《进化》 孙轶飞解读
《进化》| 孙轶飞解读
关于作者
本书的作者是英国的查尔斯沃思夫妇，两个人都是英国皇家学会的会员、爱丁堡大学的教授。这对夫妻中的丈夫，布赖恩·查尔斯沃思曾经担任爱丁堡大学生物学院院长、进化学研究学会会长和英国遗传学会会长；而妻子，德博拉·查尔斯沃思则担任过欧洲进化生物学会会长。这对夫妇是进化、遗传领域的权威专家。
关于本书
本书是“牛津通识读本”系列中的一册。书的篇幅很短小，中文版只有8.5万字，拿在手里其实只是一个薄薄的小册子。但它所讲述的“进化”这一话题，却是一个很大的知识领域。本书中没有浮夸的长篇大论，每句话都是作者千锤百炼所得，干货满满。
核心内容
本书作者传递给我们这样的信息：尽管依然存在着一些争议，但是以人类目前的自然知识而言，进化论是一个有着充分依据的科学理论。对于地球为什么有着丰富的生物多样性，进化论给出了最为科学合理的解释。
你好，欢迎每天听本书。这里为你解读的是《进化》，这是牛津通识读本系列中的一部，主要讲述了生物进化理论的相关知识。这本书的篇幅其实并不大，中文版只有8.5万字，拿在手里其实只是一个薄薄的小册子的感觉，但它所讲述的“进化”这一话题，却是一个很大的知识领域。这里我会用大约25分钟的时间，为你分享这本书中关于进化论的介绍。
关于进化论，很多人并不陌生。比如说，一提起“进化论”，我们就会想到达尔文，就会想到历史上那些思想的碰撞和交锋。比方说吧，根据基督教《圣经》记载，是上帝创造了整个世界，以及这世间所有的生物，而人类是万物灵长，是最高级的。可是呢，后来达尔文推翻了这个理论，说，所有生物都是逐渐进化而来的，而我们人类是从猩猩进化来的。
在有了这种进化论指导之后，人们知道了，噢，通过物竞天择的原则，生物其实是不断朝着更加高级的方向进化的，直到人类出现。在另一方面，进化论也不是十全十美的，比如像眼睛这样复杂的器官，到底是如何起源并发展出来的，进化论其实也无法解释。等等。
以上这些对于进化论的理解，都是大众所熟悉的。然而遗憾的是，以上说的这些全都是错的，都是对进化论的某种误解。进化论虽然名气很大，大家都略知一二，但大部分人对于进化论的理解并不真正准确，而且也很难意识到，很多看似难以解答的问题，其实可以通过进化论找到答案，如世界各地的人类是不是有共同的祖先？更有趣的是，进化论这样一个看似虚无缥缈的理论，甚至可以指导我们的生活，比如抗生素应该如何使用。
为了方便和熟悉起见，本期所有为你分享的内容，都会统一使用“进化”这个词汇。但是，这本书的序言里，也特别强调了一个信息：所谓的“进化论”这个词汇，其实是个历史遗留问题，这个翻译是不准确的。进化论的英文原称其实是“Theory of Evolution”——这里的 evolution ，应该翻译成“演化”可能才更准确。
为什么这么讲呢？因为“进化”这个词汇，会给我们一种误解：好像物种总是从简单到复杂，从低级到高级，是一个“往前进”的过程。然而呢，事实却并非如此。自然界里根本没有这样一个“前进方向”的存在。从这个小小翻译问题的讨论里，其实也揭示了进化论的一项重要含义：物种演变的过程，其实并没有我们所想象的那种明确目的性或方向感。这才是关于进化论的正确理解。
序言的作者能从这样的细节，体现出对于进化的深刻理解，会是谁呢？他是周忠和教授，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员，十八年前在美国堪萨斯大学获得博士学位，七年前成为美国科学院外籍院士，六年前被选为中国科学院院士。能让中科院院士亲自撰写序言，也从一个侧面说明了这本书的专业性和权威性。
那么，又是什么样的作者，能让院士作序呢？本书的作者是英国的查尔斯沃思夫妇，两个人都是英国皇家学会的会员、爱丁堡大学的教授。其中布赖恩曾经担任爱丁堡大学生物学院院长、进化学研究学会会长和英国遗传学会会长。而德博拉则担任过欧洲进化生物学会会长。毫无疑问，这对夫妇是进化、遗传领域的权威专家。
