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《演化:跨越40亿年的生命记录》书摘


演化:跨越40亿年的生命记录 / (美) 齐默 (Zimmmer C.) 著 ; 唐嘉慧译. -- 上海 : 上海人民出版社, 2011
(世纪人文系列丛书,开放人文)
ISBN 978-7-208-06936-7


推荐序 冲一个达尔文式的“冷水澡”

  一般人不懂达尔文的自然选择说,绝对不是因为它观念复杂。再没有另一个伟大的理论,结构像它这般简单明了,以三项无法否认之事实,以三段论法推演出一个结论。第一,生物所繁殖的后代,不可能全数存活;第二,即使是属于同一物种的生物,也必定各个不同,第三,这些差异至少有一部分会遗传给下一代。根据这三项事实,便可演绎出自然选择的原则:因为只有某些后代可能存活,而平均说来,存活者都是较能适应当地环境变化的幸运儿,又因为这些后代都遗传了父母适应环境的特征;所以,平均说来,它们的下一代将更能适应当地的生存条件。
  令人无法下咽的,是这套阐述因果关系的理论,完全剥去了传统带来的安慰,比如对进步的许诺、自然界和谐的本性,或任何固有的意义和目的,这在哲学上的影响是深远而根本的。达尔文的这套机制,只能产生对地区环境的适应,它随时间而改变,而且不具方向,这意味着生命的历史没有目标,也不一定遵循进步的轨迹。(根据达尔文的理论系统,身体构造低等如肠胃寄生虫,充其量不过是寄主体内一小撮会摄食及繁殖的组织罢了,但它们在适应力上,却和擅用智谋、动作矫捷、自由徜徉在大草原上的肉食哺乳动物一样成功,前途同样光明。)而且,尽管生物体构造精美,生态系和谐有序,但这种生命层次只是生物个体无意识地为自身的繁殖而奋斗的结果,并非具有“更崇高”目的之自然法则运作的直接结果。
  达尔文的机制,乍看之下或许令人丧气,但深究后就会让我们欣然接受自然选择(及其他许多进化机制,小至断续平衡,大至自然灾难造成的集体灭绝),这有两项基本理由。首先,科学具有实质上的解放力量;了解自然机制,我们在受到现实事物伤害时,才有能力治疗及康复。比方说,明白了细菌及其他致病生物是如何进化后,我们才能了解抗生素抗体,还有艾滋病毒不寻常的突变能力,是怎么发展出来的,进而找到方法与其对抗。当我们体认到,现今所谓的不同人种全是不久前从同一个非洲祖先分支出来的,当我们检视各种族间微不足道的遗传差异时,我们便会明白数世纪以来茶毒人类关系的种族歧视论,完全没有事实根据。
  第二个理由是广义的,冲过达尔文式的“冷水澡”,面对现实后,我们才终于能够抛弃长久以来根深蒂固的虚幻期冀,即自然界这一实体可以提供我们生命的意义,并确认人类先天固有的优越性,或证实进化存在之目的即推送人类登上生命的巅峰。基本上,不论宇宙真实状态为何,都不可能教我们“该怎么活”或“生命的意义是什么”——因为这类有关价值与意义的道德问题,隶属人生其他畛域,诸如宗教、哲学与人文主义。一旦我们在别的畛域内作下道德决定,自然界的实相便可协助我们达到目标。比方说,当我们认同人皆享有不可剥夺之生存、自由及追求快乐的权利之后,存在于人类不同族群间细微的遗传差异,便可帮助我们了解全人类本是一体的。无论事实多么魅惑人,多么纯美,或多么不可逃避(肉体之衰败及死亡便是最明显的例子),事实终究只是事实,道德的正确性或精神上的意义,都属于人类不同的追求区域。若认定自然实体符合我们的冀望与需求——世间惟有真善美,一切皆为生而优越的人类制造——便极易掉入把现实与正义划上等号的陷阱。只有当我们意识到进化的自然道路充满神奇,生命的多样性与变化繁如织锦,“智人”不过是其中最蓊郁的那株大树上偶然出现的一小枝时,我们才终于能够抛开对道德真理及精神意义的追求,而以科学的角度探索自然界的各种事实与机制。当达尔文替“此宏伟之生命观”(引自《物种起源》最后一句话)下定义时,他便解放了我们,教我们从此不必再对自然提出过分的要求。这么一来,无论这个世界隐藏多么可畏的玄机,我们都能了无拘束、充满自信地深人探究。我们知道,我们对崇高意义的追求,绝不会受到威胁,因为只有人类的道德意识,才是它惟一的源头。

第一卷 迟来的胜利:达尔文与达尔文学说的崛起

  认为某种动物比另一种动物高等,是极荒谬的说法。人们经常高谈阔论具有智能的人类的出现是多么神奇,其实具备其他官能的昆虫的出现更神奇……看到地球表面覆盖着绝美的草原与森林,谁敢说智能便是世上惟一的目标?

  宗教源自本能的心理需求,而非对真神的爱。

  地球成形的时间和它最古老的岩石相差了 5 亿年。地壳不断遭到摧毁,同时被新的岩层取代。地壳由许多漂流的板块组成,岩浆从地心涌出,使板块的一边增厚,另一边下沉,埋入隔壁板块的下方。不断往地心下沉的同时,温度升高,板块慢慢熔解。这一部分所含的化石,亦随之毁灭。

  细胞分成三个步骤制造蛋白质。首先,细胞将双股 DNA 上的信息复制到单股的 RNA 上,再把 RNA 运送到名叫“核糖体”的蛋白质制造工厂里,进行最后一步:以 RNA 为模板,制造出一串氨基酸,新的蛋白质就此完成。
  达尔文在研究鸽子及藤壶期间所目睹且无法解释的变异,便是在 DNA 顺序改变时发生的。细胞可以准确无误地复制 DNA,但偶尔也会犯错。负责审核的蛋白质可以找出错误,加以改正,但难免有漏网之鱼。这类罕见的改变就是“突变”,有时只是改变 DNA 中一个字母,但有些改变却非常大。许多段 DNA 可以自动切离,然后移到别处重新插入,从而改变收容它的基因。有时在细胞分裂、复制 DNA 的过程中,可能多复制一整个,甚至一整组基因。
  基因突变是产生遗传变异的最根本原因,细胞中的遗传物质(DNA 或 RNA)能够经由许多方式改变,如细胞分裂时的复制错误、放射线的照射、化学物质的影响或是病毒感染。多细胞生物的基因突变,可依照发生的细胞种类分为两种。生殖细胞突变能够遗传到下一代;体细胞突变则通常限制在个体中。

  若想断定人类史的年代,科学家便可利用碳的同位素之一,碳 14,因为它的半衰期仅 5700 年,非常适合断定过去 4 万年内的年代。
  当不断从太空射人的带电粒子撞人大气中的氮原子内时,碳 14 便诞生了。但这种转化只是暂时的,碳 14原子迟早将衰变回复成氮原子,并在此过程中释放出一些次原子粒子。只要是活着的植物,便会不断吸收空气中带有新形成之碳 14的新鲜二氧化碳,所以植物纤维内便维持着一定程度的碳 14;吃植物的动物情况也相同。可是动植物一旦死了,就无法再吸收新的碳 14,随着这种同位素开始衰变成氮,碳 14的储量便逐渐减少。因此,借着测量死亡动植物组织内剩下的碳 14,便可推算其年代。

第二卷 创造与毁灭

第五章 生命树向下扎根:从生命之黎明到微生物时代

  生命创始的第一步是搜集原料。许多原料可能来自太空;天文学家已在陨石、彗星及星际微尘中找到不少生命的基本原料,这些物质掉落在正值婴儿期的地球上,散播细胞的主要构成要素,如构成 DNA 主干的磷酸盐和携带信息的碱基,以及制造蛋白质的氨基酸等。
  这些要素互起反应,可能形成许多类似生命的形态。当分子挤成一堆,彼此不断碰撞时,最易激发化学反应。早期的地球上,生物性物质的先驱可能全集中在雨滴或海浪掀起的水雾中。有些科学家怀疑生命发源地为中洋脊,即炽热岩浆从地幔(地壳与地心之间的部分)内冒出来的地方。他们指出,最靠近生命树基的分支为细菌及古生菌,它们都住在如滚水或强酸等极端环境中,因此它们很可能是地球最早的生态系之孑遗。
  科学家怀疑生物分子的先驱可能是自行组织起来,形成了独立的化学反应循环,一群分子借抓取周遭其他分子进行复制。早期的地球上可能有许多化学循环各自在进行,如果完成循环所需的必要条件相同,便必须互相竞争,效率最高的循环将淘汰效率低的。换言之,化学进化先进行,然后才是生物进化。
  这些分子最后终于产生出 DNA、RNA 及蛋白质。

  生物学家发现只要有适合的环境,进化可以让 RNA 学会做它在自然情况下从来不会做的事。经过进化的 RNA 不仅能切分 DNA,还能切分别的分子;它可以连接到原子或整个细胞上;也能把两个分子连在一起,创造出一个新分子。若经过足够的进化,它甚至可以结合氨基酸一这正 是制造蛋白质的关键步骤。它也可以把一个碱基加到自己的磷酸盐骨干上;换言之,即使细胞内没有 DNA 或蛋白质,RNA 也可以进化出执行大部分工作的能力。
   RNA 的进化能力如此惊人,生物科技公司现在正企图将它转化成抗凝血剂等药物。乔伊斯等人的研究结果显示,RNA 可以在早期的地球上同时扮演 DNA 及蛋白质的角色。许多生物学家现在便把生命发轫期称为“RNA 的世界”。
   RNA 进化之后,接下来出现的可能是蛋白质。RNA 世界发展到某个阶段,新形态的 RNA 可能进化出连接氨基酸的能力,有了蛋白质,RNA 复制的速度可能比孤军奋斗时更快。稍后,单股的 RNA 便可能建造出双螺旋股的好伙伴:DNA。后者不像前者这么容易突变,因此较利于储存遗传信息。一旦 DNA 及蛋白质出现,便可分摊许多 RNA 的工作。今天 RNA 仍具关键性,但昔日的威风只留下几许痕迹,自行编辑的能力便是其中之一。
  这时,我们熟悉的生命正式开始,然而对 RNA 而言,生命却从此改观,因为 RNA 的世界已走到尽头,进入了 DNA 的世界。

  细菌及其他微生物可以像人体细胞那样自行分裂,一分为二,各带一套 DNA。如果细菌在复制其中一个基因时出了差错,便会产生一个突变的后代,那个突变体的每个后代也都会接收它突变的部分。只是,微生物在诞生后,仍能获得新的基因。
  许多种细菌拥有与染色体分开的环状 DNA,它们也能携带基因。细菌可将这些称做“质体”的环状物传给另一个同种或不同种的细菌。病毒也可以当细菌的信差,带走寄主的 DNA,然后注人另一个细菌体内。有时候细菌染色体上的某些基因甚至可能自行切离,钻入另一个微生物体内。细菌死亡时,DNA 自爆裂的细胞壁内涌出,有时会被别的细菌捡起来,纳入自己的基因组内。
  早在 20 世纪 50 年代,微生物学家便观察到细菌会互相交换基因,但他们不知道这类交换对生命史的影响是什么。或许微生物交换基因的频率很小,因此这类互换并未留下任何痕迹。直到 90 年代末期,科学家才有机会发现真相,他们开始为微生物完整的基因组定序,结果令人咋舌:许多细菌有颇大一部分基因原本竟属于远亲物种。例如过去一亿年来,大肠杆菌曾 230 次从其他微生物身上捡来新的 DNA。
  微生物学家乌斯根据这些研究结果,针对地球生物的共同祖先提出一个全新的观点:当生命刚从 RNA 世界转变成 DNA 世界时,生命自我复制的方式还十分草率,既没有负责仔细校对的酶,也缺乏其他能够确保细胞忠实复制 DNA 的机制;安全设备阙如,突变猖獗。惟一能够保存数代而不被突变摧毁的蛋白质,构造都极简单;任何需要许多遗传指令的复杂蛋白质,皆岌岌可危。
  在如此脆弱的复制系统下,原始基因很容易从某个微生物转移到另一个微生物体内,而非代代相传。因为早期的微生物构造非常简单,流浪的基因很容易便可安家落户,协助新主人做家事,如分解食物、清除废物等。同时寄生性的基因也可能入侵微生物,利用别的基因协助它自我复制,其分身再逃出去,继续感染其他微生物。
  乌斯认为早期地球无所谓谱系,生命尚未独立分支,因此生命树的树基并非某单一物种。我们的共同祖先其实是所有活在早期地球上的微生物,它们就像一片流动的基因母体,覆盖整个地球。
  但流浪的基因终于发现寻找新家愈来愈困难。新的复杂基因系统开始进化成形,工作效率胜过以前的乌合之众。新的基因系统愈来愈专门化,能够精确复制 DNA,于是基因得以代代相传,形成清晰的谱系,三大主支于是从早期混浊的进化池中浮现:真核生物、古生菌及细菌。不过虽然它们各自独立,每一支的内在基因却都龙蛇混杂,提醒我们别忘了关系杂乱的过去。

  地球于 45.5 亿年前诞生,一开始的数亿年,巨大撞击不时熔化整个地球,在这段狂暴时期中出现的生命必将彻底毁灭;等到地球形成目前的体积,海洋也出现了,但每隔几百万年便有重达数百万吨的陨石从天而降。当这类撞击发生时,即使地球上有生命幸存,也只可能是躲藏在隐秘的庇护所内,如海底火山洞,否则就是全部灭绝。最后一次大撞击风暴约发生在 39 亿年前,再隔 5000 万年,生命已站稳脚跟,再过 3.5 亿年,复杂的微生物便出现了。

  基因复制发生的几率和单一碱基突变差不多,新基因版本一旦出现,可能遭遇几种不同的命运,如果它能制造出更多的原始基因所生产的蛋白质,便可提升这个生物的适应力。例如,该蛋白质若是处理食物的要素之一,那么多制造一些蛋白质便能提高生物进食的效率。因此自然选择必将保留复制基因,一如其原始版本。可是有时新复制出来的基因却是多余的,在这种情况下,新版本基因所发生的突变并不会对携带它的生物造成任何影响,因为原始基因仍继续坚守岗位。多半时候突变只是让复制出来的基因毫无用处,我们的 DNA 便充斥这类名为“假基因”的基因鬼魂。但也有些时候,突变可以转化复制的基因,让它开始制造新的蛋白质,执行新的工作。(生殖细胞的基因复制)
  细菌、古生菌及真核生物的基因组全都包含数以百计的复制基因,可以组成自己的基因家族,就像物种可以分门别类一般。不论是生物或基因的分类,都反映出共同的传承。基因家族是基因经过许多回合复制的结果,可上溯到生命最早期。换句话说,早期地球上的基因不仅突变,它还会繁殖。

  我们进行呼吸作用时,需依赖细胞内的一小点形状像香肠的线粒体。几乎所有真核生物都具有线粒体,靠着它们利用氧气及其他化学物质,制造细胞所需的燃料。19 世纪时,线粒体首度被发现,许多科学家便觉得它们很像细菌,甚至有些人宣称它们就是细菌,照他们的看法,呼吸氧气的微生物不知怎的入侵到人体每个细胞中,以提供燃料来交换庇护所。
  科学家早就知道有些细菌可以寄住在动植物体内,却不会造成任何疾病,有时甚至因此彼此受惠,这称为“共生”。例如,有些细菌住在母牛体内,可以消化寄主吃进肚里的硬草,然后牛再消化掉一部分的细菌。即使如此,细菌住在我们体内,跟住在我们细胞之内,仍是两码事,所以许多科学家仍抱持怀疑态度。

  在生命史的头 30 亿年里,微生物是地球上惟一的居民。这段漫长的时光并非进化倦怠期——这是以人类为中心的错误观点。以生化的角度来看,微生物时代其实变化万千:基因的全球性流动,不断创造出将能量转化成生命的新方法。惟有微生物经历过完整的进化过程之后,我们的多细胞祖先,即第一批动物,才可能出现。

第六章 意外的工具箱:动物进化的机遇及限制

  大部分的动物,包括人类,都使用一套标准的、建造身体的基因工具箱。其中有些工具可以制订动物身体的对称及协调性——前后、左右、头尾等;另外还有一套控制所有器官发育的基因。每个物种的这套工具箱都出奇一致,控制老鼠眼睛发育的基因,若移植到苍蝇体内,照样可以制造出苍蝇眼来。
  动物虽然千变万化,却全都遵循某些固定的法则,因此你看不见六只眼睛的鱼或七条腿的马。这套工具组似乎同时封闭了某些进化的路径。
  其实鱼类在几百万年前尚未离开海洋的时候,已经进化出脚和脚趾,只不过这个设计凑巧让脊椎动物用来在干燥陆地上行动而已。动物所经历的一切伟大转化,都内含同一个教训:进化只能利用生命史早已创造出来的成品,东修西补一番。

  当脊椎动物胚胎开始成形时,背侧及腹侧的细胞都具备变成神经元的潜能。但我们并没有生出顺沿腹部的脊髓,那是因为脊椎动物胚胎的腹部细胞会释放出一种名叫 Bmp-4 的蛋白质,抑制细胞变成神经元。Bmp-4 逐渐从胚胎的腹部扩散至背部,沿途抑制神经元之形成。
  倘若 Bmp-4 一直扩散到另一侧,脊椎动物胚胎便不可能形成任何神经元。然而随着胚胎的发育,其背部细胞会释放出一种可以阻挡 Bmp-4 的名为“脊索汀”的蛋白质,保护胚胎背部不受 Bmp-4 影响,让细胞转变成神经元,最后发展出顺沿背侧的脊髓。
  寒武纪物种大爆炸期间,脊椎动物的新发展,还不只一根横贯背部的脊髓而已。靠着拨弄那个基因工具箱,它们还进化出眼睛、复杂的脑及骨骼。脊椎动物因此变成游泳健将及高明的猎人,从此成为主宰海洋与陆地的掠食者。

  吃草及狩猎所造成的新压力,可能更进一步引发物种的多样化,影响范围不仅止于动物界,也包括藻类。早期化石记录中最普遍的一群藻类为疑源类。寒武纪之前,这种藻类既小又没什么特征,可是在寒武纪大爆炸期间,它却突然进化出刺及其他装饰物,而且体积也变大许多。这些都可能是为了对付食藻动物而进化出来的防御武器,令敌人难以下咽。食藻动物则进化出对付这些防御武器和防御自身掠食者的武器,诸如刺、壳与甲胄。掠食者接着必须研究出新的攻击方法,进化出爪、利齿、钻孔器,以及更敏锐的感官。寒武纪大爆炸于是演变成一场自己给自己添加燃料,愈烧愈旺的大火。

  动物已进化出令人眼花缭乱的多样性,从白鹭鸶到树袋鼠,从锤头鲨到吸血蝙蝠及海蛇,不一而足。但这些动物却都有两个眼睛、一个藏在颅骨内的脑和分布在骨骼周围的肌肉。进化或许极富创造力,但它的范畴却并非无边无际。其实进化处处遭掣肘,并且危机四伏。
  生物如果突然经历急速的进化转型,新物种就必须找寻其生态龛位(生物在其生态环境中所占的位置)。非洲维多利亚湖的慈鲷鱼各自进化,有些去刮石头上的藻类,有些吃昆虫,有些吃湖里其他食物。第一批刮藻的慈鲷可能技术很差,但因为没有竞争敌手,技术差也无妨。随着这批慈鲷进化,又替更多种慈鲷创造了新的生态龛位:一口即可吞噬它们的掠食者,耙鳞者或偷蛋者。生命本身便能制造新生态龛位,但这种创造力终有尽时,物种迟早必须开始为有限的生态龛位竞争,有贏家,也会有输家。住在马拉维湖、坦噶尼喀湖等年代较古老的湖里的慈鲷,多了几百万年进化时间,但它们所创造出来的生态龛位,却并不比较年轻的维多利亚湖多。
  或许寒武纪大爆炸便是因为其生态系统已客满而结束的,就像上述情况。在寒武纪大爆炸期间,地球上首度出现身手矫捷的大型掠食者,以及掘穴和吃藻类的动物。很可能这些动物已占据了所有可能存在的生态龛位,而且进化出超强适应力,因此不允许新来者现身。新型动物在没有机会尝试新设计的情况下,不可能站稳脚跟。
  有时候物种进化爆炸也可能戛然而止,因为所创造出来的复杂基因会自我阻断发展途径。早期动物的构造都极简单,只有几种不同型的细胞,控制发育及组合的基因也很少。到了寒武纪大爆炸末期,其子孙已进化出许多不同型的细胞,建造身体的基因网络的互动也变得很复杂。很多时候建造某个部位的基因,会被借去建造好几个不同的部位。比方说,霍克斯基因群不仅负责建造脊椎动物的脑及脊椎,同时还负责造鳍及脚。当一个基因必须兼顾多项不同的工作时,就很难再改变,因为即使某个突变可以改进它负责制造的某个部位,却可能彻底破坏别的部位。进化在寒武纪初期及末期的操作方式,好比企图重新装潢一栋平房与一栋摩天大楼,差异极大。

  因为进化只能修补,所以不可能产生最佳设计。尽管它创造出许多赞不绝口的结构,但很多时候却只能勉强凑合。比方说,我们的眼睛虽然是了不起的录像摄影机,但在某些方面却有根本上的瑕疵。
  当光线进人脊椎动物的眼睛时,它会穿透胶状物,照在视网膜上的光感受器上。但视网膜内的神经元其实朝向后方,仿佛在凝视我们自己的脑子似的,光线因此必须绕过好几层神经元和一片毛细管网,最后才抵达能够感光的神经末梢。
  光线照在视网膜朝向后方的光感受器上后,光感受器又必须将信号穿过视网膜的许多层结构,才能传回眼睛前方。传送期间,神经元会处理信号,把影像调清晰。视网膜神经元的最上层与位于视网膜顶端的视神经联结,视神经为了从眼睛到达脑后方,又必须穿越重重神经元与毛细管。这样的构造,被美国进化生物学家威廉姆斯毫不客气地批评为“愚蠢的设计”。重重的神经元与毛细管就像一层面具,破坏了最后照在光感受器上的光线品质。为了弥补缺失,我们的眼睛只好不断细微移动,所看见的影像周遭的阴影才会不断移动,让我们的脑组合这许多劣质画面,删掉阴影,再创造出一个清晰的影像。
  视网膜神经元附着在视网膜上方的视神经上,这又造成另一项缺陷,因为视神经会把照进来的光线遮掉一部分,在每只眼睛里都形成一个盲点。幸好脑可以组合两只眼睛的影像,互相抵消盲点,创造一个完整的画面,盲点才不至于引起太大的问题。
  眼睛还有一个很笨拙的设计,即视网膜固定的方式。由于光感受器具有纤细的毛状神经末梢,不可能牢牢黏附,而是松松地连在一层形成眼睛衬里的细胞(称做“视网膜色素上皮”)上。色素上皮是眼睛不可少的构造,不但负责吸收多余的光子,阻止它们反弹回光感受器上而模糊掉接收到的影像,同时还含有血管,可供给视网膜所需养分。当视网膜淘汰老旧光感受器时,也通过它排出废物。然而色素上皮与视网膜之间的联结异常脆弱,眼睛因此无法承受太大的虐待,只要朝脑袋上重击一下,便有可能使视网膜脱离,在眼睛内随处漂浮。
  若不生成这个形状,眼睛照样可以运作得很完美。试比较脊椎动物和枪乌贼的眼睛:枪乌贼的视力极佳,可以在几乎完全黑暗的地方追踪猎物。它们的眼睛也和脊椎动物眼睛一样,呈球状,且具有水晶体,可是当光线射进枪乌贼眼睛的内壁时,光线不必费力穿透纠葛且往后长的重重神经元,立刻就照在枪乌贼数目繁多的感光视神经末梢上;然后视神经末梢再把信号直接传送到枪乌贼的脑部,不必再走回头路,穿越层层横亘其间的神经元。
  生物学家拉卡利发现,文昌鱼的眼点及脊椎动物胚胎的眼睛有惊人的相似。
  类似文昌鱼的脊椎动物祖先,其眼点进化成一对杯状感光器,从神经管伸展出来,这种形状所捕捉到的光线比扁平的眼点多,随后其曲度逐渐增加,变成球状眼睛,可以在视网膜上形成影像。不过,因为脊椎动物的眼睛脱离不了文昌鱼的根本设计,所以视网膜神经元仍然背朝着射进来的光线。
  脊椎动物祖先眼点的构造,令日后眼睛的形态在演变时大受限制。进化只能根据类似文昌鱼的构造及其发育原则尽量发挥。为了把一个眼点变成一只真正的眼睛,我们只好忍受盲点、分离式的视网膜,以及劣质的光线。然而,比起完全无法形成任何视像的状态,这些不可避免的缺点都不算什么了。
  一旦脊椎动物的眼睛进化出具有水晶体、胶状物质及朝向后方的视网膜后,许多谱系便配合自己的环境,进化出新版本。好几种陆栖脊椎动物,尤其是鸟类及人类等灵长类,更进化出威力惊人的视力,在范围极小、称为视网膜“中央凹”的区域内,发展出一片密度极高的光感受器;通常会阻挡射进来之光线的神经元,则被推挤到周边。可惜即使拥有这么多的新发明,朝向后方的视网膜依然故我。5.3 亿年来的进化限制,使得我们的子孙永远不可能拥有枪乌贼般的视力。

