作为远离热力学平衡态的复杂自组织系统的生物及其种群的自组织调节和反馈机制所形成的选择行为,不是单纯自然选择能解释的~
作为远离热力学平衡态的复杂自组织系统的生物及其种群的自组织调节和反馈机制所形成的选择行为,不是单纯自然选择能解释的~
其实,比如毒蛇多的地方人类的抗蛇毒能力好一些,这根本不能单纯用自然选择来解释的,“能抗蛇毒的就存活、不能抗蛇毒的就死了”只是想象推演、历史现实中人类并没有大规模成片成片的被蛇咬,猩猩之类就更不用说了,毒蛇也不是把人类当作食物去吃、 吃人也吃不下肚子的动物、它们那点体量和个体数量的毒液总共加起来不够人类几个城市繁殖几年的,被咬死的人其实在人群中占比很少;
再加上除了“蛇咬人”事件本身之外、还有其他这种事件同类的如讨不讨厌蟑螂、低纬度的人皮肤变黑之类,他们的自然选择进度也是很缓慢的,而且发生的次序先后不一,蛇咬人这种选择压力是真正自古以来就存在了,自到人类祖先还不是人而是啮齿类的时候就一直对人类及其祖先一脉存在了,但是讨厌蟑螂则是出现人类出现定居行为之后才有机会去这么感受的,低纬度皮肤变黑高纬度皮肤变白那就时间更短了,而且非洲低纬度的黑人反而没有那么黑,不至于短短二三十万年、低纬度日照就能把皮肤白的都被晒死干净。而且这些自然选择速度很慢很慢很慢的选择压力、产生作用的进度还参差不齐,结果人类却整整齐齐地具备同样的适应性,这就不可能是纯粹自然选择结果,在长一点的时间尺度上看,种群用进废退加速演化是很明显的现象。
不同的演化速度差异很大、进度本应参差不齐,但却一致让人类表现出齐头并进的适应性,尤其是生物的器官总是符合最小作用量原理地表现出“没有多余”的状态,要是有点什么器官和常态功能是多余的,浪费的能量所形成的生态位竞争劣势所导致的选择压力很小,要想因此淘汰掉一个物种、需要很漫长的过程,这就会导致如果生物没有用进废退而纯粹自然选择的话,那就会到处是长出多余的器官和功能、等待上千万年慢慢被淘汰而不是快速被淘汰的物种,多余点什么器官和功能比起缺少点什么器官和功能、劣势还要更加不明显,缺少点什么功能的的物种都能没有人类干扰下长期适应环境、比如熊猫的肠道就对竹子的消化效率很低,但也能很好适应环境,假如吃肉的动物肠子也弄得很长、有很多肠道菌群,那么那点浪费能量所导致的生存劣势就更不明显了。种群的用进废退迹象其实非常明显,只不过被强行无视了。
有些反驳意见会拿人类的智齿和阑尾以及一些动物不用眼睛但眼睛也会长出来的事情去证明不是用进废退在起作用,但是正因为人类的智齿和阑尾作用不大,人类也能过得很好,这就更加证明了很多很多的物种不是都应该这样有很多多余的器官吗?漫长的演化史里每一个时间点都可以有大量的基因突变、基因突变总会有一部分演化出多余但无害的器官,这些器官长出来之后要靠自然选择去淘汰却要很漫长的演化时间,所以列一个物理学速度的积分公式就很直观地明白如果用进废退那么无足轻重的话、生物界不应该到处都是很多像阑尾和智齿那样的多余器官吗😹熊猫的例子说明,“功能不足”劣势下依然可以很少适应、“功能过剩”劣势更少、为什么却这么罕见,难道不是自然选择的悖论吗。至于蛇和穴居动物的眼睛等等“不使用眼睛也能长出眼睛”的问题,实际上只是眼睛使用得少,而不是全瞎的,那些深海鱼类也是,它们的眼睛还保持有用于感光的作用;智齿和阑尾的退化过程本身就是用进废退的证据,因为它们已经失去原有的功能,而且在人类群体中已经在慢慢减少,又正因为试图反驳阑尾的用进废退的观点所使用的“阑尾炎虽然可能致命,但在现代医学条件下,其致死率已经大大降低,因此自然选择对阑尾退化的压力也相应减弱。”之类的理由,使得”自然选择不仅淘汰有害的性状,也会淘汰那些浪费能量的性状。即使某个器官没有用,也会带来累赘”等理由更加自相矛盾了,多余器官带来的那些微弱的劣势既然这么容易被处理,自然界不应该更常见这种无用多余的器官和性状吗?