而在进化领域投入毕生精力的两位专家，在讲述什么是进化的本书里，却仅仅用了很小的篇幅，8万多字而已。可以想象，本书之中没有浮夸的长篇大论和拖沓冗长的叙述风格，每句话都是千锤百炼所得。
好了，介绍完这本书的基本情况和作者概况，那么下面，我们就进入到书中内容。我将主要为你分享四个部分的内容：第一，到底什么是真正的进化；第二，进化的过程到底是怎样开展的；第三，支撑进化论的科学依据到底是什么；第四，进化论对于两个难题的解释，它们分别是：眼睛到底是怎么出现的？蜜蜂和蚂蚁为什么会有不能生育的个体？通过两个问题，我们可以理解进化论的重要意义。
好，先来看看到底什么是真正的进化。
如果拆开一只机械手表的后盖，看见里面如此复杂的结构，我们一定会冒出来一种感觉：这玩意肯定不是自然形成的嘛，一定是人类制造出来的。产生这样的感觉，其实并不奇怪。事实上，200多年前的神学家们，也遇到过类的问题。当时，这些神学家们观察到了自然界中各种生物的结构，他们不由得发出赞叹：这么精细复杂的结构，一定是上帝创造出来的嘛。
尽管这些神学家的结论错了，但是他们却提出了适应性这个概念，为进化论的出现提供了很大帮助。所谓适应性就是，不同生物的身体构造可以让它们更好地生存下去。
比如，蝴蝶以花蜜为食物，可花蜜藏在鲜花深处，而蝴蝶则有细长的口器，能够让自己得到这些花蜜；同样的，植物用颜色鲜艳的花瓣和浓郁的香气吸引蝴蝶，蝴蝶在自己填饱肚子的同时，会帮助植物传播花粉，这可以帮助植物繁衍。再比如，生活在水里的鱼类，往往有银光闪闪的鳞片，这让它们不容易被发现，而生活在陆地上的动物就几乎没有这样的颜色。
简单地说，各种生物所拥有的结构，对它们都有用，用途就是让它们在所处的环境里生存下来，神学家们用了“适应”这个词，非常准确地描述了这个现象。而一旦提出“适应”的概念，另一个问题自然浮出水面，那就是“适应”是如何产生的？
在神学家的眼中，这个问题当然只有一个答案，上帝创造了一切。这个答案看上去非常合理，因为数量众多的物种和复杂多变的自然环境，能够相处得这么和谐，简直就是奇迹，而且以当时的科学知识，人们也想不到有别的解释。简单地说，在进化论出现之前，神学家认为生物和自然界如此和谐、相互适应，完全是上帝创造的。
其实，神学家们的本意是，生物与环境共同形成的自然系统无比的复杂、无比的精巧，能创造出这么精巧的一切，上帝实在太伟大了。在歌颂上帝的过程里，他们使用了“适应”这个概念，但是让他们意想不到的是，亲手搬起的这块石头最终砸了自己的脚。
后来，那个我们都熟悉的生物学家达尔文，认为适应这个概念无可辩驳的正确，但是产生适应的基础，却不是上帝。他认为，生物会产生改变，而且这些改变可以遗传给后代，但并不是所有的改变都可以保留下来，如果这个改变不利于生物适应环境，那么这个生物就会死掉，保留下来的改变都能让生物更容易活着。这就是“自然选择”。翻译家严复的描述最为准确精炼，那就是“物竞天择、适者生存”。这也正是进化论的核心内容。这些微小的改变经过积累，让生物越来越适应自己生存的环境。而因为环境各不相同，生物也就形成了不同的物种。
换句话说，进化的过程就是适应环境的过程，并没有什么特殊的力量指引着它们，一定向着所谓“高级”的方向前进。我们可以说，今天看到的所有物种，在结构上存在复杂和简单的区别，但是从适应环境的角度讲，并没有什么“高级”与“低级”的分别，不管是人类也好，细菌也好，都是在适应各自的环境。
但是生物的有些结构并非是自然选择所能解释的，比如雄孔雀那个华丽的尾巴，只会降低它在自然界中生存的几率。达尔文也发现了这个问题，于是他提出了“性选择”这个概念，像孔雀这种交配竞争非常激烈的物种里，牺牲掉一部分飞行的能力，但是提高了雄性获得交配权的几率。从和性选择有关的例子里，我们其实也可以看到，进化论里所提到的“适应”，和我们生活里所用到“适应”这个词，其实概念上是有所不同的。
