在七月三十一日的閱讀

第六部  從教堂、大腦到星球

21 大小與形狀

不管我們如何讚嘆萬物的多采多姿, 我們還是要體認, 生物基本的設計都具有一定的準則, 這個規律最明顯的地方就是生物大小跟形狀之間的相關性。

長X長X長VS長X長
三度空間的幾何學本身, 就是大小和形狀之間具有相關性的主要原因。

科幻一點兒也不科學

大教堂裡的玄機

如果狗像大象

在七月三十日的閱讀

20 大陸漂移說怎麼變正統了?

科學還是人的活動
大陸漂移說變正統, 為什麼短短的十年內會有這麼明顯的改變呢? 在舊理論的指導之下, 用舊的方法蒐集到新事實, 不太可能會改變原來的想法。唯有創造性的想法才是改變一般人觀點的主要源動力。

冰河疑雲
古生代末期的冰河現象, 如果大陸不會漂移, 那麼這種分布狀況將非常難以解釋。如果我們假設某些大陸是接在一起, 之後位置移動。這些疑點自然就會煙消雲散。關於三葉蟲的分布狀況也是如此, 經由大陸漂移學說就可以漂亮地解釋這個難題。

千里一線牽
由於沒有解釋移動的適當機制, 所以漂移理論看起來似乎很荒謬。1932年衞理斯提出一項理論, 希望能在"陸塊不曾漂移"的前題下, 圓滿的解釋古代冰河奇異的分布狀況。他提出的是"地峽"。地峽是指寬度很窄的陸橋。

寧可信其有
蘇契特教授非常欣賞"地峽"這個理論, 認為它可以完全解決了地質史上的難題。事實上, 所有的這些路橋都有一個共同的特質--全都只是想像, 沒有一點直接的證據能告訴我們它們曾經存在過。

"大瞻的假設"解難題
所謂的"不可能"這件事, 通常是我們理論本身在畫地自限, 並不代表大自然真的不會發生。革命性的學說通常會帶來無法想像的事物。當海床從創造地區被推開時, 大陸漂移只是正統新學說"板塊構造理論"的必然結果而已。

擦亮你的眼睛
事實上, 現代人在解讀所有的數據資料時, 兩隻眼睛大概都已經被所謂的正統理論給蒙蔽了。其實在我們這個複雜的世界裡, 並沒有所謂的"純事實"。歷史的教訓從來沒有說正統理論是不可動搖的。因為我的直覺認為, 板塊構造學基本上是對的, 而且我的情感也告訴我, 科學的探究實在太令人興奮了!

在七月二十七日的閱讀

19 碰撞中的異端--維里科夫斯基

維里科夫斯基在"碰撞中的世界"這本書中所提出的一項重要理論: 金星從木星中蹦了出來, 變成了一顆彗星, 最後幾乎和火星撞在一起, 而到了現在的軌道。火星因此離開了正常的軌道, 險些撞到地球。

碰撞中的世界
以上的故事像是深夜電視的劇情。但是每個時代處理異端的方法也有所不同。十六世紀被活活燒死, 或是被拘禁。反觀二十世紀的維里科夫斯基不但獲得極大的名聲, 還賺了不少版稅。簡單的說: 維里科夫斯基自己再創造了一套行星運動科學, 好讓古代的傳說句句為真。

挑戰現代地質學
1955年維里科夫斯基出版了"混亂中的地球"對現代地質學發出戰書, 他從過去數百年的地質學的文獻中, 蒐尋有關大災變的紀錄, 並開始找災變的共同原因, 是因為宇宙中其他星體所產生的電磁力, 來解釋這些現像。


沸騰的海洋
他假設事件影響深遠, 那麼這個事件一定是突然發生的。更新世的巨大冰層, 他認為一定是整個海洋沸騰 起來之後, 再冷卻所造成的結果。但事實上, 冰河並不是一夕之間造成的。維里科夫斯基卻在他所舉的例子中, 把這些地區性的事件向外推衍為全球性的事件。


實在太漫不經心
維里科夫斯基總是使用一些過時的資料。他做事的態度不但不夠仔細精確, 而且還耍了些手段, 變了些戲法。在書中充斥了小錯誤以及片面的事實。對文獻也完全沒有理解。他還認為火成岩中, 藏有數不盡的活生物化石。

不是因為地球翻身
維里科夫斯基的地軸轉動理論不但輸給板塊理論, 就連他的災變論的立場也完全給賠掉了。板塊構造理論的確為漸變論提供了一個漂亮的驗證。

千萬別輕易相信專家
"維里科夫斯基效應"倒是糾出了一個常令人到困擾、同時也非常發人深省的問題--科學對大眾的衝擊性。一個外行人面對專家們不同的意見, 要如何判斷誰對誰錯呢? 


