自复制推动进化
来源:《太极进化主义》第2篇 | 作者:段勇 | 发布时间: 2021-10-06 | 1331 次浏览 | 分享到:

自复制这种功能的产生可以说是偶然的,因为非生物在进化中会增加哪些结构和功能主要取决于环境。但也可以说是必然的,因为在漫长的非生物进化过程中,增加了很多新结构和新功能,其中有些功能在我们看来也许比自复制功能更难以产生。所以说最初的生命是很简单的,完全是在原始地球环境中偶然产生的。由于简单所以产生的概率很大。当然这个过程也用了几亿年的时间。

在生物产生之前,已经有了很多种结构复杂的大分子的非生物,这些非生物因为有复杂的结构,也就可能具备很多复杂的功能,但不具有自复制的功能。第一个生物的结构可能还不如这些非生物复杂,所以,自复制功能的产生,在当时的各种不断产生的新功能中,似乎只是一个平常的变化。但这个平常的变化却带来了翻天覆地的影响。是它而不是上帝创造了地球上这个无限丰富多彩的生物界,是它而不是上帝创造了人类。因此我们完全有理由说生物与非生物的本质区别就是大分子物质的自复制。

生物进化由遗传物质的逐步变化形成,每一步变化都来自遗传物质的属性和物质之间相互作用。这里所说的作用是广义的,包括物质之间一切形式的相互作用,例如高能辐射对基因的影响以及各种化学反应等。物质的各种属性都可能是世界向复杂的、非平衡方向进化的动力。上面说的相互作用就是指这些动力在起作用

  生物生长发育中形成的生物体的结构和功能都是由遗传物质决定的,生物进化是遗传物质的进化,生物体的结构和功能都可以看作遗传物质结构的表现,所以称为表型。这种表现本身没有遗传功能,因此不能当作进化的主体。但这种表现不仅仅是给人看的,它又对遗传物质有影响,包括对遗传物质的稳定和变异都有影响,因而可以促进进化。例如高级生物能占有上层资源,那么这种生物的遗传物质就有更多遗传的可能,后代数量多了变异的数量才会更多,进化的可能才会更大。

另一方面,遗传物质进化的作用是增大生物的稳定和有序,而这种稳定和有序不仅是遗传物质的稳定和有序,还是生物表型的结构和功能的稳定和有序,是增强生物体的功能。所以生物体的功能与遗传物质之间形成了一种正反馈关系。

达尔文也很重视过度繁殖的作用,但是,达尔文只看到它是生物进化的必要条件,而没有用它解释生物的起源,没有把它当作是生物与非生物的本质区别,更没有从系统论的角度审视自复制的理论意义

大象被认为是所有已知动物中繁殖速度最慢的,达尔文曾经计算过象的最低自然增长率。假定象的平均寿命是100年,从30岁到90岁是它的繁殖年龄,一头母象一生大概能生产6头小象。如果小象个个存活,并以同样的速度繁殖,那么只要过大约750年,一对象就会有大约1900万个后代(方舟子.寻找生命的逻辑——生物学观念的发展[M].上海交通大学出版社,2005:132.)。马尔萨斯的《人口论》中有一句话:可以和安全地宣布,人口在不受控制时,将每25年翻一番,或者说以几何速度增长。

  在一篇论文中,我把10的2400000次方写成了10的240次方,这两个数字差别太大了,同时这个错误也让人联想起正反馈的神奇力量,因为这么巨大的差别对于生命来说无足轻重。

对人来说,不要说10的2400000次方,就连10的240次方都是一个让人感到绝望的数字。说它是天文数字都不足以形容它的巨大,因为宇宙的年龄只有10的17次方秒。这么巨大的数字实在让我们难以想象,但要达到这样的数字对于生命来说却易如反掌,只要几万年就可以了。所以我们只能承认生命的伟大可以创造任何奇迹

  我们经常会感叹在那些极端严酷的环境中还有生命存在,例如极地、雪山、沙漠和深海。其实这并不奇怪,生物的数量可以达到天文数字,可以塞满地球的每一个角落。我们不仅应该看到自然环境的严酷,更应该看到生存竞争的严酷。不管在什么条件下都存在残酷的生存竞争,大部分生物都在竞争中被淘汰了,因此不要以为在资源充沛的环境里就可以悠然自得。

生命进化的历史是38亿年,那么在38亿年中会发生些什么样的事情我们能够想象吗?好在这些事情就呈现在我们眼前,就是我们看到的这个无比绚丽多彩的生命世界。接受奇迹比想象奇迹容易多了,但我们接受了吗?了解了吗?理解了吗?

  另外,生存是进化的必要条件,但进化不是生存的必要条件,不管生物能不能进化,只要能自复制生物就能生存。美国里德学院的哲学教授马克•贝多(Mark Bedau)把灵活适应当成生物生存的必要条件是错误的

在自然条件下能实现自复制的比较稳定的复杂物质结构是生命产生的充分必要条件,而这是不是生命的本质呢?可以说是,也可以说不是。任何一个事物都有多重本质,不同的人从不同的角度去分析会有不同的观点。不过仍然可以说找到了生命产生的充分必要条件,就在探索生命的本质方面取得了突破性的进展。

有人可能会有这样的想法:“你说生物能繁殖,这我们都知道啊,用得着你说么?”是的,生物能繁殖,这大家都知道,但有一点大家以前不知道。如果我问你:“是不是所有的生物都能繁殖呢?”反过来,“会繁殖的物质都是生物吗?”你会怎么回答呢?