環境不變,生物進化嗎?
即使自然環境不變,也是要演化的,因為總有更合適,而周圍其他生命的進化,又促使本生物的進化。是這樣吧?
進化出複雜的高等智慧生命是必然嗎?環境變化只是加速生物進化速度,但這種加速則未必向著更高級更複雜的方向?
這個時候就要祭出高大上的紅皇后假說(Red Queen hypothesis)了。 @queen red
"Now, here, you see, it takes all the running you can do, to keep in the same place."
——Lewis Carroll
紅皇后假說得名於《愛麗絲鏡中奇遇記》中紅皇后對愛麗絲說的一句話:「你必須儘力不停得跑,才能保持在原地。」這一假說是進化生物學家Leigh Van Valen於1973年提出的,用於解釋即便是環境不變,生物間的不斷競爭仍然會驅動進化的進行。這就像是《愛麗絲鏡中奇遇記》中賽跑的兩人,你不一直向前跑,別人就會把你追上並超過你。這在進化過程中則可能意味著失去生態位優勢,被其它生物擠占,甚至因為適應性不足導致物種滅絕。典型的可以用紅皇后假說解釋的如捕食者和被捕食者的「軍備競賽」。比如植物為了抵禦昆蟲的取食會合成各種有毒次級代謝產物,昆蟲為了抵禦這些有毒物質就必須進化出抗毒機制,繼而再驅動植物合成出更大量或者毒性更強的物質。可以看見,即便是沒有環境選擇壓力的驅動,生物還是會不斷進化。在此過程中落後的一方就很容易被淘汰。
目前有很多證據證實了紅皇后假說。比如2011年Science上的一篇關於線蟲(Caenorhabditis elegans)和病原細菌(Serratia marcescens)協同進化的研究,用紅皇后假說解釋了保留有性生殖在進化中的意義。
(Morran et al., 2011)線蟲既能進行無性生殖,也能進行有性生殖。該研究做了三組實驗。對照組是只有線蟲沒有病原菌的,Evolution組反覆加入同種病原菌菌株,也就是說病原菌不會隨線蟲協同進化,而是始終保持一樣。Coevolution組則讓線蟲和病原菌自然協同進化,不對病原菌進行控制,然後這三組實驗在線蟲中持續進行了32代。
從圖中可以看到,對照組的有性生殖頻率一直很低,Evolution組一度很高,但經過一段時間之後又回到了對照組水平,跟病原菌Coevolution的一組則一直處於高水平的有性生殖頻率。
這一結果可以用紅皇后假說來解釋。對於細菌種群來說,能夠感染線蟲中的數量優勢表型A的細菌表型a會獲得較大的選擇優勢,從而使該表型在細菌種群中逐漸佔據多數地位。而對於線蟲來說,為了應對細菌的感染,它需要擴大種群中不會被感染的,之前種群的數量少數表型如B。而有性生殖對於迅速擴大某一表型在種群中的數量比無性生殖優勢大得多。當表型B在線蟲種群中佔優勢時,細菌a就會失去感染能力。所以在一直用細菌a感染線蟲的Evolution組裡面,線蟲先用有性生殖使耐感染的表型B擴大到整個種群,但之後由於細菌a已經喪失了感染能力,線蟲就不再需要保持有性生殖,最終有性生殖頻率降低到和對照組持平的狀態。
但是在Coevolution組,細菌也可以進化,這個時候當線蟲B佔優的時候,細菌種群中之前能夠感染B的少數表型b就會獲得選擇優勢,並逐步在細菌種群中擴大比例。為了應對細菌b的感染,線蟲又必須擴大表型C的數量,這樣由於紅皇后效應,兩者將會不斷重複此過程。線蟲受到紅皇后效應的影響,就不得不一直保持高頻率的有性生殖。
這樣也證明了有性生殖在協同進化中應對選擇壓力的積極意義。
有變異就會有演化,產生的變異範圍會在環境可支持的範圍內,表型和遺傳多樣性都會增加。
但如果變得太大,原本適合的環境也容不下這麼喪心病狂的變異了,這時no zuo no die就發揮作用了
協同進化
種間競爭
種內競爭
當然這在廣義上都是環境的一部分生物演化科學的語境里,此【環境】非彼【環境】,物種、生態結構本身也是自然選擇的一部分。
紅皇后假說是演化科學不完善時的一種猜測,現在可以完全肯定所謂【紅皇后假說】不過是【優勝劣汰】環節的一個子集,物種的彼此競爭、獵捕本身也是環境的構成因素。也就是說,討論某一物種的演化時,我們傾向於把它的競爭對手、天敵等物種也包涵到【環境】這個黑箱里。(當然,具體的研究是需要分開討論,但在學科層面上,物種間的關係依舊屬於環境一層)。
同時,「紅皇后假說」也存在反例,那就是後來人提出的「黑皇后假說」,功能的退化反而比進化更具優勢,如以蘭花為代表腐生植物,其光合作用相關基因出現出現不同程度的退化,甚至幾盡消失(不同的退化程度也說明這種退化是多次獨立起源,證明了退化的廣泛性);還有絛蟲消化系統的退化等等,這些都這強調,演化方向無所謂什麼「更有力量與攻擊性」,而是「更加適應不同的選擇壓力」。
所以啊題主,你需要把自己的抽象能力提高一個。
外界對你產生的諸多影響就是環境。影響源於很多因素,其中你的活動就是一種,造成的響應最終還是會作用在你身上。所以,你的存在就是影響環境的一個自變數,你就是環境的一部分。只要生物與環境有交流,那麼環境不變就無法實現。
變異是不確定方向的,環境起的是篩選作用。
所以環境不變(其實環境不可能不變),那麼生物將在一定範圍內自由變異,但可能不會超過一定範圍。
你所理解的進化是什麼?