不是人人能贏
現代科學當中有許多基本的想法, 最初都是出自非專業人士所提出的異端奇想。但每一位成功的異端背後, 其實都還有上百個早已被遺忘的人。

在七月二十六日的閱讀

18 不變、漸變、大災難

古代西方人相信, 人類是上帝最寵愛的子民, 所以宇宙中佔有最重要的地位。然而每當科學家發表了一項重大的發現, 就使這個最初的信念受到一次打擊, 愈發顯得人類的不重要。地球的生命已經存在很久了, 人類所佔據的時間, 只是其中最短的一刹那而已。

追悼萊伊爾
1975年我們悼念英國的地質學家萊伊爾逝世百周年。十九世紀的初期地質學被災變論學者所壟斷, 在1830年出版了他那本革命性的書"地質學原理"第一卷, 宣稱地質史是沒有時間限制的, 提但漸變論的哲學。使得地質學能從神話蛻變為真正的科學。

大壞蛋怎麼稱頌起警長呢?
當我在哈佛大學的圖書館的古書堆中, 無意間發現了一本萊伊爾的"地質學原理", 裡面還有阿格西的的眉批。阿格西是災變論的地質學家, 眉批中雖然處處批評, 但最後仍給了萊伊爾極高的評價。萊伊爾是一名律師, 他用了兩個技巧來使得他的漸變論看起來像唯一真確的地質學理論。

豎立稻草人
首先他先豎立一個稻草人, 以做為眾矢之的。許多後輩以為在那個時代, 真有許多科學家反對漸變論。事實上在萊伊爾那個時代, 災變論者是堅強的實證派, 完全以證據為依歸, 而不是完全是盲目為神學辯解的大師。


煮了一鍋大雜燴
其次, 萊伊爾的漸變論其實是混雜了很多主張的大雜燴。企圖想把實質的主張和方法論的主張混到一起, 以博得大家接受。萊伊爾的漸變論包含著四個不同的主題。


被冷落的主張
第四、自地球成形以來, 它基本上是一樣的; 也就是地球的外貌是一致的。萊伊爾基於這樣的想像, 他提出了一個跟所有證據都抵觸的假設, 整個化石紀錄, 只是大循環中的一小部分而已, 而會一再的重覆發生。


現代地質學雙贏
反觀災變論者, 他們倒是比較實情實說。他們在生命史裡看到了方向性, 更相信生命的演化不會回頭。所以我們事後來看, 他們是對的, 萊伊爾則錯了。事實上現代地質學, 是兩個科學門派的融合漸變論和災變論。方向性和動態平衡這兩種觀念是可以互相協調的。

在七月二十五日的閱讀

第五部  關於這顆地球

17 伯內特牧師的骯髒小行星

英國牧師伯內特在17世紀寫了一本當時非常流行的地質學著作"地球的神聖理論", 他想要把聖經中所說、過去和宋仌所要發生的事情, 完全用地質學的原理來解釋。科學跟宗教跟本就是天生的死對頭, 科學逐漸侵入了原來宗教所佔有的知識領域, 而且宗教還正在節節敗退。

誰才是科學的真正的敵人?
事實上, 科學與宗教間真正的關係, 遠比以上所說的還要複雜多變。科學最永恆的敵人, 並不是宗教, 而是非理性主義。宗教其實常常是積極主動地替科學催生的。獻身於神的伯內特最後是被非理性的力量給打敗的, 其實他是那個時代深具科學精神而又具有理性的學者之一。

看看伯內特怎麼說
伯內特第一個問題, 是追問諾亞方舟時的大洪水到底來自何方? 他認為, 現代的海洋絕不可能把地球上的高山完全淹没。伯內特被迫提出下面的說法來解釋地球的歷史: 地球沈殿成為完美的大圓球, 所含的物質依密度分層排列,最外是空氣, 然後是液體層, 中心是岩石和金屬。人類不服從上帝所遭受的處罰, 地球的災難就發生了, 接連四十年的大雨, 雨水阻止了地下的水蒸氣使得表面爆裂開, 由光滑的表面變成高山和海底。

