第十九章 后达尔文主义 Postdarwinism

本质核心内容：探讨自然选择之外的进化力量

19.1 达尔文进化论不完备之处

1. 后达尔文主义：有一些微生物学家、基因学家、理论生物学家、数学家和计算机科学家正在提出这样的看法：生命所包含的东西，不仅仅是达尔文所说的那些东西。他们提出的重大课题是：自然选择的适用极限何在？什么是进化所不能完成的？在我们所能理解的进化之中或者之外，还有什么别的力量发生着作用？

2. 新达尔文主义：他人认为，我们在自然中所见的一切，都可以用“自然选择”这一基本过程来解释。这种立场可以被称为选择论。

3. 达尔文理论的缺陷：达尔文的立论，即自然选择可以扩展到解释所有生物，是基于逻辑推理的断论，但合乎逻辑的东西未必是实情。合乎逻辑是成真的必要条件，但不是充分条件。生物学家们并不能排除这样的可能性，即还有其他的力量在自然中发挥着作用，在进化过程中产生出和自然选择类似的效果。

4. 在计算机的大规模应用之前，科学包含两个方面：理论和实验。一个理论会构造出一个实验，同样实验则会证实或者证伪这种理论。但是，计算机那里却诞生了第三种进行科学的方式：仿真。一次仿真，同时即是理论也是实验。

5. 弄清楚复杂系统中的因果关系始终是一个难题，但也许，这种新的理解方式，即通过建立能够成功运转的模型替代物来对真实进行研究，却可以让我们绕过这样一个两难境地。

19.2 只有自然选择还不够

后达尔文主义提出，归根到底，进化过程中还存在别的作用。这些权威的变化机制重组来生命让其达到新的适应度。这些看不见的动因扩展了生命信息库，也许那证实自然选择所掌管的信息库。深度进化不一定就比自然选择神秘多少。他们把每一种动态共生、定向变异、跳变论或者自组织理论都看做是一种机制，一种从长远来看，作为对达尔文那无情的选择过程的补充，能促进进化不断革新的机制。

19.3 生命之树上的连理枝 Intersecting lines on the tree of life

1.  林恩.玛格丽提出了“细菌共生是祖细胞形成的核心事件”这一假设。共生也许是两个正常运转的简单系统合并为一个更大更复杂系统的意外现象。

2. 细胞间的基因转移——为共生关系提出的一种机制。一个系统的专有信息可以在不同的物种之间穿梭往返。新的细胞学认为，世界上所有的细菌就是一个单一、在基因方面相互作用的超有机体，它在其成员之中以极快的速度吸收并且传播基因的革新成果。另外，物种间的基因转移也同样会在包括人类的较为复杂的物种之间发生。每种类型的物种都在持续地交换基因，通常由裸露病毒担任信使，病毒自身有时也被纳入共生。

3. 进化的改变也许不是由细微渐进的差异积累而成的。大规模的常规共生行为能促成自然界中很多复杂现象——那些看起来需要多种创新同时出现才能达成的现象。它还能为进化提供另外一些便利条件，例如共生行为可以只利用合作而不是竞争的力量。

4. 也许没有共生，进化过程也可以直接获得有核细胞，但是完成这个目标可能要再花上10亿或者50亿年的时间。共生将散布在生命谱系中的各种经验和所得重新结合起来。

19.4 非随机突变的前提 The premise of non-random mutations

1. 自然选择是编辑，但不是作者，死亡清除了那些无能者，为新生者腾出了位置。

2. 非随机突变——内在选择：某些随机变异比另一些随机变异“更受优待”。

3. 定向变异——受环境影响诱发突变，细菌会自发产生突变来直接响应环境压力。不管是什么导致了定向突变，都提供了一种获得性遗传机制。

19.5 怪亦有道  Even monsters follow rules

内在论——变异的指令来自内部，一股内在力量，影响着有机体的外部形状。物种的出现很有可能不归功于自然选择，染色体的内部结构，以及发育过程中所积累的形态改变，发挥着等同于超出自然选择的作用，造成了生物组织的多样性。

19.6 化抽象为具体 When the abstract is embodied 

The bodies that genes wear play an incredible role in the gene's evolution. 

Hereditary information does not exist independently of its embodiment. Each biological egg cell, carries several libraries of DNA information outside of the chromosomes.

1. 间接反馈的一个主要环节在胚胎期的极早期阶段，就在基因化为肉体的那几个小时内。在这几个小时内，胚胎就是放大器，微小的改变会在发育过程中被放大。躯体的形成就是以这种方式跳过了达尔文的渐进模式。

2. 将微进化（从红玫瑰到白玫瑰）推而广之是无法解释宏进化（从虫子到蛇）的。进化过程是跳跃式的。

3. “化石断代”是达尔文理论的一个缺陷。化石记录中找不到中间形态的物种。

19.7 物以类聚 The essential clustering of life 

物种要么存续、要么消亡。它们只会在最不可思议且不确定的条件下才会转化为别的什么东西。总的来说，复杂的东西分别属于不同的类别，而这些类别会持续存在。类别的停滞不前才是正道。“有机的”实体并非具有无限可塑性。一个复杂系统的进化方向和方式都极为有限。

19.8 DNA并不能给所有东西编码

1. 基因组必须偏离其通常组合足够远，才能在外形上产生本质区别。当基因被竞争压力拉出其正常轨道时，它必须在物质层面上重组它的关联模式，以维持稳定。

2. 生物体在问世之前，在直面竞争与生存的自然选择之前，就已经两度受制于其内部选择——一个是来自基因组的内部约束，另一个则是来自躯体所遵循的法则。第三个方面的内部选择－一个基因被接受并随后被躯体接受的变化，还必须备种群接受，只发生在单体身上的变异，即便再出色，也必然随着单体的死亡而灰飞烟灭。

3. 任何跨越这些障碍而得以进化的新事物都足以令人惊叹。当某个物种奋力一跃，挣脱原有的稳定态时，同样的内敛性会诱使它进入一个新的内稳态——自然选择的影响依然微乎其微。

19.9 不确定的生物搜索空间密度

1. 如果可能的生命形式中密布着可行存在，那么单凭运气的自然选择在搜索这个可能空间时就会更容易一些。但如果可行的生命形式非常稀疏且彼此相隔很远的话，单凭自然选择可能就无法到达新的生命形式。

2. 如果可行的生物体空间是非常稀疏的，那么进化无疑需要一些引导。自然选择所奉行的试错方法，只会让你很快陷入不知身处何处的境地。

3. 共生、定向变异、跳变、自组织都是自然选择之外的可能力量。

19.10 自然选择之数学原理

1. 进化不是一个生物过程。它整合了技术的、数学的、信息的和生物学的过程。几乎可以说，进化是一条物理法则，适用于所有的群体，不管它们有没有基因。自然选择也许不该被称为生物学定律。它发生的原因不是生物学，而是概率论。

2. 自然选择并不是进化，进化也不等同于自然选择。自然进化也许只是深度进化最普适的一个方法。不同的进化在不同的尺度上、以不同的节律、用不同的风格运行着。此外，这种混合的进化随着时间的推移而改变，某些类型的进化对于早期的原型生命来说很重要，另一些则在40亿年后的今天承担着更重要的责任。

共生——便捷的信息交换以允许不同的进化路径汇聚在一起

定向变异——非随机变异以及与环境的直接交流和互换机制

跳变——功能聚类、控制的层级结构、组成部分的模块化，以及同时改变许多特性的适应过程

自组织——偏向于某种特定形态并使之成为普遍标准的发展过程