可以这样简单地理解，进化论里所提到的“适应性”，是生物尽可能地把自己的遗传信息传递给下一代的能力。或者说，是生存和繁殖能力的总和。
在人类出现之前，自然选择和性选择就是进化的全部内容了，但是在人类开始驯化动物和植物之后，人工选择出现了，这也是达尔文的伟大发现之一。当人类想主动得到生物的某种特性的时候，就可以对生物进行有规律的改变，这样做的结果是，对于这些生物而言，人类代替了自然。比如说，狗就是人类把狼驯化之后得到的新物种。一窝小狗之中，总是毛最厚实、身体最强健的那只被养大，其余的则被抛弃，一代代的筛选，自然可以产生最适合拉雪橇的品种。
而今天我们看到狗也有众多的种类，除了雪橇犬之外，有些狗适合做导盲犬，而吉娃娃这样的品种除了作为纯粹的宠物之外并没有其他用途。不同的狗有不同的特性，而这些特性完全是因为人类的需求和喜好被选择得来的。
人工选择的重要之处，在于证明了刚才提到的一个概念，生物在许多特性上的差异，是可以被遗传的。通过对鸡群和蟑螂的研究，科学家发现，有些动物甚至在种群里的地位都是可以遗传的。
好，以上就是第一部分内容：什么是进化。进化的最重要内容其实是“适应性”，指的是生物生存和繁殖能力的总和。至于什么物种可以存活，物种中的哪些个体可以存活，取决于三个方面，分别是自然选择、性选择和人工选择。可以说，进化自从地球上生物刚出现的时候就开始了，而且只要有生物存在就永远不会停止。
下面，我们接着来说说进化的过程到底是怎样的。
说到这个话题，这里面就牵扯到了两个概念：基因突变和遗传漂变。听起来好像很深奥。没关系，我给你简单解释一下，你就能明白。我们知道，遗传信息是通过 DNA 和 RNA 来保存的，也就是脱氧核糖核酸和核糖核酸。生物繁殖后代的时候，DNA和RNA会被完整地复制下来，复制的过程非常精确，这样就保证了生物体的每一个细节都被传给了后代。但是，再精确的过程也难免出错，更何况遗传信息的信息量太大了。这样的错误就被叫做突变，因为突变是在遗传信息上发生了改变，所以能够一代代地传递下去。
突变出现的几率非常小，在十万分之一以下，这说明了遗传的稳定性。而且有些突变仅仅是基因发生了改变，对生物的结构、习性等方面根本没作用。还有一些突变虽然发生了，但是影响却非常小，比如眼睛的颜色从棕色变成了蓝色。尽管突变的几率很小，但是生物进化的时间足够长，长到了让突变这样的小概率事件可以量变引起质变。
除了这个突变之外，还有另外一种让基因改变的方式，叫做所谓的“遗传漂变”。我举一个例子来说明好了。
假设，有一群猴儿，一共10只，其中5只双眼皮，5只单眼皮。如果这10只猴儿生下10个后代，那么道理上也应该单双眼皮各占一半。但是，单双眼皮这件事，是由一对叫做等位基因的东西控制的，它决定单双眼皮的时候，有一定随机性。如果猴群足够大，假设有1000只，那么即便是随机，也大致是对半。可是这群猴儿的数量太少，只有10只，所以单双眼皮的比例有各种可能，甚至是10:0。如果这种极端情况出现了，这10个猴的后代全是双眼皮，那么有可能单眼皮的基因就这样消失了。
关于这个例子的真实性不用过分纠结，因为猴子都是双眼皮。您只要知道遗传漂变跟突变一样，都可以改变生物的基因、并且在生物种群数量少的时候容易出现，这就可以了。
我们现在知道了，突变和遗传漂变都可以导致生物基因的改变，而这些改变哪些会被保留下来，则取决于之前我们提到的三点：自然选择、性选择和人工选择。长颈鹿的脖子就是这样典型的例子，脖子长的鹿在争抢树叶的时候有优势，所以活下来的几率大，经过一代代的自然选择，脖子越长优势越大，终于在某一个时刻，独特的长脖子让长颈鹿和其他鹿类彻底分别开来，于是一个新的物种出现了。