聖經裡的大災難
依照伯內特牧師的講法, 我們正等著面臨聖經預言和行星物理學推論的大災難。地球上的火山會同時爆發, 然後整個世界變成火海。燃燒完的灰燼將沉降在地球, 於是地球又再度形成一個完美的圓, 接著由基督所掌控的千禧年就開始了。他相信在尋求真理的過程中, 理性和神的啟示是兩個不可能出錯的引導者。


此上帝非彼上帝
伯內特牧師心中的上帝衪創造了物質, 然後設定了物質運行的規律, 然後就讓自然自行運作, 再也不加干涉。他是純粹進行推理, 一如我們常說的"坐在安樂椅上的科學家"。

不再風光
事實上伯內特牧師不但算不上宗教組織中的學術權威, 而且"地球的神聖理論"言本書還給他惹了不少麻煩。伯內特雖然受到許多人的攻擊, 不過也著實的風光了一陣子。但他在1692年出版了一本書, 主張"創世紀"裡上帝只用六天造物的過程只是一個比喻而不是真實的。這本書出版之後他立刻遭到革職的命運。


科學應該理性
其實最後整垮伯內特的人是教條主義跟反理性主義者, 而不是相信神的確存在的那一群人。在科學的領域裡, 我們必需用科學和理性的態度來處理事情。不然的話, 我們現在所面臨的問題就不可能得到適當的答案了。

在七月二十四日的閱讀

16 非常大滅絕

約在兩億兩千五百萬年以前, 就是地質史上二疊紀的末期, 幾乎有一半以上的海洋生物族群, 在僅僅數百萬年之內完全消失殆盡。這是地球過去六億年幾次滅絕事件中最嚴重的一次。第二名的是今七千萬年以前, 中生代末期的白堊紀滅絕事件摧毀了生物總數的四分之一, 恐龍和牠的親戚們全數陣亡, 陸地大量驟增的空間, 使得哺乳類當上主角; 最後人類出現坐上了新霸主的寶座。


探索二疊紀大滅絕
多年來古生物學家最感興趣的, 莫過於探究滅絕的原因。但不可諱言的, 所遭受的失敗與挫折也是最大。如果把曾經提出的釋列舉出來, 比曼哈坦區的電話簿還要厚, 同時我們也可以看到人類想像力的最發揮。

因為板塊大融合?
"大陸漂移"理論在本世紀初被提出時, 斥為異端邪說。當科學家對海底地層進一步研究, 興起了"板塊構造學"理論, 也為大陸漂移現象提出了一項解釋機制。當我們追溯大陸漂移的歷史, 果然發現二疊紀的末期整個地球的陸地, 都融接成一個"盤古大陸" 的大陸塊。而造成二疊紀大絕的主因, 也就是這次板塊大融合。


現代生態學帶來了啟示
很多研究指出, 生物棲息地面的大小強烈地影響著生物歧異度。面積越大品種越多。如果我們能估計二疊紀各個不同時期的地面和生物種類, 就可以測試"面積影響生物相" 的假設。大部分的化石紀錄傾向保存淺海當中的生物。所以得把目標鎖定在淺區域的面積。


消失的淺海
分離的大陸分為淺海所包圍, 一但所有陸塊接合在一起, 那接合處的淺海一定就合消失。當各大陸撞在一起會導致洋脊下沈, 而使大陸邊緣的淺海區往下撤退。如果海平面下降到暴露出整個大陸棚, 那麼全球絕大部分的淺海都將消失。而二疊紀晚期很可能就是發生了這種情況。

解決老難題
蕭普夫測試了這種"面積減少, 引發滅絕"的假設。研究二疊紀當時淺海面積及各時期活物的數量。辛伯洛夫發現, 生態學當中有一道描繪"面積和物種數目" 的數學方程式, 很適合這兩組資料。當然面積減少不是唯一的原因, 但兩人所點出的"空間因素", 仍是很具說服力的主要原因。

