生物的進化是否會陷入局部最優解？

01-13

從來沒有全部最優解，只有局部最優解。

適應那些從來都沒遇見過的環境不僅不是生存能力強大的表現，反而是一種能量的浪費

進化結果全是局部最優。

這個問題的關鍵之處，在於啥叫「局部最優解」。

抄一段百度百科先：「局部最優，是指對於一個問題的解在一定範圍或區域內最優，或者說解決問題或達成目標的手段在一定範圍或限制內最優」。鄙人數學渣，不敢這個說法是否嚴謹，純拷貝粘貼，權當參考。

明確概念後，結論很明顯了。生物進化，全部都是在演義「局部最優解」的過程。

因為，沒有哪種生物能夠適應一切環境，沒有哪種生物的生存策略是萬能的，不是嗎？生物都是在其生態位中生存的。所在環境和篩選機制的特徵，就是「限制範圍」。在局部環境中適應生存的過程，就是進化。環境變化時，無法及時適應新環境的物種就會滅絕；在原環境中越特化的物種，就越容易滅絕。

大熊貓是個很好的例子。原本食肉的猛獸，在環境適應中，進化出高度特化的消化系統，非常適合靠吃竹子為生，佔據了很獨特的生態位；考拉吃桉樹葉子為生，當地別的動物受用不了這種有毒的食物；蘭花特殊的花朵結構，非常適合昆蟲授粉，甚至是某幾種昆蟲的量身定製，這也是特化性狀。類似例子非常多，也非常常見。這些都是局部最優解的演義過程。

很常見啊，很多生物特化之後就成了局部最優解，很容易被滅絕。

舉一個例子，大熊貓由於氣候變化食物變少，從雜食變成了主要吃素。而且其生存的中國西南部山地又沒有很多方便其食用的植物，就只能盯著長得又快又好的竹子吃。然而竹子的纖維並不容易消化，導致大熊貓為了吸收足夠的營養，一天醒著的時候基本都要不停地吃竹子。可以說，大熊貓從食物鏈頂端的掠食者，進化成為主要吃竹子的偏素食者，成功找到了氣候變化獵物減少之後全新的生存方式；別看它現在掙扎在滅絕邊緣，它不能吃竹子的祖先都已經死了。但是，這也意味著大熊貓從此和它生存的特殊環境綁定了，它很難再返回吃雜食的掠食者這樣的生態位了。這種進化終究是要死路一條的。

所以自然界人類的進化是最成功的，因為人類的生存是靠其強大的適應性加上各種智能技巧來實現適應環境的。當然，現在人類的演化會不會導致人類一代代身體瘦弱下去，只長腦子，最終陷入另外一個局部最優解，就是另外的故事了。

要說非特化的演化，一定要說到藍藻。它是地球最早期的生命，一直到現在生存方式都沒怎麼變，靠漂在水裡進行光合作用謀生。單細胞的生存方式賦予其極快的演化能力，任何環境變化它都能很快適應然後瘋狂生長。它就這樣在地球上生存了幾十億年，全球變暖變冷，岩漿爆發，小行星撞擊，對它來說都毫無意義。也許，只要地球還存在生物圈，藍藻就不會滅絕。

不會，生物一旦達到了生存和繁衍的最低要求，就會開始演化出一些奇奇怪怪的功能，孔雀的屏，鹿的角。

那些適應環境到極端的生物是物種中的屌絲———竭盡全力卻只是剛好能活下去。

進化的目的就是為了適應環境。至於說等你進化的適應環境了，環境會不會再次打臉似的再變，你能不能跟上環境變化的步伐就不是環境需要思考的問題了，也不該是你思考的問題。因為，即便知道自己終將因為跟不上變化的步伐而遭到滅頂之災，你也不能就此停下腳步，拒絕進化吧。

我們旁觀者眼裡看到的局部最優解，恰恰是它在那種情況下所能做出的最好選擇。它已經儘力了。

非常棒的問題。

但是很難有一個簡單的明確答案。沒看到過這方面很好的綜述。隨著這些年fitness landscape的發展，已經有也將會有許多paper在這個topic上。已知的是我們正在看到生物有許多amazing的機制來克服這個優化論中很困難的問題。

說什麼進化沒有方向或者結果全是局部最優的都是達爾文時代的人吧...

好問題！當然了~

生物進化並不是當初人們所認為的那樣完全沒有方向。生物的發育過程會形成對錶型的限制，體現的是對過去進化過程的「記憶」，我們把這稱之為evolvability。也就是說，當生物進化之路開啟，同時也就封閉了很多方向，越往後進化的局限性越高。題目所說的「局部」越來越小。

局部最優解是常態，因為最適應局部的個體總是有更大的機會把自己的基因遺傳下去，經過代代篩選，其後代只會越來越適應其生存環境。

理論上來說，物種的演化速度是可以跟上環境的慢慢改變的速度的，但問題是，環境並非總是慢慢的在改變，偶爾也會發生一些災難性的劇變，在非正常的環境劇變面前，是不是局部最優解根本不重要，在大規模的災難性劇變面前，絕大部分物種都會滅絕

會，請查詢知乎專欄的答案，我記得查詢關鍵字是「進化死胡同」或者「適應峰」

謝邀

演化是沒有方向的

所以理論上也不存在局部最優解