出,滔滔不绝。了解了客观规律,再观看万物,观察探索之中充满惊喜,以及对自己所掌握知识的自豪。

我们比以往任何一个时代对世界的了解更多,信息的交流更不受拘束。无论信息还是实物,我们面临着前所未有的广大和丰富。“群籁虽参差,适我无非新”,人类应该修炼的一种胸襟和气量,是面对广大纷繁的世界,持欢喜迎接的态度。正如同有着鲨鱼和鲸鱼的大海,要比只有咸水的大海更能吸引游客。一个充满丰富现象和规律的宇宙,对于相信世界可知,又不失好奇心的人来说,也可以是一件好事。

陶雨晴2018 年4 月



【免费在线读】
丑男何处来

寄言全盛红颜子,应怜半死白头翁。

此翁白头真可怜,伊昔红颜美少年。

——刘希夷《代悲白头翁》

崇拜美丽的世界

这个题目难免会招来一些愤怒:丑男何处来?这问题有什么好问的?搞清楚美男在哪更重要!且慢,在这个牛人吃肉、熊人喝汤的世界里,美男儿孙满堂,丑男打一辈子光棍,按理说丑男早就该绝嗣了。丑男居然一直存在,真的是个问题。

不过,我说的不是人类,而是鸟类……

北美草原上的艾松鸡(学名Centrocercus urophasianus)是世界上*崇尚“看脸”的动物之一。每当春天,雄松鸡就会六七十只一群,聚集在空地上,各自占领一小块领地,展示自己的华丽婚服。雄松鸡高视阔步,尾巴展开成一把折扇,昂首挺胸,露出胸前一大捧雪白的绒毛,胸前两个浑圆的黄色气囊,好像一盘煎双蛋。雄松鸡使劲把这两个气囊里的气挤掉,会发出“咕咚”一声巨响,以壮声势。雄松鸡搔首弄姿时,衣着朴素的雌松鸡陆续到场,选择如意郎君。

在我们看来,这场面很像一场明星选秀节目,科学家把这种雄性动物的比赛,称为“求偶场”(Lek)。有求偶场习惯的鸟类,雄鸟都有极其夸张的装饰和非常激烈的繁殖竞争。*受欢迎的“美男子”,一个早上就能获得几十次婚配的机会,而大多数相貌平庸的倒霉松鸡,则是一无所获。

在自然界里,为了繁殖,动物发展出各式各样的方法,对异性进行炫耀,有的举行山歌会,有的拼死搏斗,有的披上*灿烂的颜色,有的表演惊心动魄的杂技,园丁鸟甚至发展出了“艺术”。雄鸟用草搭一个全无用途的“房子”,四周摆满色彩鲜艳的东西,花朵、野果、甲虫翅膀,甚至瓶盖。雌鸟会受到这个古怪的展览的吸引,飞来与雄鸟喜结良缘。雄园丁鸟还懂得嫉妒,如果有别的雄鸟在它的“房子”附近举办展览,它会偷偷飞过去,叼走情敌的饰品。

好看还是实用

扇形尾巴和荷包蛋模样的胸脯,不仅普通人看起来奇怪,也对达尔文提出了挑战。按理说,生存竞争是残酷的,动物应该没有精力研究艺术之美,为什么雌松鸡钟情于花哨不实用的装饰呢?发展这些“绣花枕头”般的特征,难道不会浪费宝贵的营养,或者降低逃走的速度,害它们被凶禽猛兽吃掉吗?

为此进化生物学家绞尽了脑汁。一个解释松鸡尾巴存在的理论,是伟大的英国数学家和生物学家罗纳德·艾尔默·费希尔(Ronald Aylmer Fisher)提出的。他的答案很简单:漂亮的尾羽也许是绣花枕头,但只要大多数的雌松鸡,都喜爱漂亮的雄松鸡,雌松鸡选择绣花枕头就是合理的。喜爱美男子的雌松鸡,生的儿子也会是美男,这样她的儿子就会迷倒众多雌松鸡,给她带来许多孙子孙女。如果她偏爱比较朴素的雄松鸡,生的儿子不好看,将来她的子孙也会很稀少。

所以,雄松鸡“长出华而不实的尾羽”的基因和雌松鸡“喜欢华而不实的尾羽”的基因,手牵手迈向下一代。如今,只有崇尚美男的雌松鸡和华而不实的雄松鸡存留于世。

另外一种解释比较朴实刚健,是以色列的动物学家阿莫茨·扎哈维(Amotz Zahavi)提出的。他认为雄性动物能负担得起许多累赘的装饰品仍然好好地活着,正说明它们的杰出。这很像日本少年漫画里,英雄在修炼武功时身背负重,或者在脚上绑着铅袋,在观众看来,这些负重是他们强壮和英勇的*好证据。同样的道理,雄松鸡炫耀华而不实的尾羽,正是在表明自己是健壮、聪明、免疫力出色的雄性。

物理学上的丑男

好了,我们回到*早的问题了。漂亮的雄松鸡妻妾成群,身后会留下许多和他一样的英俊子嗣,这样下去用不了几代,所有的雄鸟都会变得一样英俊。虽然美男多不是件坏事,但如果丑男断子绝孙,谁又来当美男的绿叶呢?