在七月二十三日的閱讀

15 寒武紀大爆發只是S形騙局

達爾文遇難題
所謂的"寒武紀大爆發"是指寒武紀初的一千萬年到兩千萬年當中, 生物種類急劇增加的現象。他們普遍假設, 整個事件最令人疑感的一點, 就是爆發現象的本身。因此任何的解釋, 都必需說明, 為什麼寒武紀早期是個如此不尋常的時刻。

原來是問錯問題?
這個問題是我們看錯問題的方向, 也許大爆發本身只是前寒武紀所發生的某個問題之後, 無可避免的後果而已。我可以提出兩個關於化石的數量化研究結果, 來支持這種新觀點。這歸功於蘇俄地質學學家對寒武紀地層所做的更精細的研究。在這之前籠統的歸到"下寒武紀", 而造成明顯的大爆發現象。

答案不難, S形而已
古生物學家塞布科斯基以"生物種類的增加"和"前寒武紀末到寒武紀大爆發的末期"這段時間為兩軸, 相互對照畫成一個圖, 結果和我們最常見的生物生長曲線非常符合。這是從少數增生, 到指數成長最後平衡減緩的S曲線過程。如果早期地球生命的趨於複雜也是受到S形生長定律的調控, 那麼寒武紀大爆發也就沒有什麼特殊的地方了。

為什麼等那麼久
史坦利的評論中說"關於寒武紀所引發的疑問, 反而應該是另一個問題: 為什麼要耗費四十億年的時間, 末演化出多細胞生物呢?"我想前寒武紀末所出現的真核細胞, 應該提供了具有決定性的重要因素。因為真核細胞的染色體, 才能有效的進行有性生殖。前面十四章提到"收成原理", 解釋真核生物出現之後的物種, 會呈現S形的巨量增加。

用實驗證明
理論上對數期和平衡期的生物演化方式, 應該有所不同。在70年的中期, 我個人研究的重點就是想界定兩者之間的差異。我的同事和我一直採用隨機的方式來模擬演化樹, 以重心的測量來測量每個"分支"圖形, 理想的分支是鑽石狀, 重心總值接近0.5, 這表示正處於一個完美的平衡狀態。這種定量研究法, 對我們了解寒武紀大爆發有幫助: 首先確認起源於更早的事件, 另外對演化紡錘狀圖的分析, 可以界定寒武紀對數期的時間強度。

在七月十八日的閱讀

14 單細胞無名英雄

生態學是研究生物歧異度和多樣性的一門學問, 它主要是探討生物和環境之間的交互作用, 以便回答演化生物學中最根本的問題:"為什麼有這麼多種生物呢?"

寒武紀大爆發
在古生物學的研究領域中, 一直有兩大謎題, 其中之一是發生在二疊紀的大滅絕件, 另一個則是寒武紀的生物大爆發現象。大概在六億年以前, 短短幾百萬年之間, 絕大部分的每一"門"無脊椎動物都突然出現在地球上。過去四十億年的平靜無波, 而寒武紀有什麼特別? 以致於引起這一場大爆發式的演化活動呢?

頭痛的達爾文
寒武紀大爆發一直讓達爾文很頭痛。所以他在"物種原始"最一版寫道:"這件事到現在止都還沒有辦法釋。所以或許有些人剛好可以用這一個案例, 來駁斥我所提出來的演化觀點。"


眾說紛紜
科學界有兩種不同解釋策略: 首先, 有人說寒武紀大爆發只是一個錯誤的表象。只是剛好時出現了一大堆形成化石的生物。其中有各式各樣的假說。


氧不氧沒關係
第二種說法認為寒武紀大爆發是真的, 而且以極快的速率演化出各種複雜的生物。一定是還到什麼特殊的環境, 才釀成它們急速演化的現象。物理環境或生物環境的改變。但物理性的改變, 並不會讓生物任憑外力擺布而自動演化。


反直覺的收成原理
史坦利教提到"收成原理", 我們直覺一個"收成者"進入到一個新的原始區開始大吃特吃, 這個地區的物種數目應該會減少。而在真正對生物分布進行研究之後, 卻是剛好相反的結果。一個生系統有演化良好的收成者, 那麼這個系統的生物歧異度最大。是因為演化出單細胞原生生物, 們以其他細胞為食, 創造了新的空間使得大肆爆發繁衍。