  进化囿于某些限制,但这并不表示它会以稳定、可以预测的方式转化及发展。

  进化既非稳定的进步,也不可能走回头路。进化即改变,如此而已。四足动物在 3.6 亿年前勇敢地爬出水面,但它们的后代又返回水中超过数十次。它们并没有退化成文昌鱼,更不用说肉鳍鱼类;相反地,它们变成全新的动物,例如鲸。

第七章 灭绝:生命的结束与再开始

  哺乳类历经了属于它们自己的进化大爆炸,从此,哺乳类主宰陆地,又在海洋中昌荣。然而哺乳类之所以能够经历这场爆炸,只是因为其他数百万种物种,包括海洋爬虫类及恐龙,突然消失了。哺乳类的崛起并非拜赐于循序渐进的稳定进步,却得归功于一颗来自太空的陨石,它将旧的一扫而尽,为新的开疆辟土。

  一波波灾难式的大灭绝是一项事实,殃及生命的整个结构,在地质学上的一瞬间,便摧毁了地球上 90% 的物种。造成大灭绝的嫌疑犯很多,包括火山、小行星,以及海洋和大气层的突然变化。这些罪魁祸首对全球的生物造成压力,一旦压力超过临界值,整个生态系统便如纸牌搭的房子般崩溃瓦解。而且每次大灭绝发生后,必须再经过千万年,生命方得恢复其多样性。大劫之后,生命可能彻底改观。旧的优势形态被扫除,新形态取而代之。人类的成功,其实也应归功于这种命运的转折。
  而且,看来我们目前正在进入另一阶段的大灭绝,不过这次造成破坏的原动力却是一种生物,即人类自己,创下地球史的先例。这次灭绝从几千年前人类首次登陆澳大利亚及其他大陆洲,并将大型原生动物赶尽杀绝时,便展开了序曲。而最近几个世纪,随着人类掌控整个地球,摧毁热带雨林,引进外来入侵者,击败本土生物,灭绝的脚步已愈来愈快。下个世纪,人类甚至可能造成地球温度升高,对濒危物种构成更大压力。一些人预测,地球上超过半数物种将在未来 100 年内消失。

  石灰岩的成分其实是微生物的骨骼,这些微生物在海水中结合钙与二氧化碳,形成碳酸钙,构成骨架。它们所用的碳,可能来自生物,如一片腐叶或一个死掉的细菌;也可能是来自火山的无机碳。

  人类很难想像大灭绝后的世界景象,因为我们从来没有类似的经验。不过,人类史上所记载的几次火山爆发事件,或许可以让我们一瞥 2.5 亿年前生物集体死亡后的生命景观。在爪哇和苏门答腊之间的巽他海峡(中,本来有一座名叫喀拉喀托的岛屿。公元 1883 年之前,航经该岛的人可以望见宁静的火山与围绕山边的森林。荷兰人 17 世纪初在喀拉喀托设立海军站,在岛上采硫矿及伐木;印度尼西亚人分住在岛上几座村庄内,种植稻米及胡椒,直到 19 世纪。但就在 1883 那一年,喀拉喀托突然变成了荒岛。
  那年 5 月,火山开始隆隆作响。一群荷兰火山观察家航至该岛,爬到其中一个直径长 980 公尺的火山口边缘上;他们看见蒸汽、火山灰和大如棒球的轻石碎片射向天空。接下来三个月,喀拉喀托岛恢复宁静,为高潮蓄势待发。8 月 26 日那天,火山爆发了!爆炸声传到数百英里之外。一擎烟柱蹿升达 20 英里高,阴暗的天空降下泥雨,岩石汽化后形成的云层以每小时300英里的速度飘过海峡,着陆后便往山上冲,将几千人化为灰烬。海啸从喀拉喀托岛向外卷,冲走几十座村庄,再波及全球,甚至英吉利海峡也为之一震。往后数月,火山灰一直飘浮在空中,令天空一片血红。1883 年 11 月,纽约及康涅狄格州的消防车全部出动了,因为西方火红的天空看起来仿佛许多城市在同时燃烧。
  那次爆发将 18 立方千米的尘土射入大气层,其中有 4 立方千米远及乎流层顶部。疾风带着它们环绕地球长达两年时间,遮翳阳光,形成燃烧般的夕照。
  火山爆发结束后翌日,一艘名叫“卢登总督号”的蒸汽动力船航经喀拉喀托岛,报告该岛有三分之二都不见了。本来火山所在之处只见一个深洞,深入水底数百英尺,周围环绕一串脆弱的、由焦土形成的群岛。喀拉喀托岛上的生物无一幸存,就连苍蝇也逃不掉。九个月之后,一位博物!学者登岛后写道:“尽管我在岛上努力搜寻,却找不到一丝动植物的迹象,只看见一只非常小的蜘蛛;这只奇怪的开路先锋当时正在织网。”
  几年之内,群岛上开始覆盖薄薄一层生命:藻青菌先在火山灰上形成一片胶状薄膜,接着蕨类、苔以及几种会开花的海滩植物开始发芽。到了 19 世纪 90 年代,杂生无花果树与椰子树的草原,开始在群岛上成形。除了蜘蛛之外,尚可见甲虫、蝴蝶,甚至还有一只巨蜥。
  动植物要跨越大陆与群岛间的 27 英里距离,必须渡海或飞行。一些植物的种子可以随着海流漂过巽他海峡。那只巨蜥可以游泳,其他的动物可以搭乘浮木或漂流的植物。蜘蛛靠着编织蛛丝气球,跨海登上喀拉喀托岛,鸟与蝙蝠可以飞到岛上,胃中携带着它们在大陆上吃下的水果种子。
  然而喀拉喀托的生命重返并不随意。首批登陆的物种是极能适应灾难的先锋——杂草类植物。之后,其他物种陆续抵达,形成一连串不同的生态系统,继往开来。首先成形的是草原生态系统,任何登陆群岛的动物,其生存条件便是能靠草原提供的食物为生;翠翼鸠与草原夜鹰成功落脚,蟒蛇、壁虎与一英寸长的蜈蚣也适应良好。但也有许多物种不能生存,还有些物种必须等到草原逐渐发展成森林,才轮得到它们。
  对某些树来说,时机至为重要。像岛上最成功的无花果树,必须仰赖某一种特别的黄蜂授粉,一粒无花果抵达喀拉喀托后,欲在岛上殖民,惟一的希望便是能替它授粉的黄蜂也随后赶到。如此不可能的事显然的确发生了,因为无花果树开始散布。动物大啖无花果,令森林内的多样性蓬勃展开。兰花等喜爱遮荫的物种现在也已站稳脚跟。日后森林将持续成熟,竹林接着生根茁壮,让青竹丝等蛇类及其他适应竹林生活的动物也能在岛上安顿。
  随着森林取代草原,许多早期抵达喀拉喀托的先锋物种都消失了。斑马鸠在 20 世纪 50 年代时已经绝迹,另外好几种动物靠着占据森林中因大树倾倒而打开一小片树冠天幕的地方苟延残喘。到现在,时隔 120 年,移居潮已缓和不少,喀拉喀托似乎在迈向平衡。
  岛屿生物多样性具有一定平衡点的理论,是由两位生态学家在 20 世纪 60 年代提出的。麦克阿瑟与威尔逊认为可以根据岛屿的面积,预测岛上的物种数量。第一批登上岛屿的物种拥有许多发展的空间,但随着愈来愈多的物种抵达,它们必须为食物及阳光竞争,因此数目一定会下降。愈来愈多的掠食者抵达之后,也迫使猎物的数目下降。倘若岛上某个物种的数目降得太低,只要一次暴风雨或传染病,便能彻底消灭仅存的少数个体。换句话说,每当有一个新物种出现,都将提高其他物种的灭绝几率。
  因此,每个岛屿上都有两股力量在使岛上物种总数呈拉锯状态:新物种(外来的和在岛上形成的)的加入,以及新物种的竞争压力所造成的灭绝。终有一天,岛上生物多样性将升高到某一点,从此两股力量彼此抵消。
  这个平衡点由岛屿的面积决定。小岛上栖地少、空间小,意味着竞争剧烈、灭绝经常发生,因此物种数目就少;大一点的岛屿则可容纳较多物种。照理说,喀拉喀托岛在火山爆发前所拥有的物种数目,应比爆发后所形成的任何一个面积较小岛屿上的物种数目都多。
  在喀拉喀托火山爆发前,几乎没人记录过岛上的野生生物。但现存有限的资料却显示当时的生态和现在完全不同。一位早期探险家曾记录在海滩上发现过 5 种陆栖淡菜;现在却有 19 种,而且没有一种和以前的一样。新群岛上的森林也变了,占大宗的树木都和过去不同。
  当生态系统重建时,可能真的会遵循多样性法则,但它却不会重复过去。不同的物种竞相占据空出来的生态龛位;喀拉喀托的命运主要取决于哪一种动植物先登陆,以及它们在面对竞争之前需要多久时间才能站稳脚跟。

  正常的进化法则一旦面临大灭绝便行不通。二叠纪末期,地球环境突然变得几乎不适合任何物种生存。随着众多物种消失,靠它们支撑的生态网随之崩溃,于是其他物种也跟着灭绝。幸存者或许天生拥有某种特质,才能活下去;或许它们的分布区扩及整个大陆洲或海洋,生存几率得以提高,因为少数个体可以躲藏在孤立的避难所内,逃过一劫;又或许它们可以忍受海洋内的低含氧量或陆地上的温度突然升高。不过这类特殊适应力,只在地球突然变成地狱的短暂时期内才有用。
  一旦大灭绝结束,进化又恢复正常运作。个体之间与物种之间的竞争再度展开,自然选择开始创造新形态的特征。但万一某个谱系在灾难来临时遭到歼灭,即便在正常游戏规则下它本可获胜,也没有用。
  劫后同时会带来爆发式的改变。大灭绝可以扫除多种优势生物,它们在正常情况下,本来可能排挤掉所有具竞争潜力的新兴物种。少了这种压倒性的优势,幸存者便可自由尝试新形态。恐龙之所以能崛起,可能完全是因为之前的优势物种单弓类遭到推翻。
  然而大灭绝后的解放并非毫无限制。即便在二叠纪到三叠纪大灭绝发生之后,物种竞争几乎降到零时,进化也并没有再创造出新的门,也没有哪种脊椎类谱系从此进化出九条腿。经过寒武纪大爆炸,动物的构造可能已变得太复杂,不再能借进化进行激进的改造。大灭绝后的进化只不过是在基本蓝图上,做些小变化而已。

  这种单弓类长得像狗,名为“犬齿龙类”;它们进化出一副新的骨骼,有了胸廓保护横膈膜,可以呼吸得更深,增加体力。它们也可能在这个时候进化出毛发,同时开始哺育幼兽——可能是从皮下腺体分泌液体,让幼兽吞食。最早期的乳液可能只是液态的抗生素,帮助幼兽抵抗传染病。慢慢地,进化在乳汁里又添加了蛋白质、脂肪及其他养分,让它们成长得更快。这些新发展合力帮助哺乳类的祖先保持快速的新陈代谢及维持体温。它们因此才能占据冷血动物所不能占据的新的生态龛位,例如,它们可以在夜间狩猎。快速的新陈代谢也让某些谱系进化出了较小的体型(小型动物不易维持体温,因为体温流失的速度取决于皮肤面积与身体质量的比率)。
  这一批小型的原始哺乳类的感官比祖先敏锐许多,为了处理新的感觉流量,它们在脑的周围进化出一层新的皮质,称做“新皮层”,专门负责将涌入的声音、视像及气味分类,转换成复杂的记忆,以认识周遭的环境。温血哺乳类很需要新皮层,因为它们新陈代谢快,必须随时补充燃料。蛇在吞下一只老鼠之后,可以休息好几个星期,可是哺乳类不能饿太久。靠着容积大的脑,再加上新皮层,哺乳类可以记得所有找得到食物的地方,在脑里画成地图。
  我们人类向来为自己的脑子而十分自豪,仿佛这项成就是个里程碑,立即便改变了进化的方向。可是对伟大的单弓类王朝来说,脑却无关紧要。历经二叠纪到三叠纪之间大灭绝的单弓类,才刚刚稍事喘息,结果在三叠纪末期又往灭绝的深渊滑落。
  沃德说:“我们总觉得哺乳动物是最优秀的物种,其实不然。恐龙在一对一的竞争中更胜一筹,因此它们接管了世界。我们常提到恐龙的时代一—其实那是它们从哺乳类手中夺走的。”往后 1.5 亿年,恐龙成为陆地上种类最繁多的脊椎动物,有些恐龙进化成了有史以来最大的陆栖动物。1999 年,研究人员在美国俄克拉何马州找到一只长颈恐龙背骨的片段,将它命名为“波塞东龙”(波塞东是希腊神话中的海神,也掌管地震)。古生物学家根据那根脊骨的大小,估计波塞东龙站起来有 6 层楼高,可以像踩碎一粒松果似的,把中生代最大的哺乳动物踩扁。
  美国自然历史博物馆的古生物学者诺瓦切克指出:“哺乳类的历史悠久,就和恐龙一样古老,可是在刚开始的 1.5 亿年内,它们微不足道,可以说是活在恐龙的阴影里,而且多半是小型动物,可能还是夜行动物,看起来没啥希望的样子。”

  陨石与其他在太空中漂游的物质,其化学结构与地球上的岩石截然不同(在 45 亿年前协助地球从熔化状态中成形的依,大部分都随其他金属沉入了地心。)。每年落入地球大气层中的微尘数以吨计,均匀撒在陆上及海底。

  过去 6500 万年以来,哺乳类虽然一直是陆地上的优势脊椎动物,却也必须适应好几次的进化震荡。今天的气候和第三纪开始时几乎完全不同;在 6500 万到 5500 万年之间,火山将大量二氧化碳喷入大气层,逐渐提高了地球的温度,直到棕榈树也可以在北极圈以北生长,加拿大看起来就像今天的哥斯达黎加。怀俄明州则是长得像狐猴般、在森林中奔驰跳跃的灵长类的家。
  地球一直没那么温暖过。过去 5000 万年来,世界平均温度持续下降,偶尔回升一点。也许我们可以把部分责任推给喜马拉雅山。当南亚次大陆撞上亚洲时,冲击力推挤出了那座嗟峨的山脉。含有二氧化碳的雨,落在新形成的山坡上;二氧化碳与岩石发生化学作用,形成的化合物被溪流带走,沉入海里。喜马拉雅山脉可能从大气层中抽取了大量的二氧化碳,使气候逐渐冷却。撞击力同时将喜马拉雅山北部的西藏高原推高,这个巨大的圆顶结构开始改变南亚的气候模式。行经高原的空气变暖后升高,为了填补空隙,必须将海洋上的潮湿空气吸过来,于是造成印度与孟加拉国的季风,同时将更多雨量带到喜马拉雅山,带走更多的二氧化碳,令地球的温室效应愈趋微弱。
  同时海洋内也在发生变化。白垩纪期间,南极洲的位置比现今北许多,而且气候温暖,海岸上充斥恐龙与树木。后来南极洲终于慢慢脱离澳大利亚,往南移,变得愈来愈孤立,直到它漂到南极为止。终年不化的冰层开始形成,将阳光反射回太空,使大气层冷却。

  当大气层内二氧化碳含量降低时,地球便会冷却。每年夏天两极冰块融化得越少,冰河就变得越大,最后直下数千英里,向热带逼近,直到某个触因发生,引起冰河撤退——或许是大气层内的二氧化碳含量又升高了。冰河撤退后,森林才能再度扩展。目前我们就活在两个冰河期之间的升平时代里,这一次的间冰期已延续了 1.1 亿年,可能还会再持续个几千年。
  如果在上一次冰河期末尾、人类抵达北美洲前夕,替这个大陆洲拍张快照,你会看到一幅巨型哺乳动物挤满大地的景象。有剑齿的猫科动物、美洲虎、猎豹、短脸熊、惧狼和别的食肉动物,忙着猎捕吃草和吃树叶的哺乳动物,诸如在草原上吃草的长毛象、在森林及沼泽区游荡的乳齿象,以及骆驼、马、犀牛、地懒。北美洲众多的哺乳类,是全球生物多样性爆炸的一个例子。化石记录告诉我们,物种数目在过去 1 亿年来不断攀升,研究人员推测,原因之一是泛大陆不断分裂成愈来愈小的碎块。在一个统合的超级大陆洲上,限制动植物扩展的藩篱比较少,因此变通力强的物种可以入侵较特殊物种的区域,把它们淘汰掉。但随着泛大陆的分裂,形成愈来愈多孤立的栖地,让更多物种茁壮,也形成愈来愈多的海岸线,供海洋生物进化。等到现代人类在 10 万年前进化出来的时候,地球上的生物多样性可能已达到有史以来的最高点。能够继承如此丰富的遗产,是很大的福气;但是,如果我们把它败光了,却会造成很大的恶果。
  各项证据皆显示巨型哺乳类及鸟类都在人类抵达后不久突然灭绝——有些个案远早于冰河期结束,有些则在冰河期结束后许久才发生。人类可能只用简单的长矛与弓箭,便造成了许多物种的灭绝。人类的祖先最先在非洲变成猎人,后来逐渐扩及欧洲和亚洲。被捕猎的动物在过去几十万年来,有足够的时间适应这项新的威胁。但现代人在 5 万年前开始迅速迁移至人迹未至的大陆及岛屿,当经验老到的猎人抵达澳大利亚及北美洲等地区时,他们的攻击形式令新遭遇到的动物措手不及,最脆弱的动物便是动作缓慢、繁殖速度又慢的大型动物。
  任何天生不能适应与人类共存的物种,都将注定灭亡。

  人口爆炸,加上最近几个世纪发明愈来愈优良的犁与锯,令野地以马尔萨斯的等比级数消失。更多人口带来更多农园与城市,同时需要更多柴火,后者当然得牺牲森林来提供。科技进步之后,开路深入森林与木材运输的速度更快,后果便是全世界半数的热带雨林(据估计,全球三分之二的物种皆存活于此)到了公元 2000 年时,都已遭砍伐或焚毁。
  人类接掌野地,动植物随之灭绝。有时灭绝现象非常明显——例如建水坝使得某种鱼类惟一生存的一条河流栖地枯竭。但有时物种不见得非等到栖地完全消失后才会灭种,分割栖地便足以造成灭绝。被分割的碎块就像岛屿,每一小块森林只能供养与其面积成正比的物种数量,它被分割时,若容纳了超过它能承受的物种数量,那么多出来的那些生物必得消失。万一某种生物特别倒霉,在每一小块森林里都灭绝了,那就一去不回了。
  美国东部大部分鸣鸟便拜分布范围广大之赐,才能在森林分割后劫后余生。欧洲移民到达该地前,住在森林里的 200 种鸣鸟,分布范围大都已扩散到美国东部以外地区。到了 20 世纪,东部 95% 的森林都已遭到砍伐,但幸好不是在短时间内一起被砍光。这种破坏从东北部开始向西波及,等到俄亥俄州的森林全部消失时,新英格兰已开始复原,所以在任何一个时段内,鸟类都有地方可躲,继续生存下去。美国东部在 20 世纪中已逐渐放弃农耕,森林复原之后,外移的鸣鸟又可以回家了。
  皮姆发现被孤立愈久的森林碎块,其物种多样性愈接近估计值。较新的碎块仍容纳了许多的多余物种,因为灭绝现象尚未使物种数量达到平衡点。灭绝也有半衰期,每期消失物种为总数的 50%;剩下来的物种中的一半将在下一个半衰期内消失,依此类推。皮姆在肯尼亚研究的鸟类,其半衰期大约为 50 年,这个结果与研究东南亚鸟类所得到的结果相同。换句话说,我们对全球森林所做的破坏,还要再等几十年才能看到真正的后果。
  除了摧毁森林及捕猎动物之外,人类还以第三种方式造成马哈乌雷普地区生物的灭绝:引入新物种,如老鼠、鸡、狗及山羊等。新物种的侵入被称为“生物入侵”;这些新来者,即“生物入侵者”,其实是造成今天全球性灭绝威力最强大的主因之一。不像捕猎或伐林,生物入侵一旦发生,便不可挽回。倘若人类停止伐林,假以时日,树还可以长回来。可是生物入侵者一旦在新家站稳脚跟,通常就不可能铲除。
  生物入侵在生命史上一点都不新鲜。300 万年前从北美洲长征到南美洲的哺乳动物,便是生物入侵者,它们突然面对一群孤立的动物,逼迫后者灭种。当卵与种子粘在鸟爪上,旅行到数千英里外时,生物入侵便发生了。可是在人类出现以前,生物入侵极少发生。大陆洲要撞在一起,耗时数百万年;横越大洋或搭乘鸟爪便车也都不容易。古生物学家估计,在人类抵达以前,平均每隔 3.5 万年,才有一种新生物登陆夏威夷:而且那些移民全是鸟类、蝙蝠等小型无脊椎动物。狗是不可能搭鸟爪便车空降夏威夷的。
  以今天的生物入侵速度来看,科学家怀疑它已成为全球生物多样性最严重的威胁之一,可与栖地破坏并驾齐驱。有些岛屿正面临失去大部分原生物种的可能,如毛里求斯岛上的原生物种已从 765 种下降至 685 种,同时却有 730 种外来物种以该岛为家。美国境内半数的濒危物种之所以濒危,也得归罪于生物入侵者。
  翻开生命史,这般排山倒海似的生物入侵乃前所未有的现象。在人类进化之前,大灾难曾突然毁灭整座热带森林或珊瑚礁,可是却从来没有这么多物种如此迅速地周游世界。生物入侵不仅可能协助造成大灭绝,还可能彻底改变自然界——即使在我们消失很久很久以后。