可以看到，新物种的出现是一个漫长的过程，所以会存在许多处于中间的个体，它们的各种特征都处在两个物种的过渡阶段，跟两个物种都很相似但又有很大不同。正因如此，区分不同物种和不同种群，是难度非常高的事情。事实上，定义“物种”这个概念本身都颇具难度。从进化的角度看，如果是有性生殖的物种，当他们无法杂交，有了各自独立的进化轨迹的时候，就可以认为是两个不同的物种出现了。
不能杂交这件事也有一个名词，叫做“生殖隔离”。不同物种之间不能生育后代，即使特殊情况能产生后代，这些后代也没有繁殖能力，骡子就是我们所熟悉的例子。通过对于生殖隔离这个概念的理解，我们也可以知道，人类尽管分布在世界各地，外貌和生活习惯有很大不同，但毫无疑问属于同一个物种。由此也可以知道，全世界的人类一定有共同的祖先。
好，以上就是第二部分内容。我们现在知道了，基因突变和遗传漂变，导致了基因的变异——这里面适应性强的变异就被保留了下来，随着漫长的时间，这些变异逐渐积累，使不同的生物走上了不同的进化道路，并彻底成为不同物种。不同的物种之间存在的生殖隔离，也成了区别物种的方法。
接下来我们继续看看支持进化论的证据。
在进化论刚刚出现的时候，确实存在许多猜测和假设。但是时至今日，进化论已经是被自然科学界所公认的科学理论，考古、生物、细胞等等众多学科的发现，都为进化论提供了有力的支持。
根据进化论，地球上所有的生物都有共同的祖先。即使是完全不同的生物之间，也都存在相似之处，这种相似不仅仅体现在外形方面，从更深层次的生命周期，还有遗传物质的结构，相似性无处不在。
根据人类目前对于遗传机制的认识，生物的所有属性，都是由基因调控的，基因的信息就被记录在DNA分子上。尽管这么说不够准确，但是您可以粗略地把DNA分子想象成一根长长的链条，链条上的不同的链子交替出现，就形成了包含生命所有信息的密码。如果这个链条上的某一节链子出了问题，那就是我们前面提到的突变。
而我们现在所要说的重点在于，地球上的动物、植物和真菌，在使用这套密码时的规则是几乎相同的。尽管越复杂的生物，基因的信息就越多，DNA中的这个链条就越长，但是，不管是人、鲸鱼、椰子树还是菜市场上可以买到的蘑菇，在破解这套密码的时候，都会遵循这样的规矩：特定的链条对应着特定的氨基酸，细胞按照链条上的顺序生产氨基酸，而这些氨基酸则合成为生物体内的蛋白质。
正是因为生命的延续依靠基因的延续，而基因规则的相似性，正说明所有的生物都有共同的祖先，这样的事实给予了进化论强有力的支持。
基因指导生物进行蛋白质分子合成，而蛋白质对于生物维持正常的功能，有着巨大的作用。比如我们常提到的“激素”这个词，其实就是一类常见的蛋白质分子。动物体内的细胞会进行化学反应，这也是动物最基本的生物活动了，而到目前为止，科学家研究过的所有的动物，进行这些活动所使用到的蛋白质，都是相似的。
至于蛋白质合成和发挥作用的场所，就是生物的细胞了，这也是生物活动的基本单位。而不管是什么物种，细胞为机体产生能量的机制也都是极其相似的。而说到不同物种间器官的差别，尽管天上的飞鸟和海中的鲸鱼看似毫无瓜葛，但是生物学家的发现却告诉我们，它们的骨骼结构和组成仍然离不开这两个字：相似。
简单地说，不管从基因层面，到分子层面，到细胞层面，还是到器官层面，地球上的动物、植物和真菌，全都有着证据确凿的相似性。这一切都提示我们，所有的生物都有共同的祖先，而根据进化论得出的结论是正确的。
除此之外，考古学也给了进化论以惊喜。在进化论出现之后，科学家肯定了一件事，地球也不是上帝创造的，而是漫长的时间里物理变化的结果。既然地球缓慢地发生着物理变化，那么这些年里，死去生物所变成的化石就有了意义，通过对于不同年代化石的分析，可以得出一个结构完整的谱系。在这个谱系里，随着年代由远古到现代，可以清楚地看到生物的结构由简单变得愈发复杂起来，尤其是众多中间物种的化石，让我们可以直观地感受到生物进化的过程。
好，以上就是为你分享的第三部分内容：无论是从自然界中生物的构造说起，还是从考古学家对化石的研究，所有的结论都为进化论的正确性供了证据。
最后，我们来看看，两个看似难以解答的问题，进化论到底是怎么来解释的。