誰是無名小英雄?
我們怎麼證這說法呢?這個最早的掠食性原生生物可能就是生命史上的無名英雄, 只是或許沒有機會形成化石罷了。不過我們還是可以看到一些間接的證據示, 這些寒武紀的級生產者, 主要以疊積石的形式保存下來。可以在人為沒有掠食者的海洋環境中生存。


創造性的科學
史坦利這種講道理的方法, 並非經由實驗。然學的創造性思想正是這樣。不應該只是機械式的蒐集事實, 也不用歸納法來歸納事實。它是一個非複雜的過, 其中牽涉了直覺、偏見和其他領域已有的創見。最漂亮、最傑出的科學, 就是把人類的判斷和聰明才智, 融合到整個過程的進行。

在七月十六日的閱讀

第四部  課本上學不到的生命史

13 生命的五角大廈
一般人對生命的分類觀念大概不外乎" 不是植物就是物"。這種分類法實在是我們這種大型陸生動物的偏見。

小心分類學家的偏見
分類學家將我們的這種偏見轉變成書本上的教條, 把所有的生物分成動物界和植物界。類體是研究"關係"的理論, 而理論控制著我們的觀念。我們硬將生物劃分為動物、植物二大"界" , 嚴重的扭曲了我們對生命的觀念, 更阻礙了我們了解生命歷史當中的主要特色。

為眾生驗明正身
專家現在認為, 生物最基礎的分別, 並不是"高等"的植物或是動物, 而是在單細胞生物層次: 一類是細菌和藍綠藻, 另外一類則是藻類及原生動物。這二大類都不能歸屬於植物或動物。

曼妙的演化之舞
馬古利斯的真核細胞的起學說, 認為真核細胞是由一群原核細胞共生演化出來的, 也就是說我們的細胞核和粒線體本來源自獨立不同的原核生物。一個生物放群若是想產生重要的演化改變, 它的前題是要能維持大量的基因變異。無性生殖的二十年藻類始終沒什麼變, 但是真核生物的有生殖, 結果在十億年後, 碰!我們所熟悉的各種生物統統都出現了。

第五個生物界
所以光是單細胞生物就可以區分為二大類, 第一類叫"單原生物" 為單細原核生物, 包括細菌和藍綠藻; 另一類是" 原生生物", 即單細胞真核物, 如黏菌和阿米巴蟲。除了原來的植物及動物界外, 真菌不行合作用, 以分泌酵素來消化食物吸取養分, 應該單獨歸屬於自屬的第個生生物界。

三層五界分類法
我喜歡五個界的生物分類系統, 因為它漂亮地解釋了生物多變性及複雜性。依照複雜的程度把生物分成三個層次, 最先是單細原核生物(單原生物), 其次是單細胞真核生物(原生生物), 最後則是多細胞真核生物。第三層生物的歧異度大, 所以必需再細分成三個界, 即動物、植物及真菌。


演化沒有預設立場
乍看之下這三階五大界的分類系統, 表面上似乎暗示了生命歷中不可避免的進步。在整體地球生物史的發展過, 單元生物主宰了三分之二到六分之五的時間, 我們看不到穩定進步現象。從寒武紀大爆發創造了一大堆多細胞生物以後至今, 就再也沒有更新的設計出現了。

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12 河蚌殼端的小魚

事實上達爾文認為, 生物過於精妙的設計對於他的理論而言, 反倒是一大難題。

天擇的真正任務
完美的器官當然具有明顯的好處, 但是最困難的一點, 就在於解釋這些器官如何產生。天擇所扮演的應該是建設性的角色, 它透過一連串的中間步驟, 把一堆看似沒有用的零件綜合起來, 形成一個具有確定功用的大架構。

蘭西蚌的小魚
我最鍾愛的例子, 就是幾種附在蘭西蚌身上的小魚。這個由胚胎囊和外套膜所模擬的小魚, 還能隨著水流擺動, 就好像正在游泳。 


為什麼要偽裝
那麼蚌為什麼要堑牠的尾端偽裝一條假魚呢? 蘭西蚌特別的生殖生理可以給我們一點線索。當大魚經過時企圖吃這條假魚時, 蘭西蚌馬上奮力一縮, 把胚胎囊中的小幼蟲往外一噴, 有一些幸運的被大魚吞進去而跑到鰓裡。