  要测量过去 5 万年来全球性灭绝到底有多严重并非易事,尤其是科学家甚至不知道现存物种到底有多少。然而所有可靠的预估都很悲观,我们似乎正处在一个比起过去 6 亿年来任何一次大灭绝都毫不逊色的灭绝时期。
  每年由一小群动物及植物学家所申报的新物种约计 1 万种。目前科学家已辨识了约 150 万种生物,至于还有多少尚未被发现,他们只能根据新物种被发现的速度,估计总数约为 700 万种,不过也有些人认为可能高达 1400 万种。这意味着地球上每 5 种生物中,至少有 4 种尚未被发现;而依照目前的发现速度,必须等到 500 年后才能将所有物种辨识完毕。但许多物种可能等不了这么久。如果连某种生物的存在都尚未被发现,你怎么可能知道该物种最后一个个体何时消失呢?
  皮姆的预估看起来虽令人心寒,其实却可能是低估了,因为他只考虑到伐木一个因素。其他因素,像是愈来愈多的飞机及货柜船穿梭于各大洲之间,势将使得生物入侵加速,造成更多物种灭绝。我们改变了大气层之后,也将迫使更多物种灭绝。

  根据研究人员的评估,到了 2100 年,地球温度将提高 1.4 到 5.8 摄氏度;气温变化最巨之处,则为北极及南极地区。
  现在全球暖化已开始显露出造成生命改变的迹象。北半球的生长季比起 1981 年提前了一周。因为空气中二氧化碳量提高,树长得更快,北美与欧洲的森林往山上延伸。1999 年对北美及欧洲 35 种不迁移的蝴蝶所作的研究,发现其中 63% 的蝴蝶种类在 20 世纪内分布范围都往北移了。就连蝉这种寄生虫也受到温暖冬天的召唤,开始北进。
  寒带的动植物——不论是住在极北或高山上——无处可去。向来对海洋增温至为敏感的珊瑚礁,也不可能拔脚迁往较冷水域。因此全球暖化很可能在未来 20 年内,推波助澜,摧毁世界上大部分的珊瑚礁。
  如果这类预估属实,我们将在接下来几个世纪内看见另一次大灭绝,全球过半的物种都将消失。别忘了我们所继承的地球,正值生物多样性的高峰,因此单就数量而论,这次灭绝可能是最严重的一次。
  从几个重要层面来看,这次灭绝和过去几次都不同。陨石不能改变坠落轨道,人类却能。这次灭绝到底会变得多严重,端视人类在未来几百年的作为。今天栖地消失与分割如此快速,保育生物学家集中目标,想在耗费最少力量的情况下,尽量拯救生物多样性。多样性在地球上,甚至在热带地区内的分布并不均匀,有几个地方,例如马达加斯加、菲律宾及巴西的大西洋沿岸森林,是所谓的“生物多样性热点”。高居前 25 名的热点包含了全球 44% 的植物种类及 35% 的脊椎类,其总面积却仅占全球陆地的 1.4%。若不加以保护,它们很快就会消失。平均来说,目前 88% 的热点原有总面积已遭破坏,而且这些地区的人口都在激增之中。这些多样化的摇篮诚需我们立刻投注关心及加以保护。
  倘若灭绝速度持续加快,不需几个世纪,世界便会变成一个均质化的地方;大部分分布范围有限的物种将灭绝,少数几种强悍物种则更加繁盛。如今世界上 90% 的农业仅以 20 种植物及 6 种动物为基础,随着人口增加,这些物种亦将持续兴旺。入侵者将继续蔓延,例如斑马淡菜,估计将在未来几年沿着各个水道分布于美国大部分地区。森林及其他栖地的破坏将危及大部分的原生物种,但少数物种却能得利:南美森林里的雨蛙可以在壶穴及暂时形成的池塘里产卵,狼蛛可以在野草上织网;一度为热带雨林的地区如今长满水韭及其他的石松类,就和 2.5 亿年前的情形一模一样。
  沃德指出:“只要人类不灭绝,只要人类还存在,每次在大灭绝之后激活的、创造新物种的那个进化水龙头就永远不可能打开。看来人类的未来还相当久远,我可以预见世界上的生物多样性会停留在低点。对我来说,这是一个悲剧。”
  但是,很可能我们也逃不过大灭绝。人类仰赖湿地过滤水源,蜜蜂替农作物授粉,植物固定土壤,而这些动植物必须仰赖健康的生态系统。生物学家曾做过实验,改变小块草原等简单生态系统的生物多样性,发现物种数目少,生态系统便容易发生干早或其他灾害。一旦我们的生态系劣质化,人类很可能也无法生存。当然,人类是地球上最有办法的物种,也许即使面对这样的灾难,我们还是能设法活下去。
  历经过去几次大灭绝,生命都能复原,甚至复兴。但经过目前这一次灭绝,生命未来的复原情况,很大一部分端视人类的命运而定。人为的全球暖化最后可能成为造成灭绝最重要的原因之一,尽管它不可能永远持续下去,剩下的油源与煤矿到底有限——大约 11 兆吨。根据气候学家卡斯廷的估算,燃烧掉这些矿物燃料,大气层中的二氧化碳指数将提高到今天的 3 倍,温度则升高 3 到 10 摄氏度。我们可以在几个世纪内耗尽这批能源,地球上的二氧化碳指数却需要几十万年的时间,才可能回复到和工业革命前一样的水平。即使等到大气层复原之后,甚至“智人”消失很久很久以后,我们引入世界各角落的生物入侵者仍将持续繁衍,持续控制它们周遭的生态系。它们将继续压抑其他动植物的进化。

第三卷 进化之舞

第八章 共同进化:编织生命网

  兰花与蛾这样的伙伴关系,并不是它们一开始出现就存在的,而是逐渐进化,变得愈来愈亲密,而且现在仍在持续进化中。举例而言,每一代植物都会针对昆虫调整自己的防御武器,而昆虫同时也在进化出新方法,克服植物的防御。
  这便是“共同进化”:一个物种的进化促使另一物种也进化。科学家发现,共同进化正是塑造生命最强大的力量之一。共同进化可以创造出怪异的身体结构,例如长 16 英寸的蛾舌头,同时也是创造生命多样性的主力,因为生物伙伴不断共同进化,衍生出千百万新的物种。我们若忽视共同进化这项事实,等于自寻死路;因为我们所吃的农作物,装订这本书所用的纸,以至于我们赖以为生的每一种植物,都有其牢不可分的共同进化伙伴。

  一朵花通常同时具有雄性及雌性生殖器,雄蕊上的花粉必须进入雌蕊,让种子受精。植物想交配时,并不能自己连根拔起去寻找配偶,所以花粉得想法子接近另一株植物的卵子,而且还不能乱找对象,必须找到同种植物的另一植株。
  对某些植物而言,让花粉随风飘送就够了。可有些植物却利用昆虫替它们传送花粉。
  普通的红花首蓿通常由熊蜂(俗称大黄蜂)授粉,倘若有一天熊蜂突然灭种,红花苜蓿若不赶快找个新的授粉伙伴,便无法繁殖,也将跟着消失。
  蜜蜂可以取而代之。通常蜜蜂只替另外一种名叫“人形苜蓿”的苜蓿授粉,但有些蜜蜂可能会开始吸取没人采的红花苜蓿的花蜜。刚开始,这批蜜蜂一定很辛苦,它们的舌头不像熊蜂那么长,可能吸不到太多蜜。但天生舌头特别长的蜜蜂就会满载而归,吸到很多红花苜蓿的花蜜,于是自然选择便会逐渐地将蜜蜂的舌头变长。
  同时红花苜蓿也可能开始适应新的授粉者——蜜蜂。形状更适合蜜蜂采蜜的红花苜蓿花朵,花粉传播的几率高。渐渐地,红花首蓿的花朵与蜜蜂便共同进化,彼此配合。

  绝大多数的开花植物皆仰赖动物授粉(开花植物共计 29 万种,只有 2 万种能够借风力或水力传播花粉)。有些植物不用花蜜,却提供树脂或油,让昆虫建筑巢壁,诱使后者替它们授粉。西红柿及某些植物甚至贡献出部分花粉;通常这些植物都将花粉藏在状似盐瓶的容器内,昆虫停在花上,以可以震动出花粉的特定频率震动翅膀,一边大吱花粉的同时,身上也沾满了花粉。
  虽然大部分替花授粉的动物是昆虫,却有 1200 种脊椎动物——大多为鸟类及蝙蝠——也在做同样的工作。就和授粉的昆虫一样,它们也塑造了植物伙伴的进化方式。用鸟授粉的花朵都用鲜红花瓣吸引鸟儿(因为昆虫是色盲)。和芳香的兰花不同,靠鸟授粉的花朵不具香味,因为鸟的嗅觉很差。这些花把花蜜藏在长而宽的管子里,配合鸟又长又硬的喙。倚赖蝙蝠授粉的花则在夜间开放,配合蝙蝠离巢觅食的时间。为了方便被发现,有些花进化成杯状,可以反射及集中蝙蝠赖以作回声定位的音波,吸引蝙蝠的注意力,引导它们来用餐。驯化的植物也和它们野生的亲戚一样,必须仰赖授粉者。没有后者,苹果园长不出苹果,玉米田结不出玉米。无论是驯化或野生的植物,都得仰赖别的共同进化伙伴,才不至于饿死。植物可以利用光合作用将二氧化碳和水变成有机碳,却很难从土壤里吸收氮或磷等养分。幸好许多种植物的根部都覆盖密密一层真菌网,可以提供它们所需要的养料。
  真菌会制造可以分解土壤的酶,吸收磷及其他化学物质。真菌将这些养分注入植物,并吸出一部分植物以光合作用制造出来的有机碳,作为交换。真菌的服务费用非常高昂,几乎是植物每年制造出的有机碳的 15%。但付这个费用很值得:若少了真菌,许多植物都长不大或很干瘪。有些种类的真菌还会杀死土壤中的线虫及植物的其他敌人,甚至可能协助植物抵抗旱灾及其他灾害。它们会储存从植物中吸出来的碳,利用自身的网络,运输到别处。若网络连接到一株缺碳的病株,便将碳灌入后者根部。森林、草原及大豆田并非只是由一群群孤立的个体所组成;在人眼可见、暴露于地面的植物之下,其实隐藏了一片共同进化的巨大矩阵。

  共同进化可以培养互惠的友谊,也很容易让物种变成不相上下的敌人。对猎物构成永久性威胁的掠食者,可以迫使被猎者进化出跑得更快的腿、更硬的壳,或更眩目的保护色。但它们的掠食者同时也可以进化出跑得更快的腿、更有力的颚骨,或更锐利的眼力。掠食者与猎物仿佛永远都在从事生物性的军备竞赛,敌对双方不断推出新发明,却也不断被敌方的进化击败。
  这种军备竞赛可以制造出蛮力或速度,也可导致精密的化学战。
  蛇与蝾螈之间的军备竞赛,并非以一个物种对一个物种作战的单纯形式演出——这不是进化工作的方式——而是同一地区的数百个族群,分头投入掠食者与猎物的斗争。比如旧金山湾区及俄勒冈北部海岸区等地,共同进化的速度超快,创造出毒性超强的蝾螈与抗性超强的蛇。但同一物种的分布范围内有共同进化的热点,也有共同进化的冷点。例如,更往北的奥林匹克半岛上的某些蝾螈就几乎不具任何毒性,吃它们的蛇也几乎不具任何抗性。布罗迪父子推测,每个地点的特殊条件会决定共同进化的方向。要进化出对粗皮蝾螈的抗毒性,是要付出代价的:蛇的抗性愈高,爬行的速度就愈慢。布罗迪父子至今不确知抗毒性与速度之间的交换关系,只知道因为爬得慢,具抗毒性的蛇遭鸟及其他掠食者攻击的几率较高。另一方面,如果某地的束带蛇经常遭到掠食者攻击,该区可能就是它与蝾螈共同进化的冷点(因为蛇无法承受进化出抗毒性的代价);如果某地的束带蛇以蝾螈为主食,因为别的猎物很少,该区可能就是进化的热点。无论形成热点及冷点的原因为何,蝾螈与蛇所进化出来的基因都将遍布这两者整个的分布范围。有时冷点可能会终止军备竞赛,但有时共同进化热点却会逼使整个物种走向致命的极端。

  虽然需要传播花粉的植物与昆虫关系友好,但许多植物却和昆虫是死敌。昆虫以嚼叶子、钻树干、吃果实,或其他破坏植物的方式为生。叶子被虫吃了,就不能行光合作用;根被咬烂了,水和养分便无法输送。如果被虫吃得太厉害,植物很可能就此死掉。即使虫只吃种子,也等于剥夺了植物的基因遗产。
  植物于是进化出构造性及化学性的防御来抵抗这些饥饿的昆虫。冬青植物进化出有锯齿边缘的树叶(若把锯齿叶缘剪平,虫子很快就能蚕食叶片)。有些植物在组织内制造毒素;有些在叶子和茎里形成管状网络,管子里充满黏稠的树脂或乳液)。当昆虫开始咬植物,咬破其中一根管子,大量的树脂或乳液立刻涌出,将昆虫淹没,把虫子埋在一堆琥珀里,或把它困在一团乳液中。也有些植物的防御法是向外求救,若被毛虫咬了,便释放出化学物质,吸引寄生性的黄蜂前来,在毛虫体内产下幼虫,然后活生生把毛虫的内脏吃空。

  昆虫可能是动物界里多样性最高的一群动物,而已知的甲虫种类有 33 万之多,更是昆虫纲中多样性最高的成员。
  虽然没有人针对别的昆虫作过同样详尽的研究,但它们可能都遵循相同的模式,它们成功的秘诀便是与开花植物共同进化。为什么世界上有这么多开花植物?至少一部分答案应与共同进化有关。昆虫不断发明吞噬开花植物的新方法,后者承受极大压力,必须找到抵抗前者的方法。同时有些昆虫,例如蜜蜂,却进化成好搭档,协助开花植物传播花粉,这可能帮助它们排除了灭绝的威胁,并分支出更多新种。科学家发现,多样化的结果,就是制造更多的多样化!

  甲虫与其他昆虫和它们所吃的植物共同进化长达数亿年。但过去几千年以来,人类不断驯化植物以及试图阻止昆虫吃植物,却突然改变了它们共同进化的方式。绝大多数的时候,我们忽略了共同进化的事实,反而造成反效果。昆虫对杀虫剂迅速发展出抗性,便是共同进化赤裸裸的见证。
  DDT 的失败就像一场未经计划的进化实验。亿万年来植物一直在制造自然的杀虫剂,而昆虫则和它们共同进化,产生抗性。但在过去几千年内,昆虫在所吃的植物上遭遇到人造的新毒药,它们一如往常,设法进化出对抗的方法,共同进化于是进入人类时代。
  首次在农田里喷洒农药时,可以杀死大部分昆虫。少数存活下来,有些是因为没接受到致命剂量,有些则是因为它们拥有稀罕的突变基因,凑巧可以抵抗农药。这些突变基因可能不时会在整个物种的生命史中冒出来,但通常只会给携带者坏处。突变者竞争失败,突变基因随之消失,基因池内新突变的出现与消失常维持在平衡状态,令整个族群在任何时段内都只保有少量突变基因。但在农药出现后,突变基因却突然变得比正常基因更具适应性而大占优势。突变昆虫可以抵抗农药的方式很多。或许它们生来身上的角质层特别厚,化学物质渗透不进去;或许它们可以制造某种突变的蛋白质,将农药的分子切碎;也可能它们对农药特别敏感,一接触便飞开,因此不会接受致命的剂量。
  喷洒农药后,幸存的昆虫少了竞争对象;若农药将其寄生虫与掠食者也一网打尽,它们更是彻底解放了。没有竞争者来瓜分食物,又没有敌人制衡,它们的群数将暴增。当它们交配时,即使是与不具抗性的个体交配,突变基因都将迅速蔓延。倘若农民洒农药够狠,不具抗性的基因形态甚至可能完全消失。
  和共同进化比起来,农药是相当拙劣的代替品。植物与昆虫每一代都能进化出攻击对方的新方法,化学家却需要花很多年才能发明出新的杀虫剂,在他们作研究的过程中,我们却必须为昆虫所进化出来的抗性付出惨痛代价。具抗性的昆虫迫使农民花更多钱买新农药,而农药不像植物自然形成的防御系统,可能还会把蚯蚓和其他将有机物变成新土壤所不可或缺的地下生物,也一起杀死。有些农药还能杀死蜜蜂和别的授粉者,又可滞留在环境中数年之久,或散播到千里之外。农药也可能杀害人类,直接毒害农民。一些令人不安的——虽然争议性也极高——证据显示,多种癌症都与接触杀虫剂有关。
  农产企业最近推出了经过基因改造的农作物,期望能解决农药危机。目前已有 800 万公顷农田栽种带有细菌基因因而可以自行制造杀虫剂的农作物。这批基因取自一种住在土壤里、攻击蝴蝶与蛾的细菌——苏力菌。它吞食寄主的方式,便是用这批基因制造一种可以摧毁昆虫肠道细胞的蛋白质。农产企业早从 20 世纪 60 年代便开始培养这种细菌(简称 Bt),到处喷洒它所制造的蛋白质,从有机农场到森林,无远弗届。它对哺乳动物无害,而且在太阳下很快就会分解。目前生化学家已经可以将 Bt 注射到如棉花、玉米及马铃薯等植物内,后者现在自行在其组织内制造 Bt,昆虫若攻击这种转基因作物,吃下 Bt 就会死亡。
  美国环保局希望 Bt 作物别再成为共同进化的牺牲品。倘若一位棉农在整片农田里都种满 Bt 作物,活在那里的昆虫将遭遇大片制造同种毒素的植物,势必产生抗性。环保局因此规定农民必须在田里种植面积超过 20% 的普通作物,这些区域将成为不具抗性之昆虫的庇护所,让它们能够存活。专家的推论是:如此一来,它们可以跟具抗性的昆虫交配,使得抗 Bt 的基因不至于变得太普遍。
  此措施的成功倚赖农民的合作,他们必须牺牲部分作物,作为昆虫的庇护所。不过使用农药的惨痛记忆犹新,因此许多农民很可能会愿意配合,避免完全栽种 Bt 作物。Bt 作物如果最终能获得成功,完全是正确了解共同进化的功劳;但是,如果昆虫又开始产生抗性,农民只得购买会制造新毒素的新型改造作物。换句话说,他们只不过是跳离了农药的恶性循环,又跳进转基因作物的恶性循环而已。
  共同进化暗示我们要以别的方式对抗害虫。农民若能停止大规模栽培单一作物,虫害就会减低。混合耕种各种不同作物,可以压抑专一化的害虫,让它们无法快速繁殖,酿成虫灾。消费者也可以尽一己之力。每次去买水果,你可能都不挑有瑕疵的;果农心知肚明,所以想尽办法,把完好无缺的产品交给超市——这意味着必须喷洒大量农药杀虫。其实稍有瑕疵的水果一样安全可食。如果消费者愿意购买不完美的水果,果农就可以大量减少用药量,这等于减轻进化逼迫昆虫产生抗药性的压力。

  我们人类自调发明了农业,其实前辈大有人在。有一群蚂蚁早在 5000 万年前便成为种“蘑菇”的农夫,直到今天,仍因农业大有斩获,并且聪明地避免了人类因虫害所吃的苦头。若能向它们学习,我们一定受益匪浅。
  种植真菌的蚂蚁居住在世界各地的热带森林中。许多种蚂蚁每天都会派出一批大蚂蚁,离开窝巢,去找树木和灌木丛。它们爬到植物上,将叶片咬下,迤迤逦逦,像绿色的迷你游行大队般,运回家里。然后大蚂蚁把叶片交给体型较小的蚂蚁,后者把叶片咬碎成小片,再把它们交给更小的蚂蚁,继续咬成更小片;依此类推,直到叶片被咀嚼成糊状为止。然后蚂蚁将叶糊铺在窝中一大片真菌上,当做肥料。真菌可以分解、消化叶子坚韧的组织,借此茁长,蚂蚁则收成真菌上营养成分特别高的部分(并非所有种植真菌的蚂蚁都用叶片作肥料,很多种蚂蚁会在森林地面上搜寻落花或种子等有机物)。
  生长在这些“切叶蚁”花园内的真菌,已变得完全倚赖它们的农夫。独立的真菌会长出充满孢子的蘑菇,靠着风传播孢子来繁殖,但栽植的真菌却丧失了长蘑菇的能力。它们被困在蚂蚁窝内,只有当年轻的蚁后衔着一点真菌,离家去建立新殖民区时,才可能离开。
  切叶蚁照料真菌,大有好处。蚂蚁不能消化植物组织,所以大多数种类的蚂蚁都不能直接利用周遭的大量食物。切叶蚁让花园里的真菌替它们做苦工,分解叶片。拜这个合伙关系之赐,蚂蚁才成为热带森林内势力最大的成员之一,在某些热带森林内,每年有五分之一的叶片是蚂蚁吃掉的!
  蚂蚁最早驯化的真菌不止一种。它们至少在不同的六个时期内,驯化了不同的真菌。这六种驯化的真菌谱系,后来随着它们的蚂蚁农夫同步进化出新种。
  不过,各蚂蚁族群也时常会交换真菌种类。米勒指出:“一个可能性是,病原体摧毁了整座菜园。蚂蚁被迫跑到邻居蚂蚁窝去偷一个代替品,或是暂时加入它们,变成一个快乐的大公社。但我们偶尔也会看见蚂蚁进攻邻居的家,歼灭整个社群,然后侵占对方的菜园。”
  蚂蚁其实跟人类的农夫像极了。我们在中国、非洲、墨西哥及中东的祖先,从地球上几百万种野生生物中挑选出屈指可数的几种动植物,加以驯化,就像蚂蚁从几十万种真菌内挑选出几种,加以驯化一般。不同的人类文化互相接触后,彼此交换作物,就像蚁群交换真菌孢子一般。我们和蚂蚁最大的不同点,是它们无意中发明农业的时间,比我们早了 5000 万年!
  切叶蚁和农民一样,也必须和害虫搏斗。就蚂蚁的例子来说,有好几种真菌会寄生在它们栽培的真菌上。一旦有一个寄生真菌的孢子混进菜园,很可能就会在几天之内摧毁一切。可是米勒的合作伙伴柯里却发现,蚂蚁会使用一种杀菌剂来遏止寄生真菌繁殖。原来蚂蚁的身上覆盖着薄薄一层粉末状的细菌:链霉菌。这种细菌会制造一种化合物,不仅能够杀死寄生真菌,还能刺激菜园内的真菌生长。柯里研究过 22 种切叶蚁,每一种都携带独特的链霉菌菌株。
  由于柯里所研究的每一种种植真菌的蚂蚁都携带链霉菌,所以很可能第一批蚂蚁农夫早在 5000 万年前就开始使用它了。这么长久的时间,寄生真菌居然从未进化出抗性,怎么可能人类却在短短几十年内就无意间培养出了具抗性的害虫呢?柯里与其同僚有一项假设:人类使用杀虫剂时,总是将单一的分子分离出来,然后用在昆虫身上;链霉菌却是一个完整的、活生生的有机体,可以根据寄生真菌发展出来的抗性,随时进化出新的杀菌剂。换句话说,蚂蚁因运用共同进化法则得当而获利,人类却适得其反,自己害自己。