首先，咱们说一下眼睛的出现。眼睛是一个非常复杂的结构，在眼睛周围有负责调节焦距的肌肉，透明的角膜和晶状体负责成像，而穿过角膜和晶状体的光线在视网膜上被感光细胞接收，转化成为大脑可以理的信号。长久以来，人们认为这样复杂的结构难以通过进化出现，因为在中间阶段，也就是眼睛还像是个半成品的阶段里，是完全没有用的，当然会被自然选择淘汰掉。
但是随着对生物的了解愈发深入，科学家发现，即使在没有角膜成像的情况下，感受光线的视网膜也是有作用的。很多无脊椎动物的眼睛只有视网膜，而没有晶状体，但是对于这些动物来说，并不需要看得很清楚，它们只需要感受光线的强弱，以便于躲避自己的天敌就足够了。甚至一些单细胞生物，也存在一些对光敏感的分子，它们也同样可以对于不同亮度产生回应。
简单地说，眼睛在进化的过程中，也就是半成品阶段的时候，也一样是可以发挥作用的。而这说明眼睛这样复杂的结构，同样是可以逐渐进化而来。
好，说完了眼睛的出现，下面我们接着看看第二个问题：为什么像蚂蚁、蜜蜂这样的社会性动物，会存在很多没有生育能力的个体？由于没有生殖能力，这些个体就根本没办法参与到自然选择这个过程里来。这到底是怎么回事？
达尔文在《物种起源》这本书里，对这个问题进行了一部分解答。他说，这些社会性动物基本上都是近亲，血缘关系近、携带有极其相近的遗传信息。一部分个体尽管丧失了生育的机会，但是它们通过自己的活动，让近亲把它们共同的遗传信息传递了下去。在鸟类里也有类似的情况，但并不像昆虫里那么极端。有些鸟类里，幼年的雄鸟没有尝试去交配，而是在鸟巢里照顾自己的兄弟姐妹。
哺乳动物身体内，精子和卵子形成的过程也可以被这样的理解解释。动物体内大部分细胞都失去了成为生殖细胞的能力，但是考虑到所有的细胞都具有相同的遗传信息，让一部分细胞充分提高生存的能力，这是有利的，从这一点上看，多细胞生物比单细胞生物有了更大的优势。可以说，细胞在发育过程中分化成为不同的类型，这和蜜蜂、蚂蚁中分化出不能生育的个体，是非常相似的过程。
以上，就是为你分享的第四部分内容：眼睛这种复杂器官的出现、蜜蜂和蚂蚁群体中存在的不能生育个体——这些看似难以解释的问题，实际上，进化论都有给出自己合理的解释。
说到这儿，《进化》这本书的内容，我就为你讲完了。我为你一共讲述了四个部分内容：第一，什么是进化；第二，进化的过程；第三，进化论的科学依据；第四，两个看似难以解释的问题。
本书的作者传递给我们这样的信息：尽管存在着一些争议，但是以人类目前的自然知识而言，进化是一个有着充分依据的科学理论。对于地球上为什么有这样丰富的生物多样性，进化论给出了最为科学合理的解释。
到这里，我们似乎应该回答一下最初提到的那个问题，人是由猩猩进化而来的么？当然不是！人和猩猩有着共同的祖先，但是分别进化成为了人和猩猩，而不是先进化成猩猩，再继续进化成人。也就是说，人和猩猩是在相同的时间段里，由共同的祖先，适应环境产生出的不同结果。这个问题也正是强调了进化论的重要内容，所有的生物在自然选择的面前，都是在齐头并进、永不停息的。
既然是永不停息的，那么我们的身边有没有这样的例子，能清楚地看到进化的影响呢？有的。当我们出现细菌感染，生病的时候，医生会给我们用抗生素，其实这就相当于我们给细菌提供了一个恶劣的环境，而能在这种抗生素浓度很高的环境中生存下来的细菌，当然都是耐药性比较强的那一部分。如果不把这些细菌彻底杀死，病情刚刚好转就停用了抗生素，那么繁殖出来细菌，当然都是耐药性强的。如果这样的过程重复很多次，也就会培养出来所谓的“超级细菌”。
这也是为什么，对于细菌感染导致的疾病，哪怕是症状消失之后，也要继续使用一段时间抗生素，正是为了预防耐药性的产生。而抗生素的不规范使用，是目前医疗行业中特别被重视的问题。
好了，我们到这里也就看清楚了，进化论不仅仅解释了我们的过去，也指导着我们的未来。
撰稿：孙轶飞 脑图：刘艳 转述：成亚