《先有蛋還是先有雞的邏輯》
丁丁哥2011/06/15
「先有蛋還是先有雞」的問題非常有趣,多少年來甚至已經由爭論不休變成了懶得爭論的問題,其看似非常難解,但其實並不是一個解不開的難題,因為這是一個關於新物種如何誕生的話題,從科學的角度上講,解釋起來應該是並無困難,之所以現在感覺很難,只是因為沒有推廣正確的認知,相關的邏輯只有非常簡單的兩點:
第一要點:新物種的出現都是從單個胚胎的基因變異開始。
以前我們想像新物種的出現,如果是用雞來說事,總是想像最早的兩隻雞從哪裡來,一隻公雞一隻母雞,如果用人類來說事,總是想像最早的兩個人從哪裡來,一個亞當一個夏娃,但這是以往覺得難以解釋的關鍵所在,因為這種思路根本就不通,一般新物種的出現,都是從單個胚胎的基因變異開始。
在天下還沒有雞的時候,一隻與雞相近的鳥類生了一個具有變異胚胎的鳥蛋,這個具有變異胚胎的鳥蛋就是一個新物種的開始,無論它是公是母,無論他是亞當還是夏娃,如果那個鳥蛋孵出來以後的生物被命名為雞,這隻雞就是從那個蛋變出來的,任何物種說到底其實都是一種特定的基因組合,而雞的特定基因,最先就是出現在那個孵出雞的蛋裡面,所以,道理非常清楚,絕對是蛋在先雞在後,是蛋生雞,不是雞生蛋。
不過,當全世界只有孤零零的第一隻雞的時候,這隻雞確實特別頭痛,如果它要等那隻生變異蛋的鳥媽媽,再生一隻同樣變異的異性同類,它可能要耐心的等上一百萬年,因為完全相同的基因突變,可能百萬年還輪不上一次,而一般的雞可能只有三幾年壽命,就算人類也只有幾十年時間甚至更短,根本就不要指望會有兩個胚胎在同一時間、地點做出同樣的變異,而且還是互為異性的事情發生,這種可能性幾乎是零(也許只有很低級的生物有這種可能),不過人類的生物學家,曾經確切的有過一次真正接觸新物種的事例。
據資料介紹,大約在1908年,美國生物學家摩爾根研究紅眼果蠅,他使用X光、激光等不同方式和溫度進行照射,使用在食物中加糖、加鹽、加酸、加鹼進行餵養,甚至採取了不讓果蠅睡覺等各種手段進行折磨,在對一大群紅眼果蠅進行了兩年時間的「嚴刑拷打」之後,萬分幸運的得到了一隻變異的白眼雄性果蠅,第一隻白眼果蠅就是一個新的物種。
摩爾根並沒有看到那枚孵出白眼果蠅的蠅卵,因為胚胎的變異是難以看到的,但白眼果蠅的第一個基因組合一定是在某一枚蠅卵裡面,因為基因變異只發生在形成胚胎的時候,到了胚胎形成之後,基因就已經不再變異,這也就是說,在蠅卵孵成果蠅的時候,一切都是已經鑄定,起碼就現在人類的認知來講是這樣的。
這隻白眼果蠅對於摩爾根太重要了,他將這隻寶貝果蠅放在單獨的瓶子中親自飼養,每天晚上,摩爾根帶著這隻果蠅回家,睡覺時將實驗瓶放在身邊,白天又帶著它去上班,生怕果蠅出現意外,但有了第一隻白眼雄性果蠅之後怎麼辦?果蠅的壽命非常短暫。
第二要點:單個的變異新種出現之後,必須能與老物種進行過渡繁衍。
摩爾根所要做的,就是趕緊使白眼雄性果蠅能夠與一隻紅眼雌性果蠅進行交配,只有這樣,才能使白眼果蠅的基因能夠留到下一代,而在摩爾根獲得了成功之後,那隻第一代的白眼果蠅就壽終正寢了。
原來,第一代單個的新物種嚴格說還只是一個「新物」,而不能稱為「新物種」,新物種的種要通過能與原物種交配,才能實現留種,能與原物種進行交配和繁育,是新物種產生的第二個關鍵點,如果在繁育方面與原有物種不能相通、不肯相通、不被接受相通等等,都無法真正形成新種,這裡需要一個過渡,需要有過渡性的交配,只有經過過渡交配後的結果,才是真正意義的、開始趨向穩定的新物種。
