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“利维坦”(微信号liweitan2014),也就是我本人(写诗的时候叫“二十月”)的订阅号,纯粹个人兴趣——神经基础研究、脑科学、诗歌、小说、哲学……乱七八糟的什么都有。
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友好者生存:进化论的非暴力版本

利维坦  · 公众号  · 热门自媒体  · 2017-04-13 08:58

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并不是恶劣环境在驱使进化,而是进化使得在恶劣环境下生存变得可能。


对喜欢独处的老鼠来说,使之能有效保持足够体温的方案空间非常小。这对于种族而言是雪上加霜。 首先,如果可行的方案空间有限,倚靠随机的方法进行进化就如同大海捞针一般。其次,一旦找到解决办法,探索后续、潜在的有益变异也会更难。 当一个物种在 生殖成就空间 中沿着狭窄山脊缓慢移动时,走错任何一步都可能将其推向灭绝。在研究者模型中,抱团取暖可以用来对抗对于动物隔热(animal’s insulation)的自然选择,在不危及维持理想体温的能力情况下,允许基因更灵活地控制它们的新陈代谢来。这样一来便缓和了 生殖成就空间 的山峰,后代可以迅速探索适应一片广袤的适应度地形,并积累更多样的变异,以提供一个更丰富的基因谱,为应对日后的环境变迁进行选择。 当然,松弛选择也会增加许多潜在的有害变异,因此需要权衡。但当自然选择松懈,种群更自由地探索 生殖成就空间 ,它们也许会更快地在大型适应性创新中栽跟头。


抱团取暖可以用来对抗对于动物隔热的自然选择


作者们将温血动物(warm-blooded animals)的进化与冷血爬行动物并行绘制。 看起来,爬行动物的一个旁系在它们开始维持高体温之前,演化出一种用来松懈自然选择的隔热因素,比如皮毛或较大的身体质量。小型温血动物则面临着更大的新陈代谢挑战。 因为它们容积表皮比例(ratio of surface area to volume)太高以至于它们会散发大量的热。一旦隔热发生,原始哺乳动物(proto-mammals)的新陈代谢会更自由地变异,并碰巧发现稳定的体温。而且,当这些动物“开发出”了温血模式,他们便意识到一大优势:最早的哺乳动物习惯在夜间捕猎和进食,从而开创了一个新的生态位(niches),最终产生出进化上有优势的动物。作者们认为老鼠可以通过抱团有效地形成一个“超级有机体”。 共享热量使它们不必进化出更大的身体,就能在行为上接近更大型有机体所固有的好处,进而使它们能更自由地改变自身的新陈代谢。 虽然 计算研究 让我们能模拟出需要在自然界中花上千年才能展现结果的实验,但是,鉴于任何模型所必需的假设和简化,我们必须对 计算研究 采取一些保留态度。


通过研究相关物种的系统发生史(phylogenetic history),我们可以开始在现实世界中,将行为的相互影响与演化动态相关联。今年,通过跟踪鸟类进入新生态系统的行为,分析鸟类之间已知的基因关系,瑞典隆德大学的科学家分析了4000种鸟类的繁育策略 合作繁殖策略(cooperative-breeding strategies)常见于恶劣环境,这点一直广为人知。这种假设认为, 困难的条件会鼓励物种进化出(至少是针对近亲的) 社交行为 。但如果这个假设的因果颠倒了呢?通过分析鸟类的迁徙历史,研究者们发现,那些在宜居环境中已经进化出合作繁殖行为的物种,移居至恶劣环境中的几率是没有合作行为的繁殖者的两倍。研究者们推测,合作缓和了不可预测的繁殖季节,使得已经适应群居的种群能在涌入新的生物位时更加成功。 艰困的环境不能驱动行为的进化,是行为使其得以殖民 恶劣环境


生态位是一个关系网,不只在一个物种和它的栖息地之间,还在该物种和在同一空间中共存的其他所有物种之间。


我们倾向于认为生命与它的栖息地可以分开讨论: 环境是一种容器,生命就像为了填满容器而去适应其形状的液体一样。 阿瑟·坦斯利爵士(Sir Arthur Tansley)在1935年初次提及生态系统(ecosystem)这个概念。他相信大自然犹如一部机器或工程师,通过生命和它所在的环境,绘制出能量和物质流动的地图。但是,正如我在二年级做鞋盒模型中学到的,生态位不是未经处理的关于动物所处环境的物质参数:盐度、碱度、湿度、温度。 它是一个关系网,不只在一个物种和它的栖息地之间,还在该物种和在同一空间中共存的其他所有物种之间。 与坦斯利的机械观相反,生态位跟进化一样充满动态。“古生物学家常说化石记录中的多样性爆发只是‘填补生态空间’,好像每一个新物种只是要在既存的棋盘上占上一个格,”古生物学家道格拉斯·厄温(Douglas Erwin)如是写道







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