制造尾羽和其他漂亮特征的配方——生物的基因,常常会产生突变,也许是因为宇宙射线轰炸,也许是基因复制时本身产生的错误。突变大多是无害无益的,但也有一些突变会引起遗传病,例如色盲症。雄松鸡美丽的丰姿,需要许多基因配合才能制造出来,这个过程非常精妙,也非常容易出错。也许就是基因突变把美男变成了丑男。

这个答案看似有理,然而太简单了,它是物理学的答案,不是生物学的答案,更不是进化论的答案。想要找到更复杂的答案,我们还要在生物的世界里深挖一层。

红色皇后的脚步

美国进化生物学家威廉·唐纳德·汉密尔顿(William Donald Hamilton)是伟大的学者,也是费希尔的“雌松鸡喜欢漂亮的雄松鸡是因为她们的儿子也会很漂亮”理论的支持者。他在解释“丑男何处来”的问题时,迈出了很大的一步:他解释了为什么生物需要有性繁殖。

有性繁殖规定了,要两个生物才能产生后代,无性繁殖的效率比它高一倍,所以男欢女爱真的是一种很奢侈的东西。汉密尔顿的解释是,美国生物学家利·范·凡瓦伦(Leigh Van Valen)提出的红色皇后理论(Red Queen Hypothesis)。

这个奇怪(但看起来很帅)的词,来自英国数学家刘易斯·卡罗尔(Lewis Carroll)的童话《爱丽丝镜中奇遇记》,红色皇后是里面的角色,在她的世界里,地面会飞快地移动,人必须不停奔跑,才能留在原地。不知道跑步机的发明者有没有受到卡罗尔的启发。

还是说动物吧,*简单的例子:猎豹必须抓到瞪羚,否则就会饿死。经过一代又一代的激烈竞争,跑得慢的猎豹饿死了,活下来的都是精锐中的精锐。然而今天的猎豹,虽然有100千米的时速,像跑车一样酷炫的流线体型,它们捕到的瞪羚却不比祖先多。因为猎豹遭受生存竞争考验的同时,瞪羚也在遭受考验,只有跑得*快的瞪羚才能生存。

猎豹和瞪羚都被拴在红色皇后的跑步机上。两方不断地进化,越跑越快,但它们得到的东西,并没有跑得慢的祖先多。猎豹没有杀绝瞪羚,瞪羚也没有饿死猎豹。

真正的敌人

跑得更快的猎豹是从哪里来的?基因突变。偶然有一些变异会使猎豹跑得更快。有性繁殖丰富了基因多样性。有性繁殖会结合父亲和母亲两方的基因,你可能有来自母亲的血型基因和来自父亲的眼睛颜色基因,因为基因很多,混合的花样也是千奇百怪,所谓龙生九子,各有不同。如果所有生物都依赖无性繁殖,大家长得都一模一样,没有谁跑得更快,红色皇后的竞赛就会无法开场。

这样说来,有性繁殖是为了对付猎豹和瞪羚而存在的?

汉密尔顿要插一句了,瞪羚的对头就只有猎豹吗?

毛发上有跳蚤,血液里有细菌,细胞里有病毒,这些都是瞪羚的对头,也是我们的对头。虽然你不太可能在《动物世界》里看到跳蚤一家,但它们比猎豹要厉害得多。大型的捕食者虽然可怕,但充其量不过那么几种,细菌则是所有生物中家族*兴旺的,一撮土里就可能包含几千种细菌。病原体的杀伤力也是无与伦比的。在我们这个时代,每年有1亿人染上疟疾,100万~200万人死亡。历*可怕的一次瘟疫,可能是1918年大流感,波及美国、印度,中国和欧洲的一些国家,死亡人数以千万计。

更糟糕的是,病原体的寿命短暂,繁殖迅速,更新换代也快,细菌一天能繁殖几千代,它们产生的基因突变数量超过我们,所以它们的进化速度也超过我们。细菌以惊人的速度产生对抗生素的抗药性,让医生头疼不已,这都是进化活生生的例子。