  许多种植物靠结果实来散播种子;果实肉甜味美,吸引动物,种子则进化出坚韧的外壳,可以安然通过动物的消化道,再随动物粪便排出,远离母株。远离母株的种子,存活率会高很多。直接掉落地上的种子,容易被树下的甲虫吃掉;就算抽芽了,也得在母株的阴影下辛苦奋斗。散播种子亦是预防灭绝的最佳保险:倘若一场飓风将一群树摧毁了,它们远在数英里外的后代却可能逃过一劫。
  许多植物则配合特定的动物结果实。有些水果外皮色彩鲜艳,可以吸引鸟类;仰赖蝙蝠及其他视力差的夜行性动物的果实,则会散发浓郁的香味。但詹曾指出,也有些果实却让任何现生动物都难以下咽,建论传播种子。在詹曾作研究的哥斯达黎加境内,传播种子的动物包括蝙蝠、松鼠、鸟及貘,它们全吃不了大肉桂的果子。大肉桂的果实长一英尺半,种子大如樱桃,埋在多纤维的果肉中,外面还包了一层木质壳。因为哥斯达黎加境内没有一种现生动物吃得动它,于是它兀自挂在树上,一直等到甲虫凿穿木壳,摧毁大部分的种子为止。
  大肉桂以及许多别的美洲新大陆植物的果实不是太大、太硬,就是纤维太多,让现代的动物难以下咽,可是对 1.2 万年前灭绝的巨型地懒、骆驼、马及其他大型哺乳动物而言,却是完美的餐点。这些动物的嘴巴够大,可以一口咬住果子;牙齿的力量够大,可以咬开它们。詹曾认为过去数百万年以来,巨大的果实一直与巨大的哺乳动物共同进化。其他植物配合鸟类或蝙蝠结果实,这些植物却仰赖巨型动物。
  西班牙人抵达新大陆后,带来马匹和牛群,对于恢复新大陆更新世之生态略尽绵薄,因为这些大型哺乳动物都爱吃寡妇果实。有一种名叫“吉卡鲁”的哥斯达黎加果实,它的壳非常坚硬,人们用它来做汤瓢;詹曾发现现在哥斯达黎加境内只有马能咬碎它。马很乐意这么做,它们把里面的果肉吃掉,种子则经过它们的胃肠道,在马粪里发芽。在西班牙人带马来哥斯达黎加以前,吉卡鲁被困在自己的硬壳牢狱中。马匹与牛群虽然以别的方式踩躏新大陆的荒野——践踏脆弱的土壤,把草原上的草吃光吃秃——却在吉卡鲁这类植物的背后小推一把,帮助重振了它们在冰河时代的威风。

  现在连蜜蜂的数量也在减少。杀虫剂一向对它们威胁极大,最近又有自外国入侵美国的寄生螨,可以歼灭整个蜜蜂族群。1947 年,人工饲养的蜜蜂数高达 5900 万只,到了 1995 年,这个数目已降低一半以上,才 2600 万只。而野生蜜蜂早已几乎全部消失。倘若蜜蜂灭绝了,农民必须回过头去仰赖原生蜂类替作物授粉,但那个时候原生物种可能早就不存在了。我们经常自欺,视人类为进化竞争中的胜利者,因为天生优越而囊获整个地球。其实不论人类拥有多大的成就,仍须仰赖我们与动植物、真菌、单细胞生物与细菌之间维持平衡的共同进化关系。其实人类正是古往今来所有生物之中,共同进化最极致的物种,我们倚赖这个生命网的程度,远超过任何其他的物种。

第九章 达尔文大夫:进化医药时代的疾病

  亚利桑那州索诺拉沙漠里的雄果蝇若遭吸血螨攻击,便开始疯狂交配,希望能在死前尽量把自己的基因传下去。

  我们人类是寄主——寄生生物共同进化最新实验中的主角。我们企图以人造的抗生素提高我们对细菌的防御能力,然而事态愈来愈明显,在这场军备竞赛中,我们似乎就要吃败仗了!

  微生物学家后来发现,细菌共同进化的能力比昆虫更强,能够以惊人速度改变自身的基因结构。它们可以在一小时内分裂数次,所以突变得也快,在许多次突变中,便可能正巧碰上可以抵抗抗生素的新方法。突变可能创造出可以摧毁药物的蛋白质;有些具抗性的细菌,细胞壁备有泵,可以将流进来的抗生素立刻排出去。通常这些突变体并不受自然选择的青睐,但一碰上抗生素,它们的后代就无往不利了。
  细菌不像昆虫,它不仅从亲代,还能从周遭的细菌中获得抗性基因。独立的环状 DNA 可以从一个微生物体内传到另一个体内;细菌还可以捡拾死亡细菌的基因,与自己的 DNA 整合。因此对抗生素具抗性的细菌不但可以把抗性基因传给后代,还可以传给完全不同种的细菌。
  21 世纪的俄罗斯监狱,不啻微生物进化的最佳实验室。苏联解体后,犯罪率激增,俄罗斯法庭把愈来愈多的人送进监牢里,目前囚犯高达 100 万人。可是监狱却消受不了。囚犯每天的伙食成本才几分钱,人人营养不良,成为传染病温床。而且每间狭小的牢房都必须塞几十位囚犯,肺结核病患者很容易借咳嗽把病传染给牢友,病菌在寄主之间迅速传播,同时快速繁殖与突变。

  等细菌都已进化出几乎可以抵抗所有抗生素的新菌株。曾经只是惹人嫌却无大害的淋病,现在却演变成致命的疾病:目前在东南亚,98% 的淋病都对青霉素具有抗性。在伦敦,医生分离出一种奇特的肠球菌菌株,它竟然已进化到必须仰赖抗生素“万古霉素”才能生存的地步。
  研究抗生素的专家呼吁全球联合采取行动。减低抗性细菌威胁的方法之一,是停止鼓励它们进化。20 世纪 40 年代,抗生素以万灵丹的姿态问世,现在我们仍然以为它们可以治百病(例如很多人以为抗生素可以杀病毒,其实它们只能攻击细菌),结果滥用抗生素的情况屡见不鲜。光是美国,每年开出的抗生素药方便高达 2500 万磅(1100 多万公斤),其中不当或不必要的处方占了三分之一至二分之一。
  医生开药方时须谨慎,病人更有责任把应服的抗生素服完,不给感染到的病毒任何培养抗性的机会。消费者必须抵抗含抗生素的肥皂与喷剂的诱惑,因为它们都会鼓励抗性病毒进化。同时,发展中国家必须制止药店随意出售廉价制造的抗生素。
  美国农民每年喂给牲畜高达 2000 万磅抗生素,也让专家忧心忡忡。农民给牛、鸡及其他动物吃抗生素,不是为了防堵传染病,而是预防家畜生病;而且农民发现抗生素可以让动物长得更快(原因不明)。农民填鸭般喂抗生素给动物吃,结果培养出像沙门氏菌这类会转而攻击人类的抗性细菌菌株。1994 年,美国食品及药物管理局核准可以给鸡吃喹诺酮类抗生素,以预防它们受到肠胃性细菌“空肠弯曲杆菌”的感染。从那时开始到现在,寄生在人体内对喹诺酮类抗生素具抗性的弯曲杆菌,已从 1% 升高至 17%。
  细菌正在享受一个诡异的新时代。在它们漫长的历史中,从未遭受到组合如此复杂、数量又如此惊人的分子大军攻击。曾经是负担的抗生素抗性基因,如今成了它们成功的秘诀。为了人类的生存,我们必须尽快结束这个怪异的时代。

  细菌并非惟一进化成全球性威胁的寄生生物。造成获得性免疫缺损综合征(简称 AIDS[艾滋病])的人类免疫缺乏病毒(HIV),在过去几十年内便从名不见经传的病毒,进化成全球性的流行传染病。
  就寄生生物来说,像 HIV 这样的病毒很奇怪。它们没有细菌或人类那样的生命力,不具备自食物中吸收能量,然后排出废料的新陈代谢作用,纯粹只是一团包在蛋白质外壳内的少量 DNA 或 RNA 而已。入侵细胞后,它们的基因物质会霸占寄主制造蛋白质的工厂,令寄主的细胞开始复制病毒,复制出的病毒会穿裂细胞,再去寻找新家。
  虽然病毒不具备细菌交换基因的细胞机制,却可借超速进化的方式,大大弥补这项缺陷。HIV 的基因组只有 9000 对碱基对,人类 DNA 却有 30 亿对。但只要有一个病毒感染一位新的人类寄主,入侵他的一个白血球,便能展开疯狂复制,在 24 小时之内,数目变成数十亿!
  一旦病毒开始复制,我们的免疫系统立刻开始辨识受感染的白血球,加以摧毁,同时也歼灭病毒。可是免疫系统虽有能力每天杀死几十亿个 HIV 病毒,HIV 却能承受这样的攻击,经年累月也不会灭亡;其长命的秘诀即进化。HIV 用来复制自身基因的酶很不精确,平均每次复制都会犯一两个错误而造成突变。在众多突变中,总有几种病株会令免疫系统变得难以辨识。由于 HIV 复制速度奇快,这些具抗性的病毒很快成为人体内的优势病株。免疫系统需要相当时间才能确认新的攻击目标,可是等到发现新株时,病毒又已进化出更新的形态,再次躲掉攻击。
  这种平衡状态在病毒与寄主之间维持多年,在病毒群数爆炸与蓄势待发间摆荡,若不接受 HIV 检测,患者根本不知道共同进化的斗争正在自己皮肤下激烈上演。惟有当 HIV 摧毁了免疫系统,让别的寄生生物侵入,艾滋病正式发作,病毒才现身出来。
  目前已有药物可以干扰 HIV 用来自我复制的酶,因此可以减缓艾滋发病的过程。无奈抗 HIV 的药问世不过几年时间,已经大受病毒超速突变的威胁,快要失效了。病毒可以进化,以闪躲免疫系统最新一波的攻势,还可以突变出药物伤害不了的形态。只要有一两个突变体具抗性,便足以克服药物,不用几周,病患体内的 HIV 数量便又可以恢复到接受治疗前的水平。
  换药或许可以杀死大部分抗性病毒,但幸存的病毒中却可能杂有新突变体,对新药具抗性,医生们因此倾向于使用“鸡尾酒疗法”,即同时开给病患好几种不同的药。病毒虽可能针对某一种药物进化出一两种抗性突变体,却不太可能同时躲开另外几种药。然而在混合药剂的攻击之下,对多种药具抗性的 HIV 已经开始出现了!
  没有人能够确定鸡尾酒混合药剂是否真能根治艾滋病,最好的情况也似乎只是牵制病毒;而每年的医疗费用却高达数万美金,对大多数艾滋病患来说遥不可及。研究人员为了发现新疗法,正在研究这种病毒的历史,希望能在病毒的过往中发掘疗法。
  艾滋病与其他流行传染病不同。比方说,14 世纪黑死病流行期间,感染鼠疫的欧洲人通常会在几天之内死亡;但 HIV 的破坏性,却得等待 10 到 15 年后才会显露。由于 HIV 进行的过程缓慢又隐秘,因此在 20 世纪 80 年代悄悄蔓延,被感染的受害者浑然不觉。到了 2000 年,因艾滋病而死的人已高达 2180 万人,患者则超过 3600 万人。受害最严重的地区是非洲撒哈拉沙漠以南地区,艾滋病患人数已超过 2530 万。
  HIV 属于一种繁殖速度缓慢的“慢病毒”。猫——不论家猫还是野猫——会感染猫类免疫缺乏病毒,牛会感染牛类免疫缺乏病毒。更重要的是,灵长类会感染猴类免疫缺乏病毒(SIV),SIV 和 HIV 极类似,但是大部分灵长类即使受到感染,似乎也从来不会生病。或许那些病毒曾经一度可以威胁它们的性命,就像现在的 HIV 之于人类,但自然选择只保留了具抗性的灵长类。
  科学家已证实 HIV 流行病为 SIV 数度从灵长类传给人类后的结果。HIV 有许多不同型的病毒株,可分成 HIV-1,即存在于世界大部分地区的病毒株,或 HIV-2,即局限于西非的病毒株。1989 年,病毒学家赫希及同僚发现,HIV-2 与感染西非白眉猴之 SIV 近似的程度,反而比和 HIV-1 的近似度更高。西非人拳养白眉猴作宠物或猎捕宰食;赫希认为 HIV-2 的起源是人类被猴子抓伤,经过伤口,受到白眉猴的血液感染所致。
  过去数十万年来,白眉猴与黑猩猩的祖先体内一直携带着 HIV 的祖先。当猎人屠宰猴子与黑猩猩时,除了感染其他病原之外,有时也会感染这些病毒。但 HIV 的祖先不太能适应在人体内的生活,所以一直无法在新寄主体内生根。即使它们能够在某个猎人体内生存,也无法传播太远。病毒只有很少的机会与猎人接触,猎人又住在偏远村落里,少与外界接触,因此病毒很可能还没感染别的寄主就先死了。
  20 世纪来临,西非起了剧烈变化,终于推动 HIV 大举入侵人类:城市兴起,铁路延伸到内陆,伐木工人深入森林,人民被迫涌入大型农园工作;贩卖野味的市场生意兴隆,猎人大量捕杀野兽,与灵长类血液接触的机会增加。人们乘坐巴士及火车迅速横越乡野,病毒很容易便能从第一位人类寄主传到新的寄主。
  赤道西非居民体内的 HIV,其多样性远比世界其他地方的高,哈恩认为这是因为病毒分好几次从其他灵长类传给人类的结果。HIV-2 至少分六次从白眉猴传给人类;HIV-1 则至少分三次从黑脸黑猩猩传给人类。大部分跨种传染都会走入死胡同,六种 HIV-2 病毒株中只有两种在人体内站稳脚跟。而全球性的艾滋病主要是由其中一种造成的,它随着西非与世界其他地区开始的密切接触,蔓延至欧洲、美国及其他地方。
  上述假说仍有待证明。哈恩只根据取自六只黑猩猩体内的 HIV 病毒画出它的进化树,或许研究人员在搜集到新资料之后,必须重新排列树上的枝丫。
  美国国家癌症研究所的病毒专家奥布赖恩指出:“我们的医院里挤满了罹患艾滋病等传染性绝症的病人——这些疾病都曾经感染过动物,但动物并没有急诊室可去,它们只有自然选择。如果我们可以研究它们的基因组,发掘它们对付病毒入侵的方法,我们发明疗法的胜算才可能提高。”
  携带一对 CCR5 突变基因的人即使不断接触 HIV ,却仍能抵抗它。而那些只携带一个突变基因的人,因为制造的 CCR5 受体比一般人少,所以虽然会感染 HIV,但艾滋病发作的时间却会延后二到三年。
  奥布赖恩的小组整理出哪些人携带 CCR5 突变体之后,再次惊讶地发现这个情况对欧洲人来说,颇为普遍,约有 20% 的人口带有一到两个突变基因;最普遍的是瑞典人。愈往欧洲东南方向移,携带突变基因的比率愈低。希腊人中只有极少数是携带者,亚洲中部更少。至于世界其他地区,则完全找不到这个特殊的突变基因。
  CCR5 突变率如此之高,只有一个可能:它对北欧人的祖先来说价值极高,才会受到自然选择的青睐。果然,在 700 年前,欧洲的确经历了剧烈的自然选择压力:黑死病(Black Death)。
  黑死病这种鼠疫在 1347 到 1350 年间,夺走全欧洲超过四分之一的人口,而它只不过是数世纪以来一长串袭击欧洲的流行鼠疫中最致命的一场瘟疫罢了。瘟疫的作用就像人类的寄生生物,任何可以帮助欧洲人逃过一劫的突变基因,在下代中一定变得更普遍。奥布赖恩怀疑 CCR5 正是这样一个幸运的突变体,每经过一次瘟疫,其携带率就会骤升。
  倘若 CCR5 突变体真能抵抗鼠疫,这就是一个极为特殊的进化适应案例。拜黑死病残酷的自然选择作用之赐,有些欧洲人现在才能抵抗仰赖同一种细胞受体的病毒。艾滋病在非洲及东南亚的杀伤力远超过欧洲及美国,部分原因可能是这些大陆洲所经历的进化史不同。奥布赖恩希望最终能利用 CCR5 突变体来治疗艾滋病。倘若医学研究人员能够发明一种药来围堵正常的 CCR5 受体,就能使人类对 HIV 免疫,而且不会造成任何危险的副作用。
  即使如奥布赖恩及哈恩等研究进化的科学家能够找出艾滋病的疗方,未来难缠的新病仍然很多。艾滋病之所以会暴发,是因为有 9 种不同的灵长类慢病毒由灵长类传给了人类。目前已知的灵长类慢病毒尚有 24 种,全部都是 HIV 的亲戚,也都在伺机而动。现代世界贫富差异悬殊,又充斥着国际客机与二手针筒,正好比一只待宰的肥羊!
  埃瓦尔德因此认为,根除疾病困难重重,不如尝试驯服它们。人类驯化天敌,早有先例。埃瓦尔德表示:“在整个人类进化史中,狼一直对我们有害。但现在我们却和进化成狗的狼住在一起。狗不但不伤害我们,反而对我们有益。我认为我们也可以用同样的方式对待这些病原生物。”
  驯化寄生生物其实并没有想像中这么难。若想驯化导致症疾的原虫,人们只需装上纱窗便可。携带疟原虫的蚊子无法自由进出窗户,在同一个夜里便叮不了那么多人,传播速度因此减慢。倘若某种疟原虫的菌株经进化后,杀死寄主的速度极快,纱窗便能造成它进化上的不利因素,因为它的寄主会在它传染给别人之前先死掉。温和的菌株因此可以淘汰掉狠毒的菌株,死于疟疾的人也将因此减少。

第十章 激情的逻辑:性的进化

  “为什么要有性?”大部分的人并不会去想这个问题。我们发生性行为,因为我们想生小孩,或因为做这件事很爽,或两者皆然。可是许多生物不用性行为,也可以繁殖后代。细菌及许多单细胞动物不用另一半,便可自行一分为二。无性动物虽罕见,却仍存在。
  性不仅没有必要,而且照理说,还会造成进化上的大灾难。首先,这种繁殖方法效率很差。在一群无性的鞭尾蜥蜴里,每一只新生蜥蜴都可以自行产下小蜥蜴;但在有性鞭尾蜥蜴族群中,却只有半数能够生产。倘若有性和无性的蜥蜴住在一起,无性那种的数量应该很快就压倒有性的种类。而且性还牵涉别的代价:当雄性为雌性竞争,抵角搏斗或比赛唱歌,不但得消耗大量精力,有时还得冒遭受掠食者攻击的危险。
  照理说,进化出有性生殖的动物应该立刻被无性生殖的动物淘汰,然而性却主宰了一切。雄孔雀无意摆脱它们的长尾巴;新一代的红背雄蜘蛛仍然跟老爸一样,往死亡之口里跳。同时,所有的脊椎类中,只有区区 1% 的成员效法贞洁的鞭尾蜥蜴,利用无性生殖繁殖。
  性的缺点这么多,为什么还这么成功呢?最近科学家搜集到许多证据,都支持一项出人意料的假设:性可以击退寄生生物!寄生生物对寄主为害甚剧,因此,任何可以帮助寄主逃避寄生物的适应结果,都可能大获全胜。20 世纪 70 年代,一群生物学家开始建立寄生生物与寄主之间共同进化的数学模型,结果显示它在兜圈子,仿佛一座至死方休的旋转木马。
  假设池塘里有一群靠无性生殖繁殖的鱼,每条鱼都和它的母亲一模一样。但池塘里的鱼并非全都一模一样,有的鱼可能发生突变,并将它独特的突变基因传给后代,形成可以和其他鱼区分开来的独立的一族。
  现在假设有一种致命的寄生物入侵鱼池。它开始扩散,同时发生突变,形成不同种类。有些种类因其特殊突变形态,特别适合攻击某一族鱼。能攻击最普遍的鱼的寄生物,因其寄主数量最多,很快便成为池里最普遍的一种寄生物,别的种类却因寄主数量少而逐渐式微。
  可是寄生物会自掘坟墓。它们在适合自己的那一族鱼(姑且称之为甲族鱼)体内急速繁殖,往往不给寄主繁殖机会就把它们杀死了。甲族鱼的族群于是崩溃,从此消失,它们的寄生物一时之间找不到新寄主,族群也跟着崩溃。甲族鱼失败,等于给了较稀有的其他鱼族一次进化的契机。后者没有寄生物的烦恼,群数激增。迟早另一族鱼(乙族鱼)将取代甲族鱼,变得最为普遍。等它们势力变大后,又成为最适应它们的、较稀有的一种寄生物的繁殖沃土。于是这种寄生物大量繁殖,随着寄主也发生群数爆炸。最后乙族鱼的族群也崩溃了,再由丙族鱼取代,就这样周而复始。
  寄主与寄生生物都经历长期进化,却都不能造成任何长期的变化,仿佛双方一直待在原地进化似的!
  性可以为陷在红心皇后式赛跑中的动物带来一个好处:它会使得寄生生物较难适应寄主。经有性生殖产生的动物,并非母亲的翻版,它们混合了父母双方的基因,而且这种混合方式很复杂。当细胞分裂成卵或精子时,每一对染色体都相互缠绕,交换基因。拜这场性的舞蹈之赐,雌雄两性的基因可以在后代体内组合出几十亿种不同的形式。
  结果是,有性生殖的鱼并不进化成不同的品系,它们的基因散播到池塘内整个族群,与其他鱼的基因混杂。失去防御寄生生物能力的基因,可以储存在也携带了防御效果较佳基因的鱼的 DNA 中。这些废弃的基因有朝一日或许可以用来防患新的寄生生物,再次散布到整个族群。寄生物虽然仍能袭击有性生殖的鱼,却不能逼迫它们陷入折磨其无性生殖表亲的那种暴起暴落的恶性循环中。
  寄生生物逼使无性生殖的鱼暴起暴落,这可能令其基因恶质化。任何一个基因,有些鱼携带的是完美版本,有些鱼的则有瑕疵。每次鱼的群数经历一次崩溃,可能就有一些携带完美基因的鱼死去。崩溃的次数多了,完美基因可能会彻底消失。
  一旦某个完美基因从鱼池内彻底消失,复返的几率便非常低。进化能够修复缺陷基因的方法只有一个,即等待某个突变改变 DNA 序列中有瑕疵的部分。可是突变的发生全凭运气,而且突变的后果往往弊多于利。经过一段时间,无性生殖的鱼群因为经历红心皇后现象,基因总会出现更多瑕疵,而有性生殖的鱼因为每一代都把它们的基因搀混一遍,所以完美基因不容易完全消失,鱼群整体的 DNA 一直保持高品质,甚至可能让它们的适应力变得比无性生殖的鱼更强。好基因可能带给它们更充沛的体力,或让它们能够从吃掉的食物中吸收更多能量。尽管繁殖速度慢一点,但抵抗寄生生物的能力却可以帮助它们在进化竞争中,更胜无性生殖的鱼一筹。

  它在几年前一次干旱中曾完全干涸,情况恢复后,重返池塘的鱼极少。结果有性生殖的鱼密集地近亲交配,因而缺乏代表有性生殖优势的基因多样性。弗氏及同僚于是在鱼池里加了更多有性生殖的鳉,提高其 DNA 多样性,不到两年,有性生殖的鱼便开始对寄生虫具免疫性,后者于是转而攻击无性生殖的鱼。