不完美也有用
現代演化生物學家的解決之道, 就是提出一個" 預先適應"的概念。基本原則就是主張某種構造並不需要怎麼變動, 就可以改變功能。這樣我們可以解釋中間階段的結構為什麼會存在了, 因為它可以一面發展新功能, 但又能同時保留舊功能。

尋找兩個條件
如果能找到中間形態的蚌, 且牠們雖然使用偽裝魚的某些特徵, 但並不是以繁殖為目的。其次我們必需能找到這條原始偽裝魚的其他功能, 而且打從一開始就有其存在的價值。蘭西蚌的兄弟--李姑蚌就能符合第一項件。牠的外套膜的律動就能吸引魚的注意。而蘭西蚌本身就滿足了第二項條件, 具有其他的功能。

人民的聲音就是上帝的聲音
若以常識來引導科學探究的過程, 則是非常不適當的, 因為它代表著許多文化上的偏見。那些批評達爾文的人就是依照自己的常識來推論"緩慢改變的形態, 一定表示它的功能會逐漸增強"。每一位哲學家都知道"人民的聲音就是上帝的聲音", 這句老諺語是完全不能適用到科學上的。

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11 綠竹、秋蟬與亞當斯密斯

大自然的現象有時比人類最奇幻的想像還要驚人。公元999年一種中國竹子開花任何了, 從此這種竹子都嚴守規律, 大約每120年開花結子一次。竹子的開花週期很少低於15年, 有些甚至會超過150年以上。不過由於歷史少有紀錄, 所以這點並沒有定論。

為什麼這麼神奇?
任何植物的開花週期, 應該都是受到體內的生物時鐘所控制, 而非外在環境訊息。竹子精密的開花週期, 為這種主張提供了最好的證據。

十七年蟬怪現象
牠們的幼蟲長期住在地底下, 整整十七年的時間, 僅靠著吸吮大樹根的汁液過活。奇特的是在這麼多年後, 百萬隻的幼蟲竟會在幾週之內一起爬出地面, 蛻變為蟬, 並於交配產卵之後死亡。竹子和蟬"為什麼?"有這樣的演化。這似乎反映著整個物種的秩序與和諧, 但這對族群中的個體到底有什麼好處?

大自然的經濟學政策
這點和亞當斯密斯所極力主張的, 不受何限制的"自由放任"經濟政策, 正是導向和諧經濟的最佳途徑。達爾文把亞當斯密斯的經濟原理轉用到大自然, 建立了天擇說; 所以我們若想替大自然的和諧現象尋求解釋時, 一定要從生物體的個別利益著手。這對它們究竟有什麼好處?

讓你吃不完
在大自然的歷史當中, 有絕大部分都是弱肉強食的適應故事。這些弱勢生物花樣百出的的避敵技巧說也說不完。而竹子和蟬都採用一種不同凡響的避敵策略: 大大方方的現身, 但只有幾十年或上百年才一次, 不過一但出現, 就多得讓掠食者吃不完。套個演化術語, 這就是所謂的"超量滿足"。

十三與十七的奧秘
我們有13和17年蟬, 但怎麼就沒有12、14、15、16、18年蟬呢? 我們仔細分析, 便可以發現, 13 和17有幾個共通性: 它們都很長, 長到超過敵人的壽命; 另一方面這兩個數字都質數。以大質數為生命週期, 便可以和敵人生命週期相逢的機率降到最低。所以13或 17對蟬來說, 實在是個幸運數字。達爾文早說過, 生存就是不停的競爭。

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10 樹癭蠅為什麼吃掉自己的媽媽?

"天擇論"有什麼理由勝過"神造萬物說"呢? 神具有高度的智慧所創造的生物當然同樣有智慧。達爾文很了解這點, 所以將打擊的重點放在與完美智慧所創造的世界極干格不入的地方, 來突顯兩方論點的不同。

先別噁心
科學並不是一種" 組織起來的普通常識"; 它最燦爛的地方, 在於重塑了我們的世界觀, 以強有力的理論打破我們所謂直覺這種古老以人為中的偏見。樹癭蠅的例子, 有兩條不同的生長發育途徑。有時會採一般的生殖方式, 從卵孵化出小蛆, 經過幼蛆和蛹蛻變的階段, 最後成蠅破蛹而出。但在某些特殊的情況下, 雌蠅會以"孤雌生殖"的方式, 幼蟲直接自己的體內生長直接吞噬母體。