土豆和蜗牛的防御战

可怕的病原体就像小偷一样,想溜进我们的细胞,而细胞经常是大门紧闭。如果有少数变异的细菌,能撬开“门锁”,它们就可以享受人肉盛宴,繁殖许多后代,家族兴旺。

如果所有生物都是无性繁殖,直接复制母亲的模样,所有人(生物)的防御措施都一样,“小偷”只要会开一种锁就可以吃遍天了。

无性繁殖的“锁”,不利于抵抗细胞的“小偷”,可以在人类社会中找到例子,那可是血淋淋的教训。土豆通常是无性繁殖的(种块茎而不是种子),我们种的许多土豆,都有相同的基因,如果一种病原体攻破了它们的防线,就是兵败如山倒。历史上,1845年爱尔兰爆发过一次严重的大饥荒,主要原因之一就是霉菌导致的马铃薯晚疫病(Potato Late Blight)杀死了大量的庄稼。

不能指望一招鲜,防守严密固然重要,推陈出新也很重要!

这时,就需要汉密尔顿带着他的有性繁殖……啊不,是有性繁殖理论来拯救我们了。

有性繁殖会产生多种多样的后代,虽然很多基因突变是中性的,但跟病原体做斗争,需要的不是前进,而是改变,只要换一把细菌认不出的新锁,不管新锁的防盗功能是否更好。细菌面对陌生的防御战术,就会吃瘪。在红色皇后的竞赛里,有性繁殖在我们身后猛推一把,让我们可以跟跑得飞快的细菌病毒并驾齐驱。

我们也可以讲一个自然界的例子,生活在淡水里的小螺蛳——新西兰泥蜗(学名Potamopyrgus antipodarum)。这种小动物可以有性繁殖,也可以无性繁殖。侵染螺蛳的寄生虫,大多生活在湖边浅水里。科学家们惊喜地看到,浅水里有性繁殖的螺蛳多,深水里无性繁殖的螺蛳多。克隆螺蛳生育速度快,然而在病原体流行的世界里,有性繁殖的螺蛳能发挥自己的优势。

寄生虫创造爱情?

汉密尔顿对病原体和有性繁殖的问题情有独钟。他与美国女生物学教授马琳·祖克(Marlene Zuk)还提出了一个理论,不仅有性繁殖是和病原体斗争的结果,有性雄松鸡长成美男,本身就是证明,自己能和病原体做斗争。

汉密尔顿和祖克比较了许多鸟类,发现那些雄性*花哨、*虚荣的鸟,通常也生活在寄生虫、细菌泛滥的环境里。这可以说是一个常识:得了重病,雄性动物就很难长出华丽的装饰品。例如,判断公鸡健康的一个标准是鸡冠红艳,感染了寄生虫的公鸡,鸡冠会变得苍白,表面光秃无毛,如果存在寄生虫,一眼就可以看出来。

雄性动物炫耀这些特征,似乎正是说明自己的免疫力优秀,可以抵抗病原体,这倒让我们想起了扎哈维的答案。背负着“绣花枕头”特征的雄松鸡,实际上是*厉害的英雄。

此翁白头真可怜,伊昔红颜美少年

病原体是如此可怕,如果有一只松鸡(甚至一个人),天生具备与众不同的基因,与众不同的防御手段,就可以成为*受欢迎的美男子。因为健康,它的羽毛和气囊会格外华丽,也格外吸引雌松鸡的注意。然而好景不长,美丽的雄松鸡会成为一大堆孩子的父亲,这虽然是一件好事,但也埋下了潜在的风险。它的子孙越多,越多的松鸡会拥有相似的免疫系统。

如果有细菌,通过基因突变获得新的办法,冲破华丽雄松鸡独特的免疫系统,就能一举消灭一大批松鸡。风水轮流转,当初美男子战胜细菌,靠的是自己基因的稀少和陌生,现在它已经不再稀有。

现在我们得到丑男出现的答案了。自然界不断在重复,白马王子出现——火一阵——衰落的循环。今朝的红颜子,很可能明天就变成白头翁。与此同时,另一个与众不同的白马王子崛起,重新度过一段短暂华彩的日子。也许使每一代松鸡倾心的,都是一样的美貌,但尾羽和气囊所代表的基因已经变更了无数代。

根据汉密尔顿的理论,今天成功的基因,明天说不定就不成功,松鸡始终无法一劳永逸地摆脱细菌,细菌也不能把松鸡斩尽杀绝。土地移动不停,必须飞跑才能留在原地。这是一个轮回,短暂而璀璨,矛盾而荒诞。眼看他起朱楼,眼看他宴宾客,眼看他楼塌了,鸡生如戏,一切的背后,是一场红色皇后的赛跑。


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