  性挟其优势,曾分别在许多不同的动植物、红藻,及其他真核生物谱系中出现过几十次。头一批有性生殖的动物,可能只是将其性细胞(称为配子)注入大海洋流中,让雌雄配子自行设法找到对方。尽管性独立进化过无数次,但大部分配子的外观都差不多:卵子大而不会动;精子则是娇小的游泳健将。精子进入卵子时,只注人其细胞核中的 DNA,线粒体及别的细胞器却被阻挡在外。
  这种安排极常见,因为效果特佳。生物学家杜森伯里建立了一个配子努力寻找对方的数学模型,证实了它的好处。在他的模型里,双方配子都可以游来游去或静止不动,体积可以相同或不同。结果他发现配子有点像两个夜里在大森林内迷失的人,倘若两人都不停乱走,则找到对方的机会就很小。最好是一个人守在原地,对另一个人发出信号。
  配子的信号是气味浓重的信息素。对配子来说,体积愈大,所能制造的信息素就愈多且传播范围愈广,而且全是由卵子散发信息素来吸引精子。当然,若能派出搜索大队以扇形扫过森林,效果肯定比单枪匹马好。因此提高接触率的方法之一,便是派出许多精子去找卵子,而非一个精子。杜森伯里指出,进化会眷顾任何一个令某物种的卵变大、精子数目增加的突变。这个物种的配子找到对方的几率提高,便可少耗费能量在繁殖上,因而能够在生殖效率较低的形态无法生存的地方生存。卵变大后,不但可以更有效地散发信息素,还能储存更多能量,在受精后细胞开始分裂时提供燃料。卵能提供的能量愈多,精子必须携带的能量愈少,于是它们可以变得更小而数目更多,提高使卵受精、广传其基因的几率。自然选择面对精子日益缩水和携带资源减少的情况,更加会选择可以提供更多能量的卵。假以时日,精子便进化成只是个活动的基因袋,卵则变成充满能量的巨大细胞。
  大卵子小精子的状态进化定型之后,造成两性间极度的不平衡。一个男人一生中可以制造出足以使地球上每一个女人都怀孕许多次的精子,但女人每个月才排一次卵,而且她和别的哺乳动物一样,必须怀胎数月,生产后又得哺育婴儿。每次生育她都必须冒着因并发症死亡的危险,喂奶又得多消耗几十万个卡路里。因此男人巨大的繁殖潜能,必须要能和女人的生育瓶颈配合。
  同一个物种内,一名雄性便能使所有的雌性受精,但其他的雄性也想这么做,导致许多物种展开了雄性间的战争。至于战斗的形态为何,端视不同的物种及生态环境而定。北海的海象以重达 2000 磅的身躯互撞,血溅百步,只为了独占数十头雌海象,北极冻原上的雄麝牛用厚重的角互抵,导致每 10 只公牛便有 1 只死于颅骨碎裂;就连雄甲虫及雄苍蝇都进化出特殊的角用来打斗,以争取交配的权利。

  雌性对于选择配偶好恶分明。母鸡喜欢鸡冠又大又红的公鸡;母剑鱼喜欢尾巴长的公剑鱼;母蟋蟀喜欢鸣声最复杂的公蟋蟀。由于这些炫耀形式全是遗传的,性选择可能的确促成了它们的进化。又由于长尾巴、鲜艳的颜色及宏亮的鸣声,都将使雄性付出极高的代价,因此炫耀的程度有一定的极限。如果它们对雄性的生存影响太大,自然选择便会限制其进化。
  雌性把自己的基因传给下一代的机会远比雄性少,因此进化经常令雌性在挑选配偶时特别谨慎。对她的子女而言,最严重的威胁之一便是寄生物。即使某个雌性拥有优良基因,可以预防疾病,但如果她和拥有孱弱基因的雄性交配,则势将大大削弱她传给后代基因的力量。
  雌性动物可以通过对方的外表及行为,发掘有关其健康状况的线索,评断基因。一个被寄生物所累的雄性,不可能大声鸣唱或长出鲜艳的羽毛。
  动物在选择配偶时,不会作有意识的决定。雌孔雀不会去数雄孔雀尾巴上的眼睛图案,然后自言自语:“只有 130 个眼睛?不够好。下一位!”当雌孔雀看见一片极华丽的雀屏,受到吸引,便和雀屏的主人交配,或许她所经历的,只是一连串复杂的生化反应。其实大部分的适应行为皆如此:虽然只是本能,但是凭本能行事却足以执行极复杂的生存策略。

  雄性赢得雌性青睐,成功交配后,并不能保证一定可以当爸爸。它的精子仍须奋力深入她的生殖系统,找到卵子,使其受精。而且,通常它的精子都不孤单:它们还得和其他跟这个雌性交配过的雄性的精子竞争。
  雌性花这么大工夫择偶,为什么还跟别的雄性交配呢?听起来挺奇怪。但只要一涉及性,没有一件事是简单的。有时雌性没有选择机会,被体积较大的雄性来个霸王硬上弓;还有些时候,雌性先选择了一位雄性,但后来又碰到更优秀的品种,于是再跟后者交配。例如,母鸡都喜欢和优势公鸡交配,但有时次优势的公鸡可以在被优势公鸡赶走之前,强迫母鸡交配。母鸡一点都不喜欢这样的露水姻缘,通常都会把次优势公鸡的精子挤出体外,如此才能增加稍后与优势公鸡交配、由后者受精的机会,进而产下较强壮的小鸡。
  性关系乱七八糟在动物世界里极为普遍,就连被科学家公认为彻底忠贞的种类也如此。在大部分鸟种中,私生小鸟都至少占几个百分比;有些鸟种私生子的百分比竟高达 55%。
  雄性必须面对一个困境:千辛万苦追求到雌性,却不能保证自己的精子使她的卵受精;很可能她体内还有其他雄性的精子,也可能她待会儿又去跟别的雄性交配。许多物种的雄性因此进化出进入子宫后的竞争方法。
  方法之一是制造大量精子。另一个偷鸡摸狗中奖的办法,是毁掉竞争者的精子。
  灵长类睾丸的平均大小,与和雌性交配的雄性平均数量成正比。竞争愈激烈,雄性灵长类所制造的精子愈多。

  决定交配时间长短的,似乎是红背雌蜘蛛。安德拉德发现雌蜘蛛若不吃配偶,交配时间平均只有 11 分钟,可是她若决定吃掉配偶,交配时间便长达 25 分钟。雄蜘蛛可以在她享用自己身体的同时,用触须持续使她受精。牺牲自己,便能拉长性交时间。被吃掉的雄蜘蛛可以灌入更多精子,由它授精的卵数目比没被吃掉的雄蜘蛛的多两倍。而且雄蜘蛛死后,雌蜘蛛通常会把后来的追求者赶走——或许因为她吃饱了,也可能体内已充满精子。无论如何,这会降低其他雄蜘蛛精子跟它竞争的机会,它使卵受精的几率自然提高。这样的好处显然比雄蜘蛛自己的生命更有价值。雄蜘蛛交配机会不多:一来它们的寿命很短,二来输送精子的触须会在性交过程中折断,变得无法再生育,所以这些蜘蛛必须珍惜仅有的一次机会。(还有未发现的原因)

  雄果蝇的精液不仅可以麻痹其他雄蝇的精子,扼杀雌蝇的性欲,甚至还能令雌蝇提前产卵。令雌蝇在交配后马上产卵,可以减少雌蝇可能跟其他雄蝇交配的时间。雄蝇用的化学物质对雌蝇有毒,虽然雌蝇不会立刻死掉,可是她交配的次数愈多,寿命便愈短。雄蝇并不在意伴侣天折,因为雄蝇不必照顾后代,所以它在进化上惟一的目标,便是使卵受精。
  雄果蝇使用的化学武器会在雌蝇身上造成和农民使用农药同样的效果——迫使雌蝇进化。农药导致抗性的产生,同样的,雌蝇也进化出许多中和精液毒性的方法。但雌蝇的防御系统同时也驱使雄蝇的精液愈变愈毒。
  1999 年赖斯做了一个实验,替雄蝇与雌蝇配对,厉行一夫一妻制。于是雄蝇不再与其他雄蝇竞争,只能和赖斯分配给它的伴侣交配。待蝇卵孵化,他又将新生果蝇配对。由于一夫一妻的雄蝇不需竞争,精液内的有毒化学物质便不再具有任何进化上的益处。雄蝇若放弃制造毒素,雌蝇进化出解毒剂的动机立刻消失。经过 47 代后,赖斯发现进行一夫一妻制的雄蝇,对配偶的毒性显著降低,而雌蝇对精液的抗性也减少了。
  赖斯的果蝇因此可以享受太平天下,但这种和平却是被迫的。野生的果蝇是无法自行休战的。任何一只能够驱逐其他对手精子的雄蝇,肯定比一妻制的雄蝇更能广传自己的基因;而任何一只可以自我防卫的雌蝇,必定也会受到自然选择的青睐。进化缺乏实验室里的生物学家的远见,所以果蝇的爱情注定是盲目的。

  即使在交配完毕、卵子已受精之后,父母双方仍可以运用进化策略,提高繁殖成功率。以人类等哺乳类来说,受精卵植入母亲子宫内,开始长出胎盘。胎盘将血管伸入母亲体内,吸收血液及养分。成长中的胚胎需要大量能量,有榨干母亲资源的危险。母亲若任由胚胎长得太快,自己就得蒙受严重损伤,威胁到未来的生育能力,甚至自己的性命。因此进化理应眷顾能够限制自己婴儿成长速度的母亲。
  但这却不是父亲进化的目标。长得快又健康的婴儿对父亲来说,只有好处。因为婴儿的成长速度跟父亲的健康,或以后再生育的能力,毫无关系。
  生物学家黑格认为父母双方的利益冲突,体现在他们分别给予婴儿的基因中。遗传自母亲的基因,其功用和来自父亲的基因不同。例如有一种叫做“类胰岛素生长因子2”(IGF2)的基因,它制造的蛋白质会刺激胚胎从母体吸收更多养分。研究人员用怀孕的老鼠做实验,发现来自母亲的 IGF2 为隐性,来自父亲的 IGF2 却为显性。同时,老鼠还携带另一种基因,所制造的蛋白质可以摧毁 IGF2 的蛋白质。而来自母亲的 IGF2 摧毁基因为显性,父亲的则为隐性。
  换句话说,父亲的基因企图加快老鼠胚胎的成长速率,而母亲的基因则企图减慢它。当科学家在实验中关闭父方或母方的基因时,你便可清楚看见这场斗争的结果。倘若被关闭的是来自父亲的 IGF2,新生老鼠的体积只达正常的 60%;若关闭的是来自母亲的 IGF2 摧毁基因,新生老鼠则比一般重 20%。倘若黑格的理论无误,我们全是父母双方利益冲突妥协下的产物!

  父亲的影响力毕竟有限。母亲却有不少法子,可以在完全不受配偶干预的情况下,控制腹中胚胎的命运,例如根据父亲的优劣程度,在蛋中作分量不同的“投资”,像母绿头鸭便会替优势公鸭下较大的蛋。

  有些物种,母亲可以借预先决定孩子的性别来提高繁殖率。最擅长控制后代性别的动物,当属印度洋的海鸟塞舌尔莺这种鸟行一夫一妻制,每只鸟都有自己的区域,泾渭分明。在面积仅 70 英亩的库森群岛上,土地有限,后来者不见得可以分到领土,所以有些年轻雌莺会留在父母家中,而不去找伴侣。她们会协助筑巢、守护领土、孵蛋及哺喂幼雏。当食物充足时,她们是父母的好帮手,可是当家园品质不佳,食物来源不足时,女儿就会变成负担。
  1997 年,科姆德尔比较了产在高品质区域及低品质区域内的鸟蛋,发现在高品质区域内,幼雏性别的比例为 1 只公鸟比 5 只母鸟;低品质区域内的比例则为 1 只母鸟比 3 只公鸟。他进一步发现,这种性别比例的决定因素并非每只莺体内的基因。决定性别比例的,其实是母鸟自己。为了证实这点,他将几对莺从库森群岛迁到塞舌尔群岛其他两个没有这种鸟的小岛上。被他选中的,全是困在低品质区域内、爱生儿子的鸟。一旦被安置在食物充足的新家里,这些莺立刻开始多生女儿。
  这个进化策略的逻辑非常明显。如果食物少,最好多生公鸟,因为它们会尽早离巢,去寻找自己的伴侣及领土,让父母可以利用有限的食物抚养新的幼莺(儿子很可能因为找不到领土而死,但这个险值得冒)。若生活无虞,女儿便是好帮手,所以母莺会想办法改变下一代的性别比例。至于这种莺是如何决定性别比例的,至今没人知道;但这并不能抹杀科姆德尔的发现:它们的确可以自己作选择!

  动物出生后,可能在大家庭中长大,也可能变成孤儿。蜉蝣在下一代孵化时,双亲早已死亡;母黑熊必须照顾小熊一年左右,小熊的父亲却完全不管事;家燕的父亲和母亲一样努力喂哺小燕,直到它们能飞为止;象通常都和兄弟姐妹、姨舅和外祖母生活在一起,家族维系长达数十载。
  抚养小孩对于繁殖成功率的重要性,可能和寻找配偶同样重要。许多物种都由父母双方合作抚养小孩,然而两性之间的利益冲突却可能威胁到家庭的亲和力。雄性若帮忙抚养别的雄性的小孩,传播本身基因的机会就会变小。许多物种的雄性因此变得很精,不让伴侣欺骗自己。芦鹀巢中亲生幼雏的数目若很少,父亲便不会卖力地觅食带回家。
  更有许多物种——从老鼠、长尾叶猴到海豚——雄性不仅忽视非亲生的幼兽,甚至会杀死它们。关于这种可怕的行为,研究最详尽者首推狮群。每群狮子约由 12 或 12 只以上的母狮及其幼狮,与至多 4 只雄狮组成。小雄狮一成年便被老雄狮赶走,年轻光棍聚集成群,寻找领袖雄狮已年老力衰的狮群,向老雄狮挑衅,倘若它落败逃走,胜利者便将狮群据为己有。幼狮在那时最危险,新来的雄狮经常将它们攻击至死。所有在一岁前天折的幼狮,每 5 只便有 4 只是被雄狮杀死的。
  这个在人类眼里至为残忍的行为,许多动物学家却认为极符合进化的逻辑。雄狮接掌母狮群的最终目的,乃是制造它自己的下一代。喂奶的母狮不会发情,因此狮群中有小狮意味着雄狮至少须再等几个月才能与母狮交配。每只雄狮平均在位时间只有两年,被篡位时自己的儿女若还太小,也可能被杀死,所以做继父的绝不可浪费时间。
  母狮会尽力保护小狮。它们一听见陌生雄狮的吼声,立刻起身咆哮,聚集起来准备迎战。联合保护某只小狮的母狮数目愈多,小狮存活的机会愈大。这很可能是母狮成群结队最原始的目的——防止杀婴。
  但母狮不见得随时都能保护自己的小狮。新雄狮掌权后,她们也想组织新家庭。一旦小狮被杀死,母狮便开始发情,而且很快性欲高涨,贪求无厌。每当一头母狮发情,优势雄狮每天必须和她交配将近 100 次,经过一两天,它便精疲力竭。这时位阶较低的雄狮便取而代之,再和同一头母狮交配个几天。四个月以后,她产下小狮,但父亲是谁却是个谜。难怪雄狮从来不杀自己狮群内的小狮,因为它很可能会杀死自己的小孩,而这将是它们自己在进化传承上的大灾难。

  杀婴的狮子、外遇的燕子,和改变性别比例的莺,让人觉得在动物生活中,除了为性而自私自利外,没有别的。然而在许多案例里,进化却又制造出完全放弃为性斗争的动物。
  牛津大学的汉密尔顿对这种悖论感到十分好奇,尤其是蜂与其他社群性昆虫的例子。每个蜜蜂窝里都只有一只女王蜂、几只雄蜂和 2 万到 4 万只工蜂。工蜂不具生殖力,奉献一生努力搜集花蜜,整修蜂窝及喂养女王蜂产下的幼虫。(雌性)它们会为了保卫蜂窝,与入侵者作战到死。以进化的角度来看,简直就是集体自杀。
  汉密尔顿却认为,由于蜜蜂及其他类似昆虫特殊的遗传方式,工蜂其实是为了自己基因的长远利益而卖命。女王蜂产下女儿或儿子的方式大不相同:雄性都从未受精卵开始,不需精子便分裂发育为成熟的个体。由于未从父方遗传到任何 DNA,所以雄蜂每个基因都只有一个拷贝。但生女儿时女王蜂会与一只雄蜂交配,依照标准的孟德尔模式重组创造出女儿,让女儿每一个基因都有两个拷贝。
  蜜蜂姐妹之间的联系因此特别强——强过人类姐妹。人类姐妹遗传父亲两个基因中的一个,及母亲两个基因中的一个,由于遗传到同一个基因的机会只有 50%,因此平均来说,人类姐妹基因相同的比例只占所有基因的一半。但由于雄蜂每个基因都只有一个,蜂姐妹遗传自父方的基因便完全一致。再加上来自母方的 DNA,平均来说,蜂姐妹基因相同的比例便占总数的四分之三。倘若某只雌蜂想生下自己的女儿,她只能将自己基因的半数传给后代,另一半得来自配偶,因此雌蜂和女儿相似的程度,反而不及她的姐妹。
  在这样的情况下,难怪工蜂愿意放弃生育,专心为蜂窝效命。工蜂帮忙抚养的幼体,与它们的血缘关系如此近,若想加速自身基因的传播,这么做反而比自己尝试去交配更快。
  汉密尔顿从基因的角度来看利他主义:利他主义或许不能直接使利他的个体受益,却是复制利他个体的基因的有效方法。它可以提升动物的适应力,但其方式并非为了提高个体本身的繁殖机会。汉密尔顿称利他主义的这种间接效益为“包含式适应力”。
  汉密尔顿的包含式适应力理论后来获得完全证实。雌性工蜂和姐妹的血缘不仅会比和自己的女儿(如果她们生殖的话)还近,而且也比和兄弟的近。兄弟不像姐妹,它们未从父方遗传到任何基因,而遗传自母方相同的基因,也只占 50%。因此蜂姐妹相同的基因占 75%,与兄弟相同的基因却只占 25%。换句话说,工蜂和姐妹亲密的程度,是和兄弟亲密程度的 3 倍。这个差异反映在同窝兄弟与姐妹的数量上。在许多社群性昆虫的群体中,雌雄两性的比例皆为 3:1。而设定这个比例的,是雌性工蜂,而非女王蜂。工蜂在照料雄性幼虫时,总不如照料雌性幼体那么尽心尽力。
  然而,照理来说,包含式适应力应该只有在一种情况下之才会形成 3:1 的性别比例,即女王蜂只交配一次,利用同一批精子制造出整窝蜂。倘若女王蜂再与另外一只雄蜂交配,也用上后者的精子,那么蜂姐妹自父方遗传的基因便不可能会相同。芬兰的昆虫学家森德斯特罗姆发现在不同的蚂蚁群体中,有些蚁后只交配一次,有些蚁后却交配多次。在只有一个父亲的族群里,性别比例多为 3:1;但在多个父亲的族群里,性别比例却接近 1:1。既然姐妹的关系和兄弟一样,工蚁便没有必要特别照顾某个性别的幼体。

  什么公孔雀喜欢呼朋引伴,一起在雌孔雀面前接受检阅。不起眼的雄孔雀总是比不过羽饰华丽的同伴,如果每只公孔雀各自去找雌孔雀,不必彼此较劲,岂不更好?
  英国惠普斯奈德野生动物园里有 200 只未圈养的孔雀。1991 年,生物学家皮特里把园里 8 只雄孔雀送到 100 英里外的一座农场内,让每只雄孔雀和 4 只雌孔雀关在一起,每天搜集它们下的蛋,用孵卵器孵出小孔雀,并在每只脚上系上识别卷标,再让它们和来自其他笼内的小孔雀杂处。一年之后,她带着 96 只年轻的雄孔雀(8 只雄孔雀每只各生下 12 个儿子)回到惠普斯奈德。
  雄孔雀长到 4 岁时,便会选定某处,开始炫耀雀屏。1997 年,皮特里观察她带回的那群雄孔雀如何选择友伴,聚集成群。她检查它们的脚环,查核记录,确定其双亲,很惊讶地发现兄弟及同父异母的兄弟聚集的几率,比无血缘雄孔雀聚集的几率高出许多——血亲相聚是随机相聚的 5 倍。虽然孔雀们不知父母是谁,也从来没有机会与手足相处,却能在芸芸众孔雀中找到彼此。
  若从家族观点来看,雄孔雀的聚集便十分有道理了。兄弟共同的基因很多,所以只要兄弟繁殖成功,共同基因便得以永续。对某些雄孔雀来说,协助兄弟找到配偶,或许比自己去找一个更值得。只要有一只雌孔雀跟兄弟之间任何一个交配,它们共同的基因便是赢家。

  包含式适应力或许还能解释自然界某些剧情最复杂的肥皂剧。比方说,肯尼亚有一种名叫白额蜂虎的鸟类,科学家一度认为它们的社群结构是典型的乌托邦。其社群极大,最多的有 300 只个体,鸟巢为泥崖上的洞,栉比如公寓。在早期鸟类学家眼中,成鸟奉行一夫一妻制,似乎生活安详美满,幼鸟长大后往往留在巢中帮忙父母照顾弟妹,有时甚至还会帮助邻居。
   20 世纪 70 年代,艾姆兰开始研究蜂虎,想了解它们的利他行为。他与同僚花了许多年时间,观察外形几乎没有分别的蜂虎在巢中穿梭来去,飞进飞出。他们测验蜂虎的 DNA,为它们建立族谱,这才发现表面上看起来相当单纯的利他行为,骨子里却是极复杂的家族阴谋。
  艾姆兰发现蜂虎的家庭形式并非简单的小家庭制,而是多代同堂,经常多达 17 位成员,包括父母、祖父母、甥舅叔侄等。同一个大家庭占据许多巢位,毗邻而居,亲戚常彼此串门。倘若有一窝雏鸟被掠食者杀死,帮忙照料它们的大哥哥便会搬到隔壁人家,继续帮忙。但它并不是去帮陌生的鸟,而是去帮叔叔或姐姐。由于亲戚拥有和它一样的基因,它若不能帮忙照顾自己的家庭,不如去帮亲戚。艾姆兰发现鸟巢内多一个帮手,差别极大,可使其繁殖成功率增加一倍。
  蜂虎的生活中充满家族阴谋。雌鸟的确会去拜访陌生的鸟巢,但并不是去帮忙抚养小鸟,而是企图在别的巢内下蛋。对方若没发现,便会努力孵蛋,把小鸟养大,真正的鸟妈妈便可节省精力,在自己的巢中养更多小鸟。因此在母鸟下蛋后与小鸟孵出来前,全家总是戒备森严防范入侵者。可是有时女儿也会企图在母亲的巢内下蛋。他很惊讶这些仍和母亲住在一起的女儿居然有蛋可下,因为她们还没有找到伴侣。后来他才发现原来她们会飞到几英里外,和其他社群的雄蜂虎交配。做父母的也有阴谋。若儿子之一有了女伴,想自立门户,做父亲的便不时去串门子,让它无暇组织自己的家庭。这个儿子很可能只好回父母家,继续帮忙照顾新生弟妹。所以说,表面上像是个乌托邦,其实暗潮汹涌,充满包含式适应力的行为。

  艾姆兰及其他研究者戳破了许多所谓的利他行为的假象。现在看来似乎只有少数几种动物,才会帮助毫无血缘关系的陌生同类,而吸血蝙蝠便是其一。每天晚上它们出洞寻找可吸血的动物,如果没找到,便返回洞中乞求满载归来的陌生蝙蝠分点血给自己喝。人类学家特里弗斯把这种行为称为“互惠利他”。他认为进化的确可能眷顾互惠利他行为,因为从长远来看,两个非血亲的动物互相帮助,比起自私自利、各顾各的,生存机会必定较大。吸血蝙蝠燃烧食物能量的速度很快,若连续两三天找不到食物便会饿死。捐血给非血亲的蝙蝠虽是一种牺牲,却也像在买保险。