恐怖或不恐怖, 要比較
為什麼這些昆蟲會演化出這麼恐怖的生殖方式? 要回答這個問題演化生物學常用"比較法"來研究。我們只要拿同種的正常生殖的雌蠅來比較。當有食物時(蕈菇類)以孤雌生殖一代又一代的繁殖下去。沒有食物時就發育為有翅膀的正常蠅了。生物為了適應環境會調整生命中的各種活動, 以增加生存的機會。這種調整作用稱為"生活史策略"。

留得青山在, 不怕沒柴燒
在眾多學說中最成功的當屬麥克阿瑟和威爾森於1960年代中期所提出的"r與K選擇論"。採"犠牲形態方面的細微調整, 而極度擴充生殖精力"的演化壓力, 稱為r策略家。環境資源接近最高負荷量的生態環境內，還不如少生一點, 這種識時務者就是K策略家。

三代同堂
我們終於了解樹癭蠅奇怪的生殖方式了。牠們演化出"提早生育, 並縮短每一代的時間"這種適應途徑, 成為善用r策略的高手。生物學家在其他生活在相同玾境的昆蟲身上, 也發現類似的生存策略。蚜蟲也是很早就能生育, 更誇張的是三代同堂都同時擠在同一個個體上。幸運的是蚜蟲不會被自己的小孩吃掉。

少武斷, 多了解
現在我們應讓會同意當初乍看下的怪異現象, 其實是蠻合理的吧。對某些環境狀況來說, 這可能還是最佳的生存策略。生長發育速率緩慢、懷孕期很長, 而且每胎大多只生一個的人類, 應該算是登峰造極的K策略家。

在七月六日的閱讀

第三部  匪夷所思的演化世界

9 可憐的愛爾蘭鹿

令人激賞的動物
愛爾蘭鹿頭上的那對角, 全長大約有十二英尺長,沒有任何一種生物的角可以與其相媲美。演化論證的焦點大多繞著兩個話題: 牠們的大鹿角有何用處? 巨鹿後來為什麼會滅種?

誰殺了愛爾蘭鹿
物種滅絕問題, 是現代古生物學的第一個大戰場。有人護持著舊觀點, 認為物種不會滅絕; 而1812年居維葉以愛爾蘭鹿為例, 來證明滅種的確發生。他建立了物種滅絕的事實, 同時也奠下了地質時間指標的基礎。


什麼時候殺的?
有主張洪水, 也有認為是人類使其滅絕。1846年英國的古生物學家歐文爵士, 在分析愛爾蘭鹿和其他各種證據之後, 鄭重的下了一個結論: 早在人類抵達之前, 愛爾蘭巨鹿早就全部死亡。


自己的角幹的好事
反達爾文的古生物學者主張"定向演化理論", 這個理論認為演化是直線進行的, 且不是天擇所能控制的。倒底誰殺了愛爾蘭鹿? 答案恐怕就是牠們自己, 牠們自己的角幹的好事。


解開巨鹿角之謎
1930年在朱里安.赫胥黎的帶領下, 提出反擊。使用"生長速率歧異"這個名詞, 來說明體積大的鹿, 牠們的鹿角都來得大。當角變大的問題超過身體變大的利益, 這勢必會停止下來。因為天擇已不傾向如此巨大的身體了。


自己動手丈量
我自己動手測量愛爾蘭鹿。在美國最大愛爾蘭鹿角在耶魯大學, 而全世界最小的愛爾蘭鹿角則在哈佛大學, 也是在美國。


讓數據說話
分別測量79個頭骨和它們的鹿角, 測量的結果顯示鹿角長大的速率是身體體積增加的2.5倍。大鹿有大角, 這只是一個必然相關的結果, 它本身並不一定要有什麼特別的意義。但從前人們一直認為鹿角沒有什麼適應價值, 未必有什麼科學的證據。


武器? 裝飾品?
愛爾蘭鹿角是為了吸引雌鹿的裝飾品? 或是殺死野狼及求偶時和對手戰鬥的武器。但是長達12英尺的巨角, 每年必須脫落重新生長, 工程之浩大比國防預算有過之而無不及。


第三種可能
現在動物行為學家的研究, 雄性動物原本以為是武器的特殊構造, 它們真正的功能只是為了儀式性的戰爭, 為了防止真正戰鬥時發生的傷害或死亡。如果"角"只是相互示威的工具, 那麼愛爾蘭鹿的大鹿角就有它適應上的價值和意義了。


