為什麼生物用繁衍的方式進化,而不是改變自身?cc.cc2020-08-09 12:06:44

非專業人士的個人理解,可能有不準確之處。

生物一直用繁衍的方式進行演化,但生物也會透過改變自身來適應環境(不過限於較為高階的動物)。

為了容易理解,這裡用生物主動進化適應外界的語境來描述問題,但實際上根據進化論觀點演化是一個被動的優勝劣汰的過程。

一、繁衍

在早期的生物演化過程中,生物能夠依憑從而使自身得以做出改變的生物學基礎不多,當外界環境發生改變或者生物類群壯大得以遷徙(擴散?),基因突變幾乎是唯一能發生改變從而產生能夠適應新環境的個體的方法。

LUCA以至後面的早期單細胞生物應該是不具備任何感知能力的,生存能力也及其弱小,在這種情況下,繁衍帶來的基因突變是生物適應環境的唯一途徑。也正因為這是一個要拼臉賭機率的事情,所以早期生物發展經歷了一個及其漫長而艱辛的過程(寒武紀生命大爆發前,當然大爆發遲遲未出現也可能與環境等因素相關),同時,生物的演化也大都是一個動輒幾百上千萬年的過程。

由於生物想要演化出後天的智慧也極其困難且條件苛刻,所以繁衍這種生物與生俱來的演化方式自然會成為主流並沿用(或者,繁衍以獲得突變就是由基因所締造的生物所內定的演化路徑)。

在這種情況下,環境不斷變化,生物種群最容易適應環境的演化方式無疑就是:出生——篩選——繁衍——出生——篩選——繁衍——出生——······ 這樣的閉環,這個環中,只有經過了篩選的個體才能夠獲得繁衍的機會,同時,失去了繁衍能力的個體會額外佔用生存空間所以不應該繼續存活。想一想一些昆蟲(如蜉蝣等簡單昆蟲,蜜蜂等節肢類不在這裡進行討論)和多數植物的一生,這就是多數較低等生物的生存策略。

二、後天學習

想一想食物鏈中的多數消費者,以動物為代表群體,大體看來越靠近食物鏈頂端的生物是否也會具有更高的智慧(後天學習能力)?

為什麼生物會從上面的閉環中得以突破呢?問題就在篩選這個過程中。

封閉系統的熵只增不減,這是熱力學第二定律,但還有一個看起來與之相反的現象被稱為湧現,在極其廣闊的時空尺度上,有很多個體所組成的系統會產生原來不具備的功能(整體>個體之和)。但這裡要注意的是湧現只是在宏觀尺度上實現了部分有序,但整體上無法脫離甚至加速了系統的熵增。

由單細胞生物演化為多細胞生物的過程中,細胞群之間會透過湧現從而使生物進化出新的甚至極其複雜的能力(感興趣的可以瞭解一下眼睛的演變過程,典型代表)。(此處略過及其漫長的生物演化史)當生物透過神經細胞群得以實現感知能力後,簡單的趨利避害就成了生物的標配因為這會有利於具有主動行動能力的生物適應環境的篩選。

按照用進廢退來進行簡單的理解,生物的感知能力會不斷增強,因為這有利於生物透過篩選發育至性成熟並繁衍後代,但對於某一時代的生物而言,這一增強過程也是有天花板的 因為感知能力強大的同時會帶來更大的能量消耗。這也可以說明為什麼感知運動能力強大的生物都在食物鏈的較頂端,不過至於二者的因果關係 就是老雞蛋類話題了,別問,問就是相互促進。

還是由於湧現性,某些感知能力高度發達生物的神經系統甚至實現了兩項即使現在看來也十分逆天的能力:記憶和遺忘(不同於多數人直覺的是,後者可能比前者更加重要),這兩項能力結合,便實現了一種新的能力——學習。即是說,生物可以在個體的生命中透過改變自身的行為來適應環境(這與上面透過優勝劣汰來實現被動適應不同,這是一種真正意義上的適應),而不必以死亡為代價來反覆試錯。

當然,學習也會有高低階之分,從被捕食者到捕食者,學習行為會越來越複雜。牛羊等初級消費者由學習所形成的行為比例可能遠不及獅虎等捕食者,更不及人類等明顯具有學習能力的生物。

到人這一步,透過改變自身來適應環境早已經成為一種常態。甚至,由於學習能力的增長速度遠大於基因的演化速度,適應環境還不如直接改造環境來的方便。

從另一個角度來講,由於文明的技術爆炸,人類的基因演化遠遠落後於現代生活,適合採集漁獵的身體構造在996的環境,甚至在僅萬年以來面朝黃土背朝天的環境中出現了種種問題:近視,肥胖······不是環境改變了人類,而是人類自己改變了自己。

這還只是從陸生進化論的角度所得出的結論。其他非主流觀點,暫且不表,大致思路是一樣的。

為什麼生物用繁衍的方式進化,而不是改變自身?沒有理想的人很傷心2020-08-09 12:09:42

因為時間不夠。

演化是一代接一代的,這樣才能把改變普及到種族層面。改變自身那叫突變,突變個體死了就死了,突變出的性狀就沒了。

為什麼生物用繁衍的方式進化,而不是改變自身?王銳2020-08-09 13:08:25

如果僅僅透過改變自身進行進化適應環境,而沒有繁殖策略,那麼總數不變,死一個少一個。最後都死絕了。

所以繁殖是必須的,既然繁殖是必須的,那麼進化附屬在繁殖上更方便。

為什麼生物用繁衍的方式進化,而不是改變自身?晨光2020-08-09 22:39:45

前段時間看科學雜誌,有種說法近視眼有可能會遺傳。

雜誌上也沒有講明白是這個人屬於容易近視的人呢,後人也容易近視。還是這個人近視了那他的後人也會容易遺傳到他的近視眼。如果是後者那人類是可以透過進化自身並且遺傳下去的,那就流弊了

為什麼生物用繁衍的方式進化,而不是改變自身?你們的陳教官2020-08-13 18:08:11

因為生物不是機器人啊,機器人可以透過改造自己達到強化個體功能的目的,但是你能改造嗎?反正我是沒試過