  脑容量大的物种或许特别容易进化出互惠利他行为。如果你够聪明,记得住谁对你好、谁占过你便宜,便能运用“互惠利他”为己谋利。
  黑猩猩会和非血亲的黑猩猩合作,互相帮忙,甚至为对方牺牲;它们会一起去狩猜,寻找小羚羊或疣猴,然后分享猎物。互惠的合作可以协助黑猩猩争取社会权力,比方说,两只位阶较低的雄猩猩可以联合起来,推翻当家老大。但黑猩猩的忙可不是白帮的,它们会清楚记得帮过谁的忙,倘若被骗了,便停止示好,甚至惩处背叛者。
  在黑猩猩的社会里,雄性可以利用互惠利他行为,雌性却不能。雄猩猩终生都和出生时所属的族群在一起,雌猩猩一旦成年,便得离开。等她加入别的族群后,生养小孩的责任又令她无法和新的队友建立长期关系。当猩猩群出外找水果吃时,要喂养孩子的母亲绝对跟不上队伍。而小猩猩倚赖母亲的时间又长达 4 年,所以雌猩猩一生离群的时间可能占了 70%。
  结果便是雄猩猩掌握了所有的权力。它们与别的雄性结盟,协助自己提升地位。互惠利他还可以帮助雄猩猩适应不稳定的食物来源。黑猩猩的主食为水果,为了寻找成熟的果树,必须不断长途跋涉。为补充营养,雄性还可合作狩猎,分享猎物的肉,有时甚至组织突击小组,攻击较小的猩群,侵占它们的果树。
  从来没有机会结盟的雌猩猩,享受不到互惠利他的好处,因此无法像雄猩猩一样掌握权力。当一群黑猩猩找到食物后,雌猩猩总是得在一旁等待,等雄猩猩吃饱。雄猩猩还会对雌猩猩施暴,拳打脚踢,逼迫对方性交;或者当外地雌猩猩带着婴儿来投靠时,雄猩猩可能联合起来将婴儿杀死。黑猩猩的社会极端父权化,也极端残忍。
  和其他物种一样,雌猩猩不会逆来顺受。她们尽量设法保护孩子,寻找好伴侣。和其他人猿比起来,母黑猩猩性成熟的时间相当晚;有些灵长类专家认为这其实是一种策略,当她们成年离家时,若尚未交配,便可以减低带着婴儿加入新族群而使幼婴遇害的几率。
  等母黑猩猩性成熟后,便用性来保护自己的小孩。每次一发情,她的生殖器便会肿大并变得粉红,她会去接近群体中每一只雄性。通常优势雄性和她交配的次数最多,但它们却不能阻止她和其他的雄性交配。因此每只母黑猩猩在生下一只小猩猩之前,平均会和 13 只不同的雄性交配 138 次。但生殖器肿大只是掩人耳目的虚招,她真正会受孕的时间其实很短,所以 90% 的性交其实都白做了。母黑猩猩跟母狮子一样,她们和许多不同的雄性性交,目的是为了预防雄性杀婴的本能,让雄性无法确定婴儿的父亲到底是谁。

  两性之间的冲突,有时导致如黑猩猩例子中雄性对雌性的暴力,但这并非必然的结果。若条件恰当,类人猿也可能进化出平和的生存状态,这时性不再只攸关基因的存续,却变成一项维持和平的工具。
  这里所说的爱好和平的类人猿便是倭黑猩猩(也称侏儒黑猩猩)。
  黑猩猩与倭黑猩猩的差别不只身体构造而已。二次世界大战期间,盟军轰炸德国海拉布伦市,市内一所动物园养了一群黑猩猩,丝毫不受恐怖爆炸声的影响,但附近另一所动物园内的一群倭黑猩猩,却全部吓死了。几年后,两位德国灵长类专家研究海拉布伦的倭黑猩猩,发现它们的性生活和黑猩猩大不相同。他们描述黑猩猩性交方式“像狗”,倭黑猩猩性交方式却“像人”。除了人类以外,倭黑猩猩是惟一面对面性交的灵长类。
  和黑猩猩一样,雄性倭黑猩猩终生留在出生时所属的社群,雌性必须在成年后离家寻找新的社群。可是当她加入新团体时,却不必面对一群想杀她的婴儿或逼她性交的残暴雄性。在倭黑猩猩的社会里,占优势的是雌性。把一串香蕉丢到猩猩群中,先吃的一定是雌性,等在旁边的是雄性。倘若某只雄猩猩想攻击雌性,通常都会遭到一群愤怒的雌猩猩围攻。有人曾观察到一群雌猩猩将一只雄猩猩按倒在地,其中一只雌猩猩狠狠咬了它的睾丸一口。雄猩猩也有属于它们的社会位阶,但优势雄性必定是优势雌性的儿子,而且雄猩猩很少结盟。
  雌性倭黑猩猩在加人新社群之后,同时也进入了一场永无止尽的性交狂欢会。雌性黑猩猩生殖器官肿大的时间仅占她们成年后寿命的 5%,但雌性倭黑猩猩发情的时间却高达 50%。它们的性生活开始得很早:年轻的倭黑猩猩早在具生育能力之前便开始性交。而且倭黑猩猩的性不局限于异性恋,年轻的雄猩猩会用阴茎当剑交锋,或彼此口交。而雌猩猩则擅长以性器官互相搓揉,直到达到高潮为止,灵长类专家称之为 g-g搓揉(g-g rub,g代表生殖器)。性对倭黑猩猩来说,不只是为了繁殖后代,甚至不是为了防止雄猩猩杀婴,而是一项社交工具。新加入社群的雌猩猩会逐一接近资深的雌性成员,为她提供各种满足性需要的服务。性服务可以替她赢得盟友;盟友愈多,愈能帮助她打入社群核心。
  性同时也能化解倭黑猩猩社群内的紧张情势。当它们找到食物时——不论是一棵果树或白蚁巢——大家会开始兴奋尖叫。但它们不会像黑猩猩那样陷入争食打架,却会开始性交。同样的,如果一只雄猩猩一时嫉妒,将另一只雄猩猩从某只雌猩猩身边赶开,这两只雄猩猩稍后很可能会聚在一起对搓阴部,和好如初。潜在的竞争因为性,而不至于恶化演变成全面战争。灵长类专家德瓦尔在他的著作《倭黑猩猩:被遗忘的类人猿》中写道:“黑猩猩以权力解决性的问题;倭黑猩猩则以性解决权力的问题。”
  黑猩猩与倭黑猩猩的共同祖先,大约活在 200 到 300 万年前。两者间的差异,可能源自不同的生活环境。倭黑猩猩住在潮湿的丛林里,一年四季的水果供应和黑猩猩所居住的开放性森林比起来,要稳定许多。就算倭黑猩猩的水果吃完了,还可以改吃在森林里大量生长的草本植物。
  拜食物来源充足之赐,倭黑猩猩不必像黑猩猩那样快速移动,四处觅食,雌猩猩即使抱着孩子,也跟得上队伍。由于每个个体都有足够食物,雌猩猩不必彼此竞争,却能建立长期的友好关系。雌猩猩联合阵线,便能制住雄猩猩。因此,杀婴在倭黑猩猩的社会里,从未听闻过。又因为每个族群中的雄猩猩都和平相处,也不会想和别的族群开战。当两个倭黑猩猩群遭遇时,并不会开打,反而开始性交。
  兰厄姆说:“看来只要觅食生态稍微改变,便可导致如此剧大的性行为差异。”
  对雌性倭黑猩猩来说,这样的社会结构好处非常明显:她们开始怀孕的时间比黑猩猩早很多年,可以生下的后代数量便多出很多。研究人员怀疑其中的差别关键在于,雌黑猩猩必须应付杀婴的威胁,但雌性倭黑猩猩由于掌握了社会权力,所以不必再为此忧心。

  倭黑猩猩于 200 万至 300 万年前与黑猩猩分支独立。这两种动物从此进化出迥然不同的社会生活。黑猩猩的社会里雄性至上,但在倭黑猩猩的社会里,却由雌性当家。

  人类也是动物的一种,就像其他动物一样,男人会制造大量精子,女人所制造的卵子却极少,而我们的祖先所承受的进化压力,必定也和海龙或水雉一样大。因此,包含式适应、互惠利他原则,以及两性间的冲突,是否也多多少少决定了我们的行为模式,甚至我们的思想模式?

第四卷 人性在进化中的地位与进化在人性中的地位

第十一章 饶舌的类人猿:人类进化的社会根源

  和其他动物比起来,我们是极端社会化的动物;人类的社会网络跨越全球,形态包括部落、国家、联盟、朋友、俱乐部、球队、公司、工会及各种社团。
  虽然我们无法目睹人类的社会进化,但科学家却怀疑这便是人类崛起的决定因素之——也许是惟一的决定因素!我们貌似猩猩的祖先,曾经过着类似猩猩的社会生活,却在 500 万年前与其他的类人猿分支,开始在东非大草原上探索一个新的生态龛位,他们的社会生活变得复杂许多。许多人类的特质——脑容量大、智能、语言天分及使用工具的能力——都可能因此而进化出来。同时,人类祖先为了求偶及繁殖而竞争,也可能在我们的心理上留下痕迹,塑造出今日我们对爱、嫉妒与各种情绪的能力。
  人类与非洲类人猿不仅在身体构造上,甚至在基因上的近似程度,都是令人昨舌的。1999 年,一群跨国科学家根据有史以来最大规模的基因研究,画出了一棵人类的进化树,人类紧靠着黑猩猩谱系,独立形成一小簇。这棵树显示,从遗传学的角度来看,我们实质上可以算是黑猩猩的一个亚种。
  人类的进化可以分成五大过渡期。第一期于 500 万年前开始,逐渐驱使人类的祖先迁移到非洲大草原。第二期的指针为 250 万年前石器的发明。100 万年后,第三期开始,粗糙的刀刃转变成巨型手斧。50 万年前,人类祖先历经第四个过渡期,懂得怎么用火,并且能制造出精巧的长矛等工具。最后,在 5 万年前,人类开始留下真正属于现代心智的痕迹,如洞穴壁画、雕刻的首饰、精密武器及繁复的葬礼。

  亨特认为这些改变都是因为人类祖先改变饮食习惯的结果。早期的人类祖先可能跟现在的黑猩猩一样,在丛林里爬树找食物吃。但随着他们的森林栖境日渐开阔,亨特认为他们开始采集挂在低枝上的果子,若能两脚直立,便能一手抓树枝,一手采果子。饮食习惯改变的同时人类祖先走路的方式也改变了。最早期的人类祖先可能四脚着地慢慢爬,跟黑猩猩一样以指关节着地,支撑体重。一旦腿变长,他们便开始用两脚走路,不再使用指关节。
  直立行走是我们老祖宗最大的改变之一,然而第一批用两脚走路的人类祖先却不能像我们今天这样漫步闲逛。现代人若踩着不费力的步伐,平均每个小时可以走3英里。但早期人类祖先的腿短,必须跑起来才能跑那么远。因为他们走得慢,所以每天能旅行的距离有限。早期人类祖先可能只会从这棵树走到下一棵树,有时站在地上采低垂的果子,有时用长手臂及弯曲的手指爬树,攀在树枝上。他们也可能经常需要爬树,以躲避剑齿虎等掠食动物。
  时光递嬗,人类祖先逐渐扩大活动范围。新的人种出现,到处留下化石遗迹,北至乍得,南至南非。到了250万年前,他们开始留下全新的化石纪录:石器。

  大脑袋是怎么发展出来的呢?答案的根源可能在于类人猿与猴类的社会生活。与其他动物相较,灵长类是社会性特别高的一种动物,一生过着集体生活,忙着结盟,努力往社会阶层高处爬。灵长类对于周遭群居社会的变化相当敏感——通常更甚于对物质世界的知觉。比方说,绿长尾猴极怕蟒蛇,但却不懂得辨识蟒蛇新留下来的行迹;可是它们对群体中其他成员的家谱及亲属关系却了然于心,倘若两只绿长尾猴打起架来,它们的亲戚便记恨在心,几天后还会互相挑衅。
  有时灵长类因为对同伴了若指掌,所以可以互相欺骗。灵长类专家怀顿有一次观察到一只名叫保罗的年幼大狒狒,蹑足溜到一只名叫梅儿的成年母狒狒身后。当时梅儿正在挖土,想刨出一个有营养的块茎。保罗四下张望,确定附近没有别的狒狒,便突然尖叫一声,它母亲立刻在几秒钟内冲过来,认定梅儿在欺负自己的儿子,把梅儿赶下一片小断崖,保罗随即将梅儿的块基据为己有。

  20 世纪 90 年代初,托特证实了黑猩猩的极限。当时他企图训练一只极聪明的驯养倭黑猩猩“肯西”制作石器。肯西花了四个月时间猛敲石头,终究没有结果。问题出在它的拇指不如人类及某些人类祖先那般灵活,因此准头不够,凿不出形状。更重要的是,它的脑袋无法掌握敲石头过程中所有的变量,例如要用多大的力气、要用这块石头敲中那块石头的哪一点等等。250 万年前,咱们的祖先却把这些问题全解决了。

  哈佛的灵长类专家黑尔及同僚对优势及次优势黑猩猩做了一连串实验。每当黑猩猩为食物发生争执时,赢的总是优势猩猩。在黑尔的实验中,一只优势与一只次优势的黑猩猩,同时从相反的方向被放进一个笼子里。笼里放了两个水果,猩猩老二知道猩猩老大只能看见其中一个,因为另一个被一根塑料管挡住,从老大的方向看不见它。结果猩猩老二每次都去拿藏起来的那个水果,避免和猩猩老大发生冲突。
  黑猩猩具备了雏形的“心智理论”要素。我们知道黑猩猩可以观察同伴,看见对方所看到的东西,然后依此发展出自己的对策。据我们所知,除了人类及黑猩猩之外,没有另一种动物具有这种能力。
  然而黑猩猩似乎并不能完全揣测到同伴的心态。波维内利做过一个实验,比较黑猩猩与两岁小孩的社交能力。他让两者对两位观众打手势要食物吃,其中一位观众蒙口罩,另一位戴眼罩。结果两岁的小孩懂得带眼罩的大人看不见,便转头向蒙口罩的人要东西吃。黑猩猩却对戴眼罩和蒙口罩的人一视同仁,都打手势。
  黑猩猩与人类的共同祖先并不能理解同类亦拥有心智,和自己一样具有思考能力。它们并没有发展出心智理论。

  怀顿与邓巴都认为,人类祖先是在从茂密丛林移向开阔林地,最后移向大草原的过程中,逐渐开始进化出心智理论。因为他们开始经常接触狮豹等危险的大型掠食动物,又无法再爬树躲藏,因此人类祖先赖以生存的团体变得比以前更大。和大团体共同生活将刺激他们进化出更高的社会智能,所需的脑容量也相对变大。人类祖先就这样进化成善解人意的高手,只要观察同伴的眼神,便知道对方可以看见什么,甚至在想什么。他们可以解读肢体语言、回想别人过去的行为。因此,人类祖先变得更善于互相欺骗,结交盟友,以及追踪、记录彼此的所作所为。
  怀顿认为这种社会性的进化一旦起步,便一发不可收拾。任何一个人类祖先,只要天生来具备较敏锐的“心智理论”,便能欺骗自己的团体,终至在繁殖后代方面获得更大的成功。怀顿说:“这么一来便对每个个体都形成一种淘汰的压力,使他们愈来愈善于揭发欺骗。其实揭发欺骗就等于更清楚别人的心态,也就是更善解人意。”
  人类祖先的进化可能因此变成一个“反馈循环”,社会智能不断提高,创造出愈来愈大的脑容量。这种愈演愈烈的进化趋势最后改变了人类祖先的社会形态,优势男性愈来愈无法主宰自己的集团,因为下属都愈变愈聪明了。人类祖先的社会于是从黑猩猩式的阶级制,转变成平等制。每位成员运用自己的“心智理论”与其他成员交往,确保没有任何人能够欺骗整个团体,或企图主宰大家。
  怀顿认为只有当人类祖先的社会变平等之后,才可能彻底发挥狩猎/采集生活的优点。男性可以合作计划狩猎行动,安心把妇孺留在家中,不再疑神疑鬼。同样的,女性可以自行组织远征计划,外出寻找块茎及其他植物。有了工具,又懂得互相合作之后,人类祖先为自己在大草原上开辟出了一个新的生态龛位。
  怀顿说:“心智理论令我们脱颖而出,因为我们可以深刻感受他人的感觉。同样的,这种能力也让我们变得比地球上任何一种生物更狡猾、更奸诈。”

  蜂虎必须为与谁配对,及如何抚养后代作许多选择。研究者发现它们在潜意识中作出的决定,是受到复制自我基因之欲望的影响。有些进化生物学家宣称人类也是如此。

  基因会调整动物在潜意识中作出有关择偶及抚养后代等决定的方式,这类适应性策略——鸟类学家艾姆兰称为“决定准则”,会令动物在不同情况下,表现出不同的行为。
  许多社会生物学家认为,人类生活在草原上的日子虽已远去,但就进化的观点来看,它并未被遗忘。工业文明存在至今不过两个世纪,而人类自狩猎/采集生活改以农业为生,亦不过几千年而已。对整个人类祖先的进化史来说,只占百分之一。尽管我们的生活已大为改观,但改变时间并不长,仍不足以让自然选择大幅改变人类的心理状态。
  若从这个角度来看我们自己,应该就比较能够了解为什么我们的心智在处理某些问题时特别灵光,对别的事则不是。这种研究心智的方法,叫做“进化心理学”。
  科斯米迪曾经改良过一个名叫“沃森测验”的经典心理逻辑实验。实验是这样的:想像有人在你眼前摆了四张牌,分别写着Z,3,E,4,对方告诉你,每张牌另一面也有符号,基本规则为一面写了元音的牌,另一面一定是偶数。你应该翻开哪张或哪几张牌,查证它们有无违规?
  答案是你必须检查 E 及 3(你不必检查 4 那张牌,因为即使另一面写的是辅音,也不算违规)。做过沃森测验的人,成绩通常很差。可是科斯米迪却证实,若改以社会用语来解释同样的测验,受测者的成绩便会大幅改进。比方说,你眼前摆了四张牌,分别写着:18,可乐,25,啤酒。牌的一面为酒吧内客人的年龄,另一面则是他们点的饮料。你该翻开哪几张牌,检查谁不满 21 岁就喝含酒精的饮料?
  正确答案为 18 及啤酒。几乎每个做过这个测验的人都答对了,其实它背后的逻辑跟原来的沃森测验一模一样。科斯米迪及图比认为我们做这类测验之所以这么灵光,是因为我们都极善于掌握社会的复杂性。我们的祖先早已经进化出侦测欺骗者的心智模块,因为依赖狩猎/采集为生的团体必须分享肉、工具及其他珍贵物品,谁能够看穿爱占便宜的人,谁就必将受益。
  进化心理学家认为我们的祖先在对待异性及子女的行为上,尤其需要极有效的心智模块。毕竟我们的繁殖成功率,最终是决定在这两者身上。在这个方面,我们其实跟别的动物没有两样。雌孔雀仰赖进化而来的决定准则去择偶,但她在选择时,脑袋里并不会列出得失表;触发她采取某些行动的,是她所看见的、闻到的,以及她的经验。同样的,人不会因为做了冷静理智的基因优劣评估而陷入爱河,但根据进化心理学家的说法,引发爱欲及嫉妒等情绪的因素,皆为人脑的适应结果。
  比方说,什么特质可以吸引人?毕竟那是挥偶的第一步。许多动物都对“对称性”情有独钟,可能因为这是健康的可靠线索;它也适用于人类。一项研究测验过中美洲伯利兹男性脸孔的对称性,发觉脸部愈不对称的人,患重病的几率愈高。
  脸孔的对称及不对称通常差别细微,一般人不会清楚地意识到,但它的确影响了我们对吸引力的评判标准。
  脸孔可能还不是咱们更新世祖先用来选择未来伴侣的惟一线索。女孩子长到青春期时,会具备某些特征,显示她们已具生育能力:她们的臀部会变宽,开始储备脂肪,以供怀孕时能量所需。具生殖力的女人腰围都占臀围的 67% 到 80%。男人、小孩及停经后的女人,腰围占臀围的比例则为 80% 到 95%。腰围臀围比例如果低,便意味着年轻、健康及具生育能力。
  我们似乎对这个比例相当敏感。心理学家辛格曾调查过不同年龄层及文化背景的男性及女性,给他们看腰臀比例不同的女性照片。结果一般人都认为比例为 60% 到 70% 之间最具吸引力,即使受测试者对女人的外表喜好不同,但这个比例仍然一样。辛格发现虽然这些年来《花花公子》杂志上的模特儿及选美皇后愈变愈瘦,但她们的腰臀围比例却一直没变。这项经得起时间考验的喜好标准,很可能在 100 万年前就出现了,好让男人挑出会生小孩的女人当伴侣。

  雌雄两性利益冲突的结果,便是男性与女性进化出不同的性喜好——而且那些特质至今仍能吸引我们。巴斯发现通常女人都比较喜欢年纪较大的男性,男人却喜欢较年轻的女性。男人对外貌的重视高于女人,女人则重视经济能力。这种普遍存在的模式暴露了咱们更新世祖先进化出来的适应结果:女人受到有能力供养小孩的男人吸引;男人则想找个具有生育能力的健康女人。
  进化心理学家认为,男女两性因为这些利益冲突而表现出不同的行为。许多调查都证实大多数人一直怀疑的一件事:男人对性比女人更热衷。男人希望在一生中拥有的性伴侣数目,比女人高出四倍;男人性幻想的次数也比女人高出两倍;男人另寻新欢的等待时间较短,对尝试露水姻缘的兴趣也较高。
  即使更新世的女性进化出择偶的高标准,也不代表她们一定忠实。我们已在上一章看到,动物世界里充满欺骗伴侣的雌性。比方说,一夫一妻制的雌鸟,有时会和来访的雄鸟交配,却让戴绿帽的老公抚养雏鸟。雌鸟欺骗伴侣时必须冒险,因为雄鸟可能会弃巢而去。然而这个险值得冒,因为她可以找到一个基因较优的雄鸟做她孩子的父亲。更新世的女性对于不忠这种行为可能也进化出了类似的决定准则,而现代女性仍继承奉行。
  潘顿-弗克认为女性在最可能怀孕期间较受男性化男人的吸引,可能是为了替小孩争取优良基因的适应结果。当女人排卵时,比较容易和这样的男人发生韵事,但在月经周期其他时段里,却变得对协助她抚养小孩的男人更感兴趣。
  我们的老祖宗受到这类利益冲突的驱策而进化,一些人类最丑陋的情绪可能便因此产生,成为有用的适应方法。巴斯认为嫉妒便是这类机制之一,而非病态情绪。伴侣不忠,经常没有明显的信号。男人甚至不知道女人何时排卵,因为女人不像其他灵长类,生殖器不会肿大。巴斯认为在这种不确定的情况下,嫉妒极符合进化的逻辑。脑中若存在一个“嫉妒模块”,你便会随时保持警觉,注意到完全理性的心智可能会忽略掉的细微线索(这种古龙水味道我怎么没闻过?)。倘若信号很多,超过警戒线,“嫉妒模块”便可能触发某种反应,或许可以因此避开威胁,或减少损失。
  巴斯曾主持多项实验与调查,证实嫉妒为一种适应的结果。倘若你在男人的额头上连接电极,再请他想像爱侣欺骗他,便可测量出他感受的压力程度。男人若想像伴侣和别的男人发生性行为,所承受的压力比想像伴侣爱上别的男人更大(想像实际发生性行为会令他们心脏每分钟多跳五次,跟连喝三杯咖啡的效果一样。)。
  女人的反应却相反,在想像感情遭背弃时承受的压力较大。这样的调查结果在美国、欧洲、韩国及日本全部一致。巴斯因此断定:对男人来说,伴侣与别人发生性行为对其繁殖成功率的威胁较大,但对女人来说,情感上的背叛可能代表伴侣将遗弃她,不再供养她的小孩。
  如果巴斯的理论正确,进化心理学便比传统心理学更适合处理嫉妒的问题。心理治疗师通常视嫉妒为不自然的情绪,可以借着培养病人的自尊,或者让他们不要那么敏感、不再整天想像配偶不忠而消除掉这种负面情绪。巴斯虽然并不包容嫉妒的丑陋面——如跟踪老婆或打老婆等暴力行为——却认为假装我们可以根除嫉妒心理是毫无意义的。他建议人们应利用嫉妒心理来巩固而非破坏两性关系。偶尔嫉妒一下,才不会视对方为理所当然。
  巴斯及其他进化心理学家认为,我们并不会因为各种心理上的调试结果而注定不可能快乐,但我们必须面对它们、解决它们。举例来说,现在大家认为继父母都应该对亲生及非亲生的小孩一视同仁,进化心理学家认为这种要求根本不切实际。他们认为父母愿意为子女作出极大牺牲,这种对子女的爱,其实也是一种适应的结果,旨在确保自身基因的永续。倘若这种说法属实,那么继父母自然很难对非亲生的小孩产生同样深的慈爱。
  许多令人齿寒的统计数字都支持这项假设。当继父母与非亲生小孩发生冲突时,他们之间缺乏生物性联结来减缓紧张,冲突比较容易升级到失控的地步。根据统计,最可能造成儿童受虐的因素,仍是非亲生的问题;而小孩被继父母杀死的几率,比被亲生父母杀死的几率,高出 40 到 100 倍。当然,并非所有的继父母都注定是大坏蛋,他们只是没发展出和亲生父母同样程度的耐心及宽容而已。进化心理学家因此指出一个减少冲突发生率的方法:身为继父母的人必须意识到,要想拥有美满的家庭,他们必须克服一些亲生父母不必面对的障碍。