而且,器官减少应该更困难,因为去掉器官通常需要多个基因的协调,而新增器官反而可能只是局部突变的结果,概率上本应增加无用器官比缺失掉有用器官更常见、无用器官是被”进化”增长出来的而不是从因为无用所以才退化掉的应该更普遍;从适应环境上说,器官减少应该更少被保留,器官的减少直接增加生存劣势,器官增加并不会直接增加生存劣势,因此不会受到强烈的淘汰压力,但是器官新增无用无害的也几乎没有、器官减少或者基因缺失(猫科缺失掉对糖的味觉感受的基因)反而普遍很多,如果没有主动的用进废退机制,那么无用器官应该会随机突变产生,并且多余器官比缺少器官更多被保留才对,多余器官不仅应该是退化掉的器官,更应该是新生长出来或者突变”进化”出来的而不是单向器官退化的才对,这样的现象应该是随机的也就是非常普遍的,并且其所导致的生物个体的后代要被自然选择所清楚的过程是很漫长的,所以自然界应该充斥着这种生物性状,但为什么没有任何一个物种是这个样子?
对于「用进废退所形成的后天症状不涉及到生殖细胞的变异,但不会遗传」,在实验室里是这样,但在自然生态中如果只是个体的用进废退,其所产生的的确不会遗传,但种群水平的用进废退就不一样了,诸如自然选择压力很弱但集体变异很快、生态平衡时缺乏更优秀更有竞争力的变异而生态平衡被打破时这类变异恰好出现得相对密集等等不符合单纯自然选择现象机制的概率状态就很明显了;其实表观遗传学和不少心理学、医学已经有表明,上一代个体后天形成的倾向,照样在生殖细胞没有变异的情况下在后代那里就遗传、就有这些记忆痕迹,具体机制的作用途径还不明朗而已,但是就像人害怕蛇、单纯“基因突变+自然选择”的话,人类也完全可以突变出大量单纯觉得蛇很丑很让自己像要躲大便一样躲开、为什么偏偏那么千篇一律都是觉得蛇很危险而不是很脏很臭??
“证明”用进废退没有影响遗传细胞的那些实验,其实根本没有一个是模拟了生物种群”超个体”面临自然选择压力而发生用进废退的情境,它们刺激用进废退的环境影响,只是局限于针对个体而非针对种群超个体,那么当然变异是不会遗传的,但是当这种对用进废退的刺激发生在针对种群超个体的水平上、很显然作为自组织系统的种群是不会像热力学平衡态的布朗运动粒子群那样继续被动地等待偶然变异然后被动地被筛选过滤的,这也是正是很多动植物经十几代繁殖甚至只有几代的繁殖就改变性状适应新环境的原因,即使环境的淘汰压力远不足以那么快起效果,或者类似于专门捕食某种鱼类的鹰在该鱼类被人类人为捕猎减少之后集体转向捕食其他的鱼、这类没有大量个体被自然选择所杀灭的过程中的学习行为的结果的遗传,等等现象的机制所在。只针对个体的那些诱发用进废退的实验的压力,对种群整体环境没有改变,那么出于遵循最小作用量原理,仅仅自身环境改变了的个体或者形成不了繁殖种群的少量个体的后代,自然没有必要继承那些变异,因为它们作为种群”超个体”的一部分,所感受的应激源仍是原有的环境、仍是作为应对原有环境的种群超个体这个系统的一部分去做反馈调节;但如果是整体种群的用进废退就不同了,野生北极狐在短期人工驯化之后迅速地没有人工选择和自然选择的大量杀灭、十几代繁殖便演化出亲近人类的新属性来,甚至连外表地主动改变了,俄罗斯科学家贝利亚耶夫(Dmitry Belyaev)的北极狐驯化实验里,研究者并没有杀戮性的进行人工选择,只是在初期选择了少量较不怕人的个体进行饲养,但在短短十几代繁殖后,整个狐狸种群都表现出“亲近人类、性情温顺”的特点,更惊人的是:它们的毛色、耳朵形状等生理特征也发生了变化,并且影响到了同一地域的其他北极狐,这些变化不是个体层面上的,而是整个种群进入了新的适应环境,在整体反馈调节系统中形成了稳定的适应方向,那就是一个经典例子;此外,人类并没有专门杀灭不听话的狼,但狼群中更愿意接近人类的个体逐渐形成稳定的族群,这些狼的后代越来越具有温顺、可驯化的特性,最终演化为狗,这就和现在现存的生态结构变化的案例里,许多野生动物改变食性或者行为策略,并没有经过大规模的死亡筛选、而是集体发生本能的转变的例子一样。