1)孩子與父母的差異是進化。2)孩子長翅膀是進化。進化的一個重要的條件是生存鬥爭,在一物種已適應一穩定環境的條件下,即使有個體再出現很有利的性狀突變也很難在其他個體適應該環境下獲得特別有利得繁衍機會直至保留無數代產生物種進化。
我覺得可能會退化
舉個栗子:比如說愚蠢的人類,不打仗也照樣進行軍備競賽,因為大家不僅是想要活下來,還想活得好,活的好就需要更多的資源。
況且生物進化的推動力不僅僅是環境變化這一種,還有各種各樣的競爭。
因為資源總是有限的,蓋生物繁殖之欲無限,以無限對有限,矛盾永不可調和。這時候就可以祭出叢林法則,強者擁有更多的資源。而成為強者,還是需要進化。關於生物的「進化」其實是有兩種選擇壓力的。
一種是穩定環境的選擇,一種是變化環境的選擇。
我們常說的「進化」其實指的是第一種,在一個相對穩定的環境中,生物們會朝著越來越複雜的方向進化,個體變得強大,同時伴隨著生殖力減弱。今天食物鏈頂級的動物們都是這樣進化來的。
也就是你題目中提到的。另一個是變化環境的選擇壓力,注意,變化的環境並不會加速生物的進化。 在一個快速變化的環境中,只有高生殖力的生物才能生存下來,因為高生殖力就會讓基因快速變異以適應快速變化的環境。而高生殖力的生物一般個體會比較弱小,這種生物我們一般會認為他們「進化」的不夠「高級」,其實,只是生存對策不同罷了。基因突變是生物進化的原材料,而環境的選擇則是決定進化方向的,環境不變但是隨著基因突變,會出現更適應該環境的物種,但是這個假設本身就沒有意義,因為變化是事物的本質,不會有不變化的環境的,而且環境的變化絕對比物種進化的速度快很多
我覺得,要回答這個問題,首先要理解什麼是環境。除了生物個體本身以外,其他凡是與生物個體發生關係的因素都可以稱為環境,包括物質的,生物的,等等。環境是不可能不變的,因為生物的繁衍是呈指數增長的,在一個封閉系統內,資源永遠是有限的,這樣必然會產生競爭。即便在沒有競爭的開放系統里,生物也存在進化現象。基因存在本底突變,遺傳物質也在不停的變化,這種突變的方向是隨機的,環境起著選擇突變的作用。即使是再美好的環境,生物也會生病,也會得癌症。進化的內在動力是生物體內在構造與環境選擇共同決定的。
就算只有一種物種那麼也會出現種間競爭(多種物種更不用說了),而且生物都有過度繁殖的趨勢,優勝劣汰,會把好的突變給留下來,綜合所說還是會進化的。
會
換了工作環境你還不是不想上班
會把 環境不變不還有食物鏈呢嗎
肯定會進化
哈迪-溫伯格定律的主要內容是指:在理想狀態下,各等位基因的頻率和等位基因的基因型頻率在遺傳中是穩定不變的,即保持著基因平衡。(即不發生進化)
其中理想條件為①種群足夠大;②種群個體間的交配是隨機的(且能產生後代);③沒有突變產生;④沒有新基因加入(無遷入遷出);⑤沒有自然選擇。
題主所說『自然條件不變』只指第五點,或者再加第一四點。
換句話說,條件不變,個體本身會突變(突變具有隨機性和不定向性),有的個體就是找不到配偶(個體基因無法傳遞導致基因頻率改變)。。就是進化了用個長頸鹿的例子,在同一個地方,樹上有葉子,因為大家都矮,於是就只能吃矮的葉子,後來出現了高的,高的可以吃高的葉子於是大量繁衍,進化產生了,但是環境沒有改變
其實人家題主說的環境不變是假定,方便研究探討,就如同物理上假定地球為質點,方便去處理一下,多少人sb誤解人家。另外,即使所有環境不變,包括同類競爭不變等等,生物仍然要進化,因為體內的基因也會進行競爭,比如等位基因的競爭。
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