  人类祖先冗长单调的生活,在大约 50 万年前开始发生变化。人类遗留下来的工具开始显示改变的征兆:他们不再将一块石头凿成一把手斧,而是摸索着如何在同一块石头上,同时凿出数片刀刃。一把 70 万年前肯尼亚人制造出来的手斧,和另一把在中国或欧洲制造的手斧,看起来不会有太大的差别。可是从50万年前开始,区域性的风格开始浮现。新的技术变得更普遍,人类学会制作标枪式的长矛,以及如何可靠地生火。和以前一样,新工具的出现亦反映出人脑的扩大。人脑在接下来 40 万年内以不可思议的速度变大,到了 10 万年前,便扩大到目前的容积。
  根据邓巴对灵长类脑部的研究,脑部的扩大必定和人类社群愈变愈大同时发生。邓巴根据颅骨化石的体积,估计最早期的人科动物,如 300 万年前的南方古猿阿法种,所组成的团体可能在 55 人左右;活在200万年前的早期“人属”(homo),组成的团体大约 80 人;在 100 万年前,直立人的团体突破百人大关;到了 10 万年前,即人脑扩张到和我们现代人新皮层一样大的时候,人类的社群已扩大为 150 人。
  从那个时候到现在,人类新皮层的平均体积并没有变,邓巴也看到许多证据,证明所有重要的社群团体人数,仍然停留在 150 人。新几内亚的狩猎/采集部落平均人数为 150 人;生活在公社农场上的原教旨主义基督徒哈特派,也把每个公社农场的人数限定在150人内,若社团变得太大,便另组新公社。而全世界各国陆军连的人数,平均也是 150 个人。邓巴宣称:“我想一般来说,我们每个人熟悉的、感觉亲近的人,差不多都在 150 个人左右。我们了解他们的癖性,熟悉他们的历史,以及他们和自己的关系。”
  随着人类祖先的社群扩大,社群复杂性也跟着提高。邓巴认为一旦跨越某个界限,旧式的灵长类互动方式便不再适用了。灵长类对彼此表示亲热最重要的方式之一,是“理毛”。理毛的目的不仅在清除虱子及其他皮肤上的寄生虫,且具安抚作用。灵长类将理毛变成一种社交筹码,用来交换对方的“人情”。可是理毛很费时间,灵长类的群体愈大,花在替彼此理毛上的时间愈长。以住在埃塞俄比亚大草原上的狮尾狒为例,它们的群数平均为 110 只,每天得花 20% 的活动时间互相理毛。
  人类祖先的脑容积显示,他们的群数在 10 万年前便达到 150 人,那时理毛这项社交工具已变得不切实际了。邓巴表示:“每天工作量这么多,不可能还有足够的时间理毛。倘若我们想和别的灵长类一样,仅靠理毛来联系 150 人的群体感情,那么等于白天时间的 40% 到 45% 都得花在理毛上。这当然很棒啰,因为理毛会让你觉得世界很温暖、很友善,可惜却不切实际。你还得到草原上找食物吃,没有这么多空闲时间。”
  人类祖先需要一个更好的联系方法,邓巴认为那个方法即是“语言”。
  乔姆斯基认为婴儿的脑子,肯定已经为学习语言而预设好了。婴儿出生时,脑里已设定了基本的文法规则。乔姆斯基问道:否则你怎么解释为何世界上每种语言都有一些共通的文法模式,像是主语和动词?一个小婴儿又怎么可能在三年之内便克服语言的复杂性?单词就跟历史上的日期一样没道理,没人会期待一个三岁小儿记住雅典与斯巴达的伯罗奔尼撒战争每一场战役的时间,但婴儿却可以很快地运用他们听到的单词去发掘文法规则。
  自 20 世纪 60 年代以来,各项研究都显示人脑内具备特殊的语言模块,就和人脑具备看得见物体边缘及社会智能的模块一样。人脑利用它们来储存文法、造句法及语义学的规则-这些全是赋予语言意义及复杂内涵的要素。语言学家在观察小孩学讲话所犯的各种错误时,便能研究语言器官的运作方式;他们可能会运用复数形态或过去式动词的规则,创造出根本不存在的字,例如tooths,mouses,holded,小孩有能力在脑子里建立文法规则档案,却很难强行记住例外的不规则单词。
  更多例证则来自某些因脑部受损而丧失语言能力,或仅丧失某部分语言能力的人。譬如有些人就是记不得专有名词或动物的名称;还有一群英国科学家曾经研究过一个人,他记得一大堆名词,包括许多冷僻的字,却只会用三个动词:have,make,be。上述两例都是因为某个特定的语言模块受损但脑子其他部分无碍的结果。
  当然,一个三岁大的小孩不可能一开始便出口成章,他必须在脑部发育的过程当中,耳濡目染地接触浩如大海的单词后,才能够运用内建的文法规则,将这些单词堆砌成语言。然而“语言本能”却根深蒂固,孩子们甚至可能创造属于他们自己的新语言。1986 年,语言学家凯格尔便有幸观察到这样一种新语言的诞生。
  那年凯格尔赴尼加拉瓜拜访聋哑学校。尼加拉瓜政府在 20 世纪 80 年代早期成立了好几所学校,但学生们一直在辛苦摸索。孩子们入学时都只懂得几个和父母发展出来的基本手势,老师们不教导已发展成熟的手语,只尝试教他们“手指拼音法”,即利用不同的形状代表单词中不同的字母。教手指拼音法的用意,是想帮助聋哑生跨越过渡阶段,开始发声,但孩子们完全不懂老师在教什么,所以整个项目彻底失败。
  但老师们注意到孩子们虽然跟他们说话极吃力,彼此沟通却毫无问题。原来孩子们早就不再用从家里带来的那套粗陋的手语,而是另一套全新的、老师看不懂的复杂系统。于是老师们邀请凯格尔去学校协助他们。
  凯格尔发现中学生所使用的,是由一堆暂时性手势拼凑而成、不成语法的洋泾滨手语,但小学生所使用的手语却复杂许多。凯格尔万分惊讶地看见他们极快速地彼此打手势,其韵律及规则性俨然是一套成熟的、具备文法规则的手语。而且年龄愈小的孩子,手势打得愈纯熟。凯格尔表示:“你可以从那些手势的编排及结构中看出它绝不单纯,我开始意识到自己正在目睹一种语言形成的早期阶段。”
  刚开始几年,凯格尔吃力地想解译这种语言,有时她诱使孩子们比出几个手势或整个句子,有时干脆旁观他们作冗长的叙述。到了 1990 年,她开始和孩子们一起看卡通,然后请他们叙述卡通里的故事。结果卡通变成她最可靠的译码线索。
  凯格尔发现孩子们的手语优雅聪慧且极富想像力。在中学生的拼凑手语中,“讲话”这个字的比法是在嘴巴前面开阖四根手指及拇指。小学生改良了这个手势:对着讲话的人打开四根手指,再对着听话的人阔上手指。同时他们还发明了一种把介词当动词用的方法。比方英文会说:“杯子在桌上”,尼加拉瓜手语却说:”桌子、杯子、上”。或许讲英文的人会觉得这种语法很怪,但别的语言,如纳瓦霍语,却常用这种语法。
  凯格尔在尼加拉瓜工作多年,与聋人社团合作编纂了属于他们的手语字典,目前已包含 1600 个单词。同时她还整理出有关尼加拉瓜手语起源的理论。据她推论,刚入学的孩子只从家里带来少数极简单的手势,孩童们把各自的手势凑起来,变成共通的一套手语,之后又加工拼凑成中学生使用的洋泾滨手语。小小孩带着早已为学习语言准备好的脑袋来学校,学会了大小孩的手势,并赋予它们文法。这些小孩凭空创造出一种语言,从一开始它便和任何一种有声语言同样复杂及完整,这个成熟的语言一旦出现,新的单词便随着新的经验不断创造出来。
  凯格尔说:”他们的手势愈来愈丰富、愈来愈有变化,但我们却看不见手势跃变为语言的过程,因为文法早已存在孩子们体内。”
  若文法果真存在孩子们体内——换句话说,即文法规则早已设定在他们脑内——那么这项“设定”必定与进化有关,但这又牵涉到另一个复杂的问题:自然选择如何塑造出像语言这么复杂的东西?科学家发现不止腿和眼睛可以逐步进化,语言的复杂性也可能是一步一步发展出来的。
  诺瓦克及同僚根据几项合理的假设,设计出一个语言进化的数学模型。他们的假设之一是:能让动物更清楚地沟通的突变,将提升其繁殖适应力。以绿长尾猴为例,它们运用一套特殊的声音来警告同伴有鸟、蛇或其他威胁逼近。能够辨识这些叫声与否攸关生死。倘若某只绿长尾猴将有蛇来袭的叫声,误认为有鸟来袭,窜下地去,结果却葬身蟒蛇口中。诺瓦克的另一项假设为:词汇量愈多(当然必须能够表达清楚),愈能造成进化上的优势。一只能同时了解有蛇及有鸟来袭的绿长尾猴,生存几率当然会比一只只了解其中一种警告的绿长尾猴高。
  诺瓦克在计算机模型中给予许多个体一套类似绿长尾猴的、简单的沟通系统,这套系统只包括一些声音,每种声音都代表外界中某件事物。他让这些个体开始复制,后代发生突变,因而改变他们说话的方式。有些突变者能够处理的声音词汇量比祖先多,诺瓦克便赐给这些突变者更高的繁殖成功率作为奖赏。
  诺瓦克发现他的模型总会得出同样的结果。刚开始,这些个体以少数几种明确的声音彼此沟通,后来随着新的叫声不断加人,他们的语言也愈变愈复杂。但词汇量增加后有个问题:新旧叫声经常会混杂。声音愈近似的,愈容易搞混(如英文单词 bake 中的长元音,及 back 中的短元音)。
  叫声种类多虽可带来进化优势,但混淆不清却能抹杀好处。诺瓦克经过不断的实验,发现所有的仿真词汇量都只能扩展到某个程度,然后就会停止发展。这个结果或许可以解释为什么除了人类以外,大部分动物都只能以少数几种不同的信号沟通:因为它们无法克服随繁多声音而来的、不可避免的困惑。
  可是,如果我们的祖先进化出一个可以避开这个陷阱的方法呢?为了探索这个可能性,诺瓦克改变他的模型,让某些个体开始将一些简单的声音串联起来,也就是形成单词,然后将几个有能力说出单词的个体,和原来只能发出不同声音的个体混在一起。他发现如果这些个体需要传达给对方的信息有限,那么只要使用声音的那套系统就够了,但如果他们的环境变得比较复杂,必须传达许多信息,那么最后使用单词的个体一定会占优势。借着将少数几种声音串连成许多独特的单词,这些个体便能避免类似声音所造成的困惑。
  但诺瓦克发现,讲单词也有其极限。一个字若想留存在某种语言内,必须经常被人使用。如果被人忘了,便等于死亡。现在我们有书及录像带、CD 等等,可以让老旧的字词继续流传下去,但我们的老祖宗只有一张嘴巴,所有单词只能储存在脑袋里。脑的记忆容量有限,所以人类祖先能够使用的字词也有限。他们虽然可能发明新字,但老旧的字必须先被遗忘。
  诺瓦克为了研究这项限制,二度改造他的语言模型,让某些个体不只能够运用单词描述一件东西或概念,还能组合不同的单词,描述事件。有些单词可以代表行动,有些代表与该行动有关的人或事物,另有些单词则可代表关系。换句话说,诺瓦克让这些个体懂得造句。一个人若懂得运用造句法,便可赋予区区数百个单词以数百万种不同的含意,端视他如何编排那些单词。但使用者若不小心,造句法同样可能造成困惑。譬如同样几个字可以排成两行不同的头条新闻标题:“杜威击败杜鲁门”或“杜鲁门击败杜威”,意思完全相反。
  诺瓦克与同事将造句法及简易单词沟通法混在一起,发现造句法不见得永远占优势。当需要描述的事只有几件时,无造句法的语言更占胜面;可是复杂性一旦超过某个界限,造句法就变得比较成功。当发生的事很多,又牵涉到很多人的时候,使用句子就会占优势。
  诺瓦克的模型虽简单,却捕捉到语言如何从一套基本的信号渐渐进化的过程中的几个关键层面。发明尼加拉瓜手语的孩子们可能重现了语言从符号演变成单词,再演变成句子的进化过程。诺瓦克的实验结果同时暗示我们的祖先如何避开了卡住其他动物的沟通陷阱。因为我们祖先的生活愈变愈复杂,逼使他们必须发展出可以表达自己的复杂方法。
  邓巴及其他学者的研究都显示,让人类的生活变得更复杂的,便是人类祖先不断进化的社会生活。不过,即使 100 万年前的人类祖先想表达自己,他们的身体构造也未必允许它们能“宜之于口”。现代人的发声结构非常特殊,和任何现生动物都不一样。别的哺乳类(包括黑猩猩)喉头都位居喉咙上方,这种构造可以让它们在吃喝的同时照常呼吸,因为它们的气管和食道是分开的。但也因为如此,在它们嘴巴和喉头之间的发声道就变得非常小;空间一小,舌头就不可能大幅活动,发出复杂的声音。
  人类祖先进化到某个程度时,喉头必定下降到目前的较低位置。这种结构有其危险性,因为食物或水很容易滑进气管内,所以人模拟其他哺乳类都容易呛到。不过这种构造却腾出足够的空间,让舌头能够转来转去,制造出有声语言各种必要的繁复声音。
  这并不表示语言一定是在喉头“就位”之后才开始发展的。人类祖先可以用手打信号——以他们在 250 万年前制作的工具来看,他们的手已经够巧了。他们可能将这些信号和简单的声音及姿势组合起来,创造出一种语言原型。有了这样的系统,进化便可能眷顾能够处理较复杂符号的大脑袋,以及能够讲出较复杂语言、较像现代人构造的喉头。
  艾伊罗坚持语言必定随着人脑在 50 万年前开始加速增大而出现;但邓巴却认为语言的滥觞发生在 15 万年前,因为只有当我们祖先的生活群体扩大到某个程度,不可能再以理毛作为社交工具时,人类祖先才必须用语言代替理毛及其他的原始互动方式,维系社群关系。
  比方说,有了语言,你可以随时注意别人在干什么,或他们对你的看法如何,在一个大型社群里,你可以用语言操纵别人,维系自己的社会地位。即使在今天,语言的主要功能,仍是“闲聊”。邓巴曾在火车及餐厅里偷听陌生人讲话,发现一般人谈话内容的三分之二都和别人有关。邓巴因此认为,语言其实就是另一种形式的理毛。
  还有一批研究人员认为,就连邓巴的估计——语言发轫于 15 万年前——都嫌太早。这些人认定语言的成熟是最近 5 万年的事。因为直到那时,人类化石记录才显示出惊人的心智爆炸,那时的人类才突然对自己及周遭的世界有了深切的认知,而这绝非他们的祖先所能企及。直到那个时候,现代人类的心智才告诞生,而语言很可能便是催生这一切发生的关键因素。

全新的心智

  进化史上的重大转变,诸如生命的崛起,或寒武纪物种大爆炸,大部分都发生在几亿年,甚至几十亿年前。比较起来,人类的转变仿佛发生在昨天;然而后者同等重要。现代人从此变成主宰世界的优势物种,有能力在地球任何一个地方生活。我们的成功惊天动地,甚至到了足以摧毁其他许多物种的地步。就在我们威胁到其他物种之进化的同时,我们也创造了一种新型的进化:即文化的进化。

  小群体极适合进化上的改变,因为突变可以迅速蔓延,迅速改造整个群体。

  塑造人脑的基因突变 5 万年前在非洲出现,赋予人脑创造艺术与新技术的能力,而这种能力是早期人类所没有的。
  或许大脑的这种变化,让人类得以挣脱束缚我们祖先的心理桎梏。现代人不再仅视动物为食物,而开始意识到它们的骨头及角可以用来制成器具:他们不再把少数几种武器当做万用,而开始针对不同猎物——如鱼、山羊或红鹿等——发明专门的武器。考古学家米森把这种新的思考方式称为“流体智能”,人们因此甚至能够针对自然及自我进行抽象思考,再以绘画及雕刻的形式创造出象征性的代表符号。
  语言——至少是真正成熟的语言——可能也属于这种晚熟的能力之一。克莱因指出:“在 5 万年前所发生的,可能是人类开始有能力快速地、清晰地运用语言,让别人能够了解、剖析,再进一步运用语言传播信息,以前所未有的方式传播做事情的新方法。”
  这些新技术太过复杂,不可能仅靠模仿来传播。在俄国,人们以滚水煮长毛象的象牙,作为陪葬物。表达能力有限的尼安德特人,便不可能学会这样的传统习俗。现代人可以跟别人描述自己的新发明,迅速传播新观念;他们开始利用石头、象牙及其他出产地远在数千英里外的材质制造工具,只有语言才能让不同的部落彼此沟通,说明他们想交换的货物内容。有了语言,现代人才能赋予首饰及其他艺术品特殊的含义——不论这种含义是社会性的还是宗教性的。
  研究人员至今不确知,具备新文化——或许也具备了新头脑——的现代人离开非洲,开始与直立人及尼安德特人接触时,发生了什么事。他们开战了吗?现代人是否将致命的传染病带往欧洲及亚洲,就像西班牙人把天花传给美洲的阿兹特克人?还是如许多研究者所忖测的,现代人仅因具备新大脑便占尽竞争优势?克莱因说:“只因为他们的行为更加老练世故,便在欧洲取代了尼安德特人。更重要的是,他们的采集狩猎方法有效率多了。”
  现代人可以彼此交换补给品;争端出现时,可以运用复杂的语言解决,而不至于爆发致命的争斗。他们能够发明武器及工具,获得更多食物,替自己制作衣服,推过消灭了其他人种的干旱及严冬。化石证据明确显示他们的社群密度比尼安德特人高出许多。后者最后可能退居深山角落,因近亲交配及天然灾祸而灭亡。
  当然现代人并未全部移往欧洲。迁往亚洲的那一批刚开始可能只在滨海地区落户。红海沿海地区出土之工艺品显示,早在 12 万年前非洲人便移民当地,以贝类为食。很可能他们的后代便以这种生活方式定居在阿拉伯半岛及印度沿海一带,并继续朝印度尼西亚推进。讨厌的新来者抵达直立人势力范围后,久居当地的原始人类可能便躲藏到内陆丛林去寻找庇护地,终于因为全面的孤立,而在 3 万年前灭亡了。这时有一批现代人逆河而上,深入亚洲内陆,另一批则投入海洋,乘船抵达新几内亚及澳大利亚这两块人类祖先从未涉足的陆地。到了 1.2 万年前,人类已从亚洲来到新大陆,直抵最南端的智利。从进化的观点来看,智人仅在一瞬间便已分据各大洲,仅南极洲除外。曾经一度只是黑猩猩谱系的一个小分支、被放逐出森林的这个物种,就此接管了全世界。

非自然选择

  生物进化在 5 万年前推动了文化革命,然而人类的文化力量日益强大,结果反客为主,如今影响生物进化趋势的竟是文化本身。基因的适应力决定了自然选择的方向,但人类发明的事物却可改变自身的适应力。科学家甚至可以在我们的 DNA 里看见人类文化的印记。
  例如,因为文化与基因的共同进化,使有些人变得可以喝鲜奶。这对哺乳类来说是一种奇怪的天赋。鲜奶的主要成分之一是“乳糖”,哺乳动物若想吸收它,肠中必须制造一种名叫“乳糖酶”的酶,将它切成可消化的小碎块。通常哺乳类只有在婴儿期才会制造乳糖酶,长大后便停止制造,因为一般的成年哺乳动物并不需要消化鲜奶,所以不必浪费能量去制造乳糖酶。
  大部分的人也和其他哺乳类一样,长大后便停止制造乳糖酶。鲜乳对成人并不好,未经分解及消化的乳糖持续累积,反而变成细菌的食物,使细菌滋生,而细菌排泄出来的废物,又会造成胀气及腹泻。(奶酪及酸奶所含乳糖较少,较易消化。)
  然而有些人(包括半数的美国人)的 DNA 却拥有突变,使乳糖酶的开关失去功能。他们成年后仍持续制造乳糖酶,喝奶毫无问题。这种能力是在 1 万年前牛被驯化后才开始扩散的。对于那些必须仰赖牧牛为生的族群,例如北欧或撒哈拉以南地区的部落,过了婴儿期还能喝鲜乳是一项进化上的优势,因此持续制造乳糖酶的突变基因便在这些部落中蔓延开来。但对那些从未仰赖过牛群的部族——诸如澳大利亚原住民及美洲印第安人——来说,适合喝鲜乳的基因并无好处,所以一直不普遍。
  乳糖酶缺乏在我国多于 7-8 岁时发生,3-13 岁中国儿童乳糖酶缺乏发生率为 87%。
  如果由于乳糖酶缺乏而完全拒绝牛奶或奶制品,相当于因噎废食,看起来相当不划算。
  牛奶营养价值高,是最佳补钙食品之一,牛奶作为食品性价比极高。甚至目前为止,人类还没发现营养价值能替代牛奶,同时比牛奶更经济实惠的食物。
  儿童成长发育中对钙和优质蛋白质的需求非常重要。
  《中国居民膳食指南》中,对于普通成年人奶及奶制品的推荐摄入量是每人每日 300g。
  注意,是奶及奶制品,不局限于纯牛奶,指南对此的解释是——相当于 300g 液态奶的奶制品。
  可惜,中国居民奶及奶制品的摄入量低得可怜,远远没有达标
  2010-2012 年中国居民营养与健康监测结果显示,城乡居民平均每标准人日奶类及其制品的摄入量为 24.7g,远不及中国居民膳食指南推荐量(300g)的 1/10。
  与其对应的,是中国居民同样极低的钙摄入量:
  同一项调查显示,中国城乡居民平均每标准人日钙摄入量为 366mg,离推荐钙摄入量 800mg 相差甚远。
  虽然牛奶不是钙的唯一来源,但不可否认,中国人普遍缺钙,和中国人极低的奶制品摄入量有关系,而中国人普遍缺钙这一现状,通过推广普及牛奶可以得到有效改善。