澳洲大陆封闭的演化环境下,缺乏天敌的毒蛇专注于演化出越来越毒的毒性,大量存在捕食毒蛇但不会被毒蛇咬到或者被咬了咬不穿体表的物种的其他大陆、毒蛇的毒性就没有那么强,用单纯的“自然选择+突变”模型去解释的话,会非常的不容易理解,比如毒性更高的毒蛇会被天敌选择性地捕杀、以免毒蛇毒死和吃掉的作为毒蛇的猎物的动物个体太多而造成生态平衡,生态平衡的需要的自然选择选择得那些毒蛇的天敌好像很有革命觉悟,专门抓坏分子似的专门选择性捕猎更毒的毒蛇似的,但是,毒蛇如果毒性更强、导致自己的猎物死的更多,它们并不需要依赖天敌对它们选择性捕杀、靠饥饿都能饿死掉多余出来的毒蛇从而重新生态平衡,也就是常见的“捕食能力越强的物种、个体数量越少”这种模型,”自己的捕食能力越强、自己的天敌对自己的选择性捕杀也越专注”则很少,所以所谓的毒蛇在选择性捕猎的压力下而不进化出更强的毒性,其实就是用毒在天敌面前不那么好使,所以不那么选择使用了,这些用进废退模型很奥卡姆剃刀原则地能解释的,单纯依靠自然选择、就解释得很不好理解,很兜圈子。而且,毒蛇如果“突变”出没什么用的更强毒性,比如本来就咬不到狐獴,咬不穿蛇鹫的爪子,毒性增强了没什么用,因为天敌而数量减少的速度不变,毒死猎物毒死得多一点,多吃两口,其实造成不了生态失衡,并且因为毒液增加对自己的天敌没什么用、所以自己种群增加的不多,自己的猎物其实不会大规模减少,毒液更毒导致的耗能增加其实不算浪费,竞争劣势也就几乎谈不上,但就是因为有大量不同天敌,所以不是封闭演化于澳洲大陆的那些毒蛇就是没有演化出那么毒的毒性,这显然就是一个用进废退的例子。换句话说,蛇毒变得越来越剧毒的进化路径并不是所有毒蛇都能走的,只有在“毒性增强导致效果的很显著”的环境下才会发生毒性增强,毒蛇的毒性增强效果不是那么”划算”的全世界各地,就一直没有发生毒蛇的基因偶然突变出像澳洲大陆土产毒蛇那样超强的毒性来。
我并不是说自然选择不重要或不存在,只是说用进废退在物种中的重要性的现象被实验室思维自以为理性但正好很不理性很不正视现实地强行无视了,自然选择模型其实很简单,就是单纯的一个东西到底最后适应不适应客观环境、彗星的彗尾不能适应恒星附近的环境而会蒸发掉其实都是”自然选择”,你认为复杂的生物世界就是这么简单、闭着眼随机地任凭客观筛选、好像布朗运动的颗粒盲目地滤过筛子那样吗?自然选择无论什么时候都是“最后一到机制”,但就像高考是上大学的最后一道机制、因为有高考的存在、所以就认为考生不存在主动的努力方式和经验积累,就是布朗运动式随机被高考所过滤的似的,纯粹自然选择的理论模型就是这个逻辑,显然本来就不符合生物现象,生物越复杂本应演化得越慢结果却越快、本应突变出大量的无用无害器官等待慢慢被淘汰结果那些无用器官都是在用进废退中退化的。
用进废退与自然选择其实并不矛盾,用进废退其实是种群水平的生物物理自组织系统对于自然选择的压力的自组织反馈调节,也可以说是种群”超个体”的应激性。如果只靠自然选择,演化和复杂化(进化)是很低效、并且这种低效不会随着物种水平的提高而改变的,某个有利突变可能需要数百万年才能出现并再过数十万年才能传播到整个种群。适应环境的效率极低,种群在环境变化时可能因为适应不及而灭绝,而不是主动调整这就是把生物变异和演化给看成布朗运动随机无序过程被动地被过滤筛选的热力学平衡态系统的时候的样子;如果加上用进废退,进化速度会大大加快,在短短几千年内,多个人类种群独立演化出了乳糖耐受性,而不是等这种偶然突变慢慢通过自然选择在全人类中扩散,这就是一个例子,适应性变化可以在几代人内就发生,而不需要等待突变的出现,生物适应环境的速度越高等物种就越远远超过传统进化论预测的速度,就是典型的表现,这不仅符合生物进化史,也这才符合生物及其种群作为远离热力学平衡态的非平衡态复杂自组织系统的性质的原理。
要知道,实际上生物世界里根本就不存在什么“随机”突变,真正随机的只有布朗运动、太阳系解体后这类热力学平衡态的现象和波函数坍缩之类量子现象才有,用数学方法严格模拟的随机抽取样本和随机排列样本都只能近似随机,生物自组织结构里居然那么强烈的自组织信息能量反馈循环的机制之下还“随机变异”,不是笑死人是什么,DNA突变现在有被发现其实就不是随机的,是碱基对之间的氢键按照量子力学就是有固定概率会发生错配的。从非平衡态物理学的角度看来,就不存在自组织的耗散结构任凭自然选择、好像布朗运动混乱碰撞等着被过滤那样的事情,生物个体和种群其实都是自组织的物理系统,一个远离热力学平衡态的自组织系统会调节自己和环境之间的回馈循环,从而调节得个体自身用进废退,但却不会调节种群的自组织系统用进废退,这在原理上是不通的,生物界的复杂结构更符合“动态优化”的原则,而不是“随机碰撞+被动筛选”,自组织系统能主动调节器官的能量分配,使得器官符合最小作用量原理,而不是被动等待筛选,显然用进废退比突变+自然选择更符合物理学的热力学原理,因为它是一个主动优化的负反馈机制,而不是靠漫长筛选等待自然删除什么。
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