另外,作為細節來講,新物種的誕生除了必須能與原物種進行交配和繁育之外,還要具有一定的生存能力和優勢,如果只是變出歪瓜裂棗的效果,也不一定能算成功,而且,其變異的部分應該還是保持顯性的表達,這樣才容易被區別為新物種,如果變異部分的表現不足或區別太小,也難以被認定為新物種。
由於存在著需要與原物種進行過渡性交配,所以,實際上一般新物種與原物種都有漸變關係的基礎,而這就是存在過渡物種的根本原因。
新物種的最初過渡期非常有趣,據資料介紹,摩爾根的白眼果蠅後來是:
「十天後,第一代雜交果蠅長大了,但全部是紅眼果蠅,不過,不要為白眼基因的缺席擔心,按照孟德爾的學說(孟德爾是奧地利著名的遺傳學家,其1856年開始的豌豆實驗和論著奠定了現代遺傳學的基礎),紅眼基因相對白眼基因是顯性,因此珍貴的突變基因只是躲到了後台。
摩爾根當然不會放過檢驗前人理論的機會,他用第一代雜交果蠅互相交配,產生第二代雜交果蠅,在他焦急地等待了十天之後,摩爾根得到了第二代雜交果蠅,其中有3470個紅眼的,782個白眼的,基本符合3:1的比例。不過,摩爾根用顯微鏡觀察還有新的發現,他的全部二代白眼果蠅竟然全是雄性,也就是說,突變而來的白眼基因是伴隨雄性個體遺傳的,而如果按照孟德爾的自由組合規律,那些長著白眼的果蠅,它們的性別應當是既有雄性,也有雌性的,摩爾根終於從果蠅身上看到了孟德爾在豌豆上觀察不到的現象。
這是足以創立新定律的新發現,摩爾根知道,果蠅的4對染色體中,有一對是決定性別的,其中雌性果蠅中的兩條性染色體完全一樣,記為XX染色體,雄性果蠅中的性染色體一大一小,記為XY染色體,摩爾根判斷,白眼基因位於X染色體上。
當他的那隻寶貝白眼果蠅與正常的紅眼果蠅交配後,由於紅眼是顯性基因,因此後代不論雌雄,都是紅眼果蠅;當第二次進行雜交時,體內含有白眼基因的雌性紅眼果蠅與正常的雄性紅眼果蠅交配,就會出現含白眼基因的一條X染色體與一條Y染色體結合,生成第二代雜交果蠅中的白眼類型,而且都是雄性的......
發現突變的白眼果蠅,花費了摩爾根和他的學生們整整兩年的時光。」
回到新物種誕生的話題,其實無論任何生物的個體,從根本上講,由於不可能與母體的基因完全一致,每個個體都可以說是基因變異體,只是由於變異量很小等原因,一般都難以看清,包括人類在內都是這樣,物種的變異其實每天都在發生,只是其變異的速度通常都緩慢到難以察覺,但是,新物種誕生的道理真的非常簡單,新物種誕生的道理真的非常有趣,這些事情每天都發生在你自己的身邊,發生在你自己的身上。
不過,物種演化的速度也並不是只有絕對的恆慢,舉例來說,如果有較大冰期的影響,其速度可能也會變化,以人類來說,在現在的平常氣候中,任何一個人演化的結果都會融化消失在六十幾億的人口總量中,即使你有某種無以倫比的特別優勢,顯露的機會仍然是絕對的少之又少,即使與蒙元帝國相關的極端事例,現在也只有在專業的DNA測試中,才有一點點疑似的顯示,而如果較大的冰期到來,地球人類被壓縮到極小的地域,而且只剩下極少數量並相互隔絕,那再到冰期後重新開始繁衍時,結果就可能會有明顯的不同,人類現在的黃黑白三色人種,可能就是以前冰期時特殊環境逼迫的結果。
總之,以現在的科學來說,先有蛋,後有雞,這是可以肯定的回答的,一般的新物種都是由一個胚胎的基因變異而來,而如果照此推論,或許可以說,一切生物也是由一個細胞變異而來,初級的生物是沒有性別區分的,單個的初級生物也可以直接由分裂而繁衍,不過這些現在還不敢說可以論定。
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