  虽然有时文化可以改变自然选择的方向,但整体来看,文化却令人类进化的脚步放慢到几乎停顿的地步。许多基因可能曾经一度降低了人类的繁殖适应力,但如今已不再构成威胁。例如,每一万个在美国出生的婴儿中,便有一个患有先天性的苯丙酮酸尿症,病童无法分解苯丙氨酸,于是摄取自食物内的苯丙氨酸在他们的血管里累积,最后破坏其脑部发育,造成智障。引起苯丙酮尿症的突变基因以前会降低人的适应力,但现在患童的父母都具备医学常识,可以供应苯丙氨酸含量低的饮食,让患童在成长期间脑部发育健全。拜医药及其他各项发明之赐,我们模糊了成功与失败基因之间的明显差异,令自然选择很难再发挥作用,造成改变。
  未来,文化上的进化可能进一步减缓生物性的进化。自然选择只在个体繁殖成功率差异极大时——有些个体完全没有后代,有些却拥有大家庭——方能产生最快速的作用。如今全世界的人类享有较高水平的食物、健康及经济收入,而且每个人的家庭都变小了。人类繁殖成功率的差异日渐缩小,自然选择的威力亦随之减弱。
  而人类基因组本身,也对未来的进化形成一大障碍。目前地球上所有的人类,全是 6 万至 17 万年前一小撮非洲人的后代。那一小群先祖拥有的基因多样性颇有限,人类进化的时间亦很短,不足以让新的多样性出现。就连住在科特迪瓦塔伊森林内的黑猩猩,其基因多样性也比全人类的基因多样性高。不同群体中曾偶尔出现一些突变,自然选择亦在某些地方成功保存了这些新基因——如喝奶或抵抗疟疾等基因。然而基因也很容易随着人们的接触而散播及掺杂——毕竟人类历史就是一个大混合的故事。
  随着人类交通工具的改良,混合的速度只会加快。欧洲人带着非洲奴隶来到新世界时,三大洲的基因开始大混合。今天,搭乘飞机的移民更加快了基因全球流动的速度。在这样一个不断翻搅的基因大海中,不可能存在孕育新人种出现的隔离环境。曾经至少拥有 15 个分支的人类祖先进化大树,在可预见的未来,仍然会是我们这一支一枝独秀的局面。而且即使在我们这一个物种之内,自然选择恐怕也很难再引起什么改变了。

  姑且不论人类的生物性进化在未来是否会持续下去或陷入停顿,有一种新的进化已然发生了,那就是,文化本身会进化。
  人都会饿死。基本上所有科技发明皆是人体的延伸:猎人不需长出利爪或利牙,便可用矛杀死麋鹿;用风车磨坊磨谷子的效率远比我们自己用牙齿咀嚼来得高;而书籍便是人脑的延伸,能带给我们人类的集体记忆,其力量远非个人所能及。
   20 世纪 40 年代,人类开始迈入了另一种类型的文化:计算机。比起书,计算机是人脑更深层的延伸。计算机储存信息的密度更高(可比较牛津字典精装本和储存同样信息的一张磁盘)。更重要的是,计算机是第一个可以用人脑的基本思考方式处理信息的工具,它拥有理解、分析及计划的能力。当然,计算机不可能独立作业,必须经过程序设定,就像细胞必须由 DNA 设定程序一般。
  计算机不再是孤独的硅岛: 20 世纪 70 年代以来,全球计算机开始联机,全球网络就像真菌的菌丝一样蔓延开来。网络环绕地球,不只连接计算机,还含括汽车、收款机及电视等。我们把自己环绕在一个全球性的脑子里,它又与我们的脑子衔接,形成一片仰赖隐形菌丝网络生存的智能森林。
  计算机会听我们的话,忠实执行指令。它们可以控制宇宙飞船的轨道,去绕行土星的光环,或追踪糖尿病患者体内胰岛素的升降。但很有可能,有朝一日,当全球网络变得更复杂,它将自动变成一种像是人类智能,甚至人类意识的东西。有关人工生命及进化计算的研究已显示,计算机可以进化出和人类不同的智能。倘若我们让计算机自行设计解决问题的办法,结果可能完全不符合人脑的逻辑。谁也不知道全球网络将进化成何种形态。未来,我们的文化可能变成一个“熟悉的陌生人”、一个共生的脑子。肖维洞穴壁上的狮子也将开始起舞了!

  自《物种起源》出版后,人们便不断在思索进化对自己的生活以及生命本身的意义。我们到底只是一项生物学上的意外产物,还是宇宙的神圣任务?

  第一次世界大战是一次史无前例的大屠杀,一些德国人却企图用进化论来为这种暴行找借口。这批人深受德国著名的生物学家黑克尔影响,他主张人类是一切进化的巅峰产物,而且人类还会继续往更高处进化。黑克尔在其著作《创造史》中写道:“我们为自己远远超越低等动物祖先而至感骄傲,我们因而坚信,整个人类将在未来持续光荣地进步,更上层楼,臻完美之心智。”
  黑克尔认为某些人又比其他人更进步。他将人类分成 12 个种族,依序排列。最低等的是非洲各族及新几内亚人,最高等的则是欧洲人,即他所谓的“地中海人”。在地中海人中,黑克尔的同胞——德国人——又排名第一。他声称:“目前将文明传至全球各地,并为更崇高心智文化之新时代打下基础的,主要是西北欧及北美的日耳曼人种。”迟早所有人种都将“在生存竞争中彻底臣服于最优秀的地中海人种”。
  黑克尔对人类远景的看法成为以生物学为基础发展出来的“一元论”的基调。他的一群徒众,即所谓的“一元联盟”,宣称下一个进化阶段需要德国变成世界超级强国,因此鼓励所有德国同胞不为政治目的,而为实现进化使命,参与第一次世界大战。
  同时,在英美两国,进化则遭到另一种形式的误用——它被拿来为自由放任的资本主义辩护。英国哲学家斯宾塞提出一套混合了达尔文自然选择学说及拉马克版本的进化论的论调,宣称自由市场的竞争可以促使人类进化出更高的智能。他承认在这个过程中一定会造成痛苦——例如爱尔兰大饥荒便是人类踏上“通往灭绝的快捷方式”的一个例子,但这些苦难很有代价,因为人性将因此升华,达到道德完美之境界。
  斯宾塞的信徒遍布全球,因工业革命而致富的新贵尤然。美国的钢铁大王卡内基便尊称斯宾塞为“大师”。这批信徒奉斯宾塞的论调为主臬,形成所谓社会达尔文主义。他们认为,造成 19 世纪初贫富悬殊的,并非社会不公,而是一种生物现象。倡导社会达尔文主义的耶鲁大学社会学家萨姆纳声称:”百万富翁是自然选择下的产物,自然选择从全人类中挑选出适合的人,完成某些特定工作。”
  社会达尔文主义跟一元论一样,都毫无科学根据,不仅硬将自然选择从生物学中抽离出来,套在社会环境里,还将达尔文的理论与拉马克陈腐的理论胡乱搅和。但是尽管社会达尔文主义毫不科学,却仍能为政府控制人种进化的行动提供某种权威。20 世纪初,美国及许多国家替智障及其他被认为是退化的人结扎,防止他们污染本民族的进化,即为例证。
  当时美国有些公立高中所使用的教科书赞许这类控制生育行动。在 1914 年出版的《公民生物学》中,作者提到某些家庭具有犯罪的基因(当然是谬论),“如果这些人是低等动物,我们可能会杀掉他们,防止他们繁殖。但人道不允许我们这么做,补偿做法便是在收容所及其他机构内,以各种方法隔绝两性,预防这类低等人种通婚或继续繁殖后代。”
  在 20 世纪初的大混乱中,还出现了基督教原教旨主义。顾名思义,他们决心使新教回归基本教义,这意味着必须阻止公立学校教授进化论。领导原教旨主义打这场仗的,是知名政治家布赖恩。他曾经三度获得民主党提名竞选总统,又曾担任威尔逊总统的国务卿,所以由他带领的反进化运动,全国瞩目。
  布赖恩对进化的敌意,并非基于科学观点。他和许多原教旨主义基督徒一样,认为神在六天内创世只是个比喻,并非真指 144 小时。布赖恩甚至不反对动植物可能由较古老的物种进化而来。他之所以反对进化,主要因为他认为达尔文学说会污染灵魂。
  如果布赖恩指的是社会达尔文主义或一元论,那么他说得很对,因为那两者是在为暴行、贫穷及种族歧视辩护。然而这两种哲学观的基础,皆是被断章取义的《物种起源》,再加上大量的拉马克伪科学理论。布赖恩没有认清这一点,便认定达尔文为死敌,结果造成至今仍普遍存在于美国的误解。
   20 世纪 40 及 50 年代,美国成为进化生物学的温床,是杜布赞斯基、迈尔、辛普森等现代综合论领袖的大本营;在美国蓬勃发展的古生物学、遗传学及动物学,令全世界艳羡。可是这些新知识却极少从博物馆及生物学系外流给一般大众,因为创世论者对教科书出版商施加压力,不准在课本中提及进化,出版商怕丢生意,只好屈服。
   20 世纪 60 年代,情势开始转变,原因之一是苏联于 1957 年发射了第一颗人造卫星。苏联的科技领先造成全美对科学教育——包括进化教学——落居人后的大恐慌。教科书编辑开始重新审查进化,到了 1967 年,就连田纳西州议会也废止了当初令斯科普斯遭到逮捕的法令。
  同时,阿肯色州一位名叫苏珊·埃珀森的年轻生物老师,在一场新官司里扮演了斯科普斯的角色。埃珀森向该州反进化的法令挑战,指责该法企图在公立学校里传教。但阿肯色州最高法院拒绝受理该案,只表示州政府有权施行该法。公民自由联盟等了 42 年,终于等到这次机会,便于 1968 年将此案上诉到美国最高法院,结果后者判处阿肯色州必须废止该法。福塔斯法官在判决书中写道,该法令具有宗教目的,“特意将某项理论排除于公立学校教育之外”。
  反讽的是,福塔斯反而因此帮助创世论者发现一个新策略,而他们至今仍在使用这套策略。愈来愈多反进化论者不再一味坚持达尔文的理论不道德,反而宣称创世论也是一项可以解释生命起源的科学理论。若有人企图将所谓的“创世科学”排除在课堂之外,便犯了“特意将某项理论排除于公立学校教育之外”之罪。因此创世论者要求公立学校同时教授两项理论,让学生自行选择。
  第一本宣扬“创世科学”的书于 1961 年问世,是一位名叫莫里斯的水力工程师所写的《创世记大洪水》。在他笔下,彻底相信《圣经》字面意义的创世论得以复活,认为地球的确是在六天之内造成的,而且只有几千年的历史,地球上所有的化石及地形全在诺亚大洪水期间形成。莫里斯又宣称一切证明地球极古老的新证据,例如以放射性衰变为测量标准的地质时钟,全都有瑕疵,不可靠;他接着提出他所谓的科学证据来解释《圣经》中描述的事件。比方说,亚当的确有能力在一天之内替所有的动物命名,因为他处在伊甸园的完美境界中,智能比现在的人类高出许多。1972 年,莫里斯成立“创世研究所”,从此开始出版书籍、杂志,制作录像带,甚至设立网站。
  许多创世论者受到莫里斯的启发,也开始以科学外衣包装他们对进化的反对意见。有一群标榜“古老地球创世论”的人,接受宇宙具有 130 亿年的历史,而地球具有 45 亿年历史的理论,却宣称人类独一无二,是最近才由上帝创造的。创世论各宗各派互相嘲讽也不足为奇:“古老地球”创世论者攻击“大洪水地质”创世论者忽视地质与天文方面的事实;“大洪水地质”创世论者则指责“古老地球”创世论者违背《圣经》,甘愿堕入达尔文主义与无神论的罪恶渊数。尽管各派创世论者一致反对达尔文,但他们却不站在同一阵线上。
  1982 年,推动创世科学的人说服阿肯色州政府通过一项法令,要求学校拨出同样的时间教授创世科学及进化论,但创世论的新包装并未打动法院。
  科学是以自然因素解释我们所观察到的周遭世界的一种探究过程,其核心为理论的建构。对科学来说,“理论”却具有特殊的意义:一项理论是一套针对宇宙某种方面的概括性提案。例如病菌理论主张某些疾病乃由生物引起;牛顿的引力理论则主张宇宙中所有物体都会互相吸引。
  理论并不能直接被证明是对是错。不过,理论可以衍生出假设,即针对这项理论之适用性所做的预测,而且可经实验证明。如果这些假设获得证实,如果它们引导科学家对世界的运作方式获得新发现,又如果不同的研究结果能互相支持印证,那么理论便得到确认。然而科学知识必须不断接受新的考验,以发掘更深层的事实。牛顿的引力理论适用的层面极广,甚至可以用来发射宇宙飞船去探测别的星球,但后来我们发现,它实际是包含在一个更广泛的理论之中,即爱因斯坦的相对论。爱因斯坦认为引力甚至可以弯曲空间。有一项衍生自相对论的假设指出源自遥远恒星的光,应该会在太阳周围弯折,后来这项假设在 1919 年一次日食中获得证实。现在物理学家正企图针对宇宙之运作,建立适用层面更广的理论,同时涵括相对论及别的理论,例如量子物理学。
  科学的预测能力,让我们对自然界的认知,远超过我们的感官所能企及。同样的,大部分进化的运作虽然并非肉眼可见,却可以想像。
  奥弗顿法官 1982 年的判决非常正确,创世论并不符合科学的要求。科学家提出有关自然运作的解释,这些解释有因果关系,可以测试验证。我们也可以测试创世论的一些解释,但它们却都无法通过考验。比方说,莫里斯曾宣称,若根据目前人口成长速度计算,智人的历史只有几千年;他从今日的人口数目往前推算到地球上只有两个人(亚当及夏娃,想当然尔)的时候,宣称:“根据已知的人口统计数字推算,人类起源最可能的时间,大约是 6300 年前。”
  莫里斯的理论有因果关系;比方说,我们可以用它来计算历史上任何一点的人口数量。历史记录明白显示埃及金字塔大约在 4500 年前建成,如果你用莫里斯的时间表来计算当时地球上的人口总数,结果只有 600 人。根据历史纪录,4500 年前还有人住在埃及以外的地方,因此那 600 个人不可能全住在埃及。以埃及仅占地表总面积 1% 来推算,全埃及当时可能只有 6 个人。我们若想相信莫里斯所说人类只有 6300 年历史的理论,必须先相信屈指可数的几个人便可建造金字塔。
  其实大多数创世论者的论证根本不是论证,而是诡辩。
  奥弗顿法官于 1982 年拒绝“创世科学”后,创世论者便回家再想办法,找寻重新进入公立学校的方式。今天他们最喜欢的策略是根本不提上帝与圣经。
  新创世论摇身一变,成了“智能设计论”。这派人士认为生命太复杂,不可能是进化出来的,必定有一位“设计者”。你或许要问:那这位设计者是谁呢?智能设计论者很客气地让你自己去决定。
  智能设计论的信徒自诩站在科学的尖端,不再紧咬“遗失环节”或地球年代这类老问题,向进化论挑战,却打着生化及遗传学的招牌,宣称生命的分子运作太过复杂,不可能削减改变。比方说,要让伤口止血,必须经过一长串的化学反应,才能形成凝血分子;只要少一个反应,伤者便将流血至死。进化怎么可能从较简单的部分建造出这么复杂的系统?
  南极冰鱼的防冻剂虽然不可思议——不可思议得可能会让某些人把它归为“智能设计”,但各项证据显示它其实是由基因复制及渐进式的突变造成的。进化还可以利用这类突变,制造更大的奇迹:进化可以制造出整个分子系统,维系我们的生命。
以形成血凝块的分子为例,当我们健康的时候,这些分子(称做凝血因子)在我们的血液里循环,不发挥任何作用。可是你若被刀割伤了,割破的血管流出的血与四周组织混合,情况就变了。组织内某些蛋白质会对某型凝血因子起反应,激活后者,凝血因子因此便开始一串连锁反应:先抓住第二型的凝血因子,激活它;第二型因子再激活第三型因子,如此连续下去;最后一型凝血因子会切开一个名叫“白纤维蛋白原”的分子,令后者变黏,形成凝块。
  凝血系统的力量来源即在于其复杂度:一开始只需一个凝血因子,便可在第二步激活好几个因子,这些因子又可以在第三步激活更多因子。就这样,一个小小的触发力,便能激活数百万个白纤维蛋白原分子。
  这种修护伤口的系统当然不可思议,而且所有构成分子缺一不可;一个人若天生少了某一型凝血分子,就变成血友病患者,小小的擦伤便可致命。但这并不表示这套系统必须经过“智能设计”。
  其实凝血因子可以激活其他凝血因子,并不稀奇;所有动物体内都含有可以激活蛋白质的酶,好让后者去执行各项任务,而其中一种酶可能就是所有凝血因子的“共同祖先”。
  让我们想像有一种早期的脊椎动物,它没有任何凝血因子。其实这并不难想像,因为像蚯蚓或海星就没有这类因子;但它们并不会流血至死,因为它们的血液里有一种可以变黏、形成粗凝块的细胞。接着再想像一个会制造能够切开其他分子的酶的基因被复制了。复本进化成只能在血液内制造出来的简单凝血因子。它碰到伤口,就会激活,然后切开血中的蛋白质,有些蛋白质会变黏,形成凝块,而且比旧有的凝块更有效果。倘若这个最早的凝血因子再被复制,连锁反应的过程便会加长,而且变得更灵敏。若再加入另一种因子,灵敏度又会再提高。就这样,整个凝血过程便循序渐进地进化成形。
  杜利特尔着手测试这项假说,结果发现证据睡手可得。原来所有的凝血因子都非常类似,而且杜利特尔发现它们全和一个特殊的消化酶关系密切,他因此预测白纤维蛋白原(即被凝血因子变黏、形成凝块的蛋白质)乃是咱们无脊椎老祖宗体内某种担任其他工作的蛋白质之后代。经搜寻后,他在海参体内找到一个白纤维蛋白原的表亲。尽管海参不能执行凝血的连锁反应,体内却具有类似白纤维蛋白原的蛋白质。
  测试这类假说并不容易。为了研究防冻基因,科学家必须去布满冰山的海中捞鱼;对凝血的研究则在实验室里进行了整整30年。而这些努力还不能解释胆固醇、胶原,或其他成千上万地球生物所制造的奇特分子的进化。智能设计论的信徒最爱强调进化生物学家对生化进化的无知,认为这种无知便是分子太过复杂、不可能用进化来解释的证据,所以智能设计论一定是对的。其实这只证明了一件事:科学家发现 DNA 已超过50周年,但有关生命史的奥秘,还有太多太多要探索。

  自然选择进化的美,在于它从简单的事物开始,缓慢地逐渐累积成复杂的事物,包括复杂得足以去设计出别的事物的东西——易言之,就是脑。

  其实科学,无论任何形式的科学——化学、物理,或进化生物学——都只能解释这个世界恒常不变、有如律法的现象。倘若上帝每天都改变质子的质量,物理学家便不可能预测原子的运作。科学方法从未夸言世上一切皆由自然因素所造成,但我们可以用科学方法了解的,惟有自然的因果关系。科学方法虽有用,但是对于超出它范畴的事物,科学必须保持缄默。根据定义,超自然力量本来就超越自然定律,因此也超越了科学的范畴。
  约翰逊与其他创世论者将愤怒的矛头指向进化生物学,其实却在攻击所有的科学专业。当微生物学家研究流行性抗性肺结核时,不会花时间去研究上帝干预的可能;当天文物理学家企图了解一团原始的星尘如何逐步形成我们的太阳系时,不会只在那团星尘和已成形的星球间画一个大方块,然后写上:”这儿发生了一个奇迹!”当气象学者对飓风走向预测错误时,不会辩称是上帝的旨意改变了风向。
  科学不能把自然界一切未知都推给神。果真如此,那根本就无所谓科学了。诚如芝加哥大学的遗传学家柯因所说:“科学史给我们最珍贵的教训就是,如果我们把自己的无知,统统贴上’上帝’的标签,便永远不会进步。”

  创世论者虽然在堪萨斯州输了这一仗,却持续在美国各州进行政治抗争。2000 年 5 月,保守派众议员邀请智能设计论支持者到国会山发表其主张。俄克拉何马州议会则通过法令,规定生物教科书上必须声明宇宙是上帝创造的。在亚拉巴马州,教科书上都加贴警告,表明进化只是一项争议性极高的理论,并非事实。2001 年春天,路易斯安那州议会提出一项法案,禁止州政府散布不实的信息——诸如放射性年代测定。
  立法并非阻止老师教导进化的惟一方式——还有胁迫。中学生物老师为了避免引起争端,或与某些父母对立,经常选择避开达尔文。美国科学教育中心的执行长斯科特说:“我跟来参加科学教师大会的老师聊天,他们告诉我校长交代今年暂且不教进化,因为有选举。新的教育理事会刚选出来,他们都不想惹麻烦。简直太疯狂了,这样怎么实行一贯教学?”
  这些冲突的后果,不是制造出新一代的创世论者,而是制造出一代不懂进化的学生。这是很糟糕的事,不只因为进化论乃过去 200 年来最伟大的科学成就之一,而且这些学生将来想从事的工作很可能必须具备进化的知识。比方说,你若想探油或采矿,必须先了解地球生命史。过去 40 亿年来,物种不断进化,新的崛起,旧的灭绝,其化石可以作为在它们活着的时候形成之岩层的记号。地质学家若在某种油矿丰富的岩层内发现特殊的浮游生物化石,下一次在别处找到同样的浮游生物,也可能钻到油。

  微生物在进化时,会独立分支成具不同基因组的种群,在进化树上形成新支。某种疫苗可能对艾滋病这类疾病的某一菌株有效,对其他较常见的菌株却无效,因为两者的亲缘关系很远。同时科学家可以根据进化树得知疾病的起源(以艾滋病为例,源头很可能是黑猩猩),从而发现可能的治疗方法。

  米勒指出许多基督徒早就接受了的事实:人类史或许真的具有一个我们所无法领会的、全面性的目的,却仍受到机遇与偶然性的影响。米勒认为自然也一样。拜机遇与偶然性之赐,生命才能进化。米勒表示:“统辖进化过程的上帝,并不是一位无能的、被动的旁观者,而是一位天才,他创造了一个森罗万象的世界,令其永续之创造过程巧妙地与物质交织在一起。”
  米勒认为,命运包藏在进化当中,而我们也是其中的一部分。“进化迟早将呈献给造物主他所想要的一种跟我们一样,有能力认识他并爱他,能够感知天堂和憧憬星星的生物;这个生物终将发现进化这个神奇的过程使得上帝的大地上充满了这样多的生灵。”