因為適應不良
這種巨鹿愛爾蘭繁盛的時間非常短, 總共才延續了一千年的氷間期, 隨之而來的凍原氣候無法適應, 而氷河消退隨之而來的茂密森林環境也無法適應, 所以便逐漸的滅種了。

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8 人類的嬰兒是胚胎

尷尬的人類
應該沒有人能否認靈長類是最典型的早熟哺乳動物。但是人類卻是一個相當明顯又尷尬的例外。為什麼在所有的靈長類中, 某些特徵(尤其是大腦)顯得最為早熟的人類, 卻有個比靈長類祖先的嬰兒更無助、發育也更不完全的的嬰兒呢?

懷胎十月還不夠
我認為, 人類的嬰兒在剛出生, 甚至一直到九個月大的時候, 都只能算是個胚胎。如果媽媽能在懷孕一年半後才生下嬰兒, 那人類的新生兒就會有和其他靈長類一樣, 擁有標準早熟的特徵。在許多重要方面, 成年人類仍然保留著許多靈長祖先的幼年期特徵; 這也就是演化上所謂的"幼態持續"現象。

不成熟的腦袋
重要的是, 人類的腦袋在出生之後, 只有成熟個體四分之一的腦容量, 而且仍然以胎兒時期的速度快速的發育。許多哺乳類動物在出生時, 腦部幾乎發育完成了, 而其他靈長類只會在出生後再發育一小段時間。

人類為何"早產"?
我們特別大的腦袋, 使得人類必然得改用其他的生殖策略才能夠順產: 縮短懷孕期, 而且在大腦只有成熟體積的四分之一大小時, 就要分娩。我們的腦子大小可能已經達到它所能增加的最上限。大腦這個人類演化最重要的特質, 終究限制了自己體積繼續生長的可能性。

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7 小孩是大人真正的爹

人類竟是發育遲緩的猿猴?
阿道斯寫"幾經仲夏天鵝逝"小說, 中故事主角史托易特發現活到兩百多歲的子爵, 變成了老猿。這個故事的靈感來自"胎兒化理論", 這是波爾克在1920年提出的, 他的論證是基於人類和靈長類或哺乳類的幼兒有許多驚人的共點, 但卻跟牠們成年的動物很不一樣。

重要的共同特徵
超二十種的重要的共同特徵中的六項:
一、我們圓球狀的顱骨, 是容納大腦之處。人類可能因保留胎兒快速生長所以腦袋比較大。
二、我們擁有比較幼年化的臉。人的臉部輪廓較平直, 顎部牙齒較小, 而眉脊也比較低。
三、枕骨大孔的位置。我們的是在頭顱的正下方, 使得腦袋直立在脊椎骨的上方能直視前方。
四、人類腦骨的接縫較晚接合, 其他骨骼也都有延遲鈣化的現象。一直到成人以後才能接會。
五、女人陰道的方向是朝下的。人類的姿式是面對面，哺乳類胚胎期一樣, 到了成年轉到後面。
六、我們擁有強壯的大腳趾, 而且沒有旋轉來與其他四趾相對。增強了站立行走的耐力。

荷爾蒙不平衡論
波氏假設, 人類的演化起因於荷爾蒙平衡狀態的改變, 使得人類整體發育遲緩下來。但一項單純的荷爾蒙改變, 怎麼導致如此複的形態變化呢? 我相信這個理論基本上是對的, 它即使不是人類演化的最主要方式, 也應該是基本模式之一。

拯救有用事實
我認為, 沒有人能否認"延遲現象"存在於人類的演化歷程。這種傾向在整個靈長類演化的過程中, 不停地持續進行。在所有生物中, 人類絕對擁有最長的幼兒期、兒童期和青少年期。人類是幼年期最長的動物, 生命期有三分之一都花在成長上面。

起步晚, 走得更遠
在人類的例子中, 幼年期的特徵可以隨時動用, 多少就控制了我們特別的適應方向。人煩是一種極善於學習的動物, 我們並不特別強壯, 跑得也不快, 體格不是最優美的, 繁殖力也不算快; 我們的優點就是腦子大, 有很充足的能力從經驗中學習。