第五节 进化规律的威胁

  一、遗传、变异与进化

  一个男人可以产生精子,精子是细胞,一个女人可以产生卵子,卵子也是细胞,当一个精子细胞同一个卵子细胞结合时,一个新的细胞形成了,这就是受精卵。受精卵作为一个细胞可以分裂成两个与自己完全一致的细胞,这两个分裂的细胞各自再分裂,变成四个与自己完全一样的细胞,然后四个又分裂成八个,就这样一再分裂,最后形成了一个活生生的人。

  可以理解为,生命的形成是细胞分裂的结果,人是如此,任何生物都是如此。那么,为什么人有各自不同,动物个体千差万别,每种植物千奇百怪呢?决定生物特性的秘密就藏在生物细胞的内部。

  在细胞中有一种称为脱氧核糖核酸的物质,即DNA,它的基本单位为脱氧核苷酸,生命的遗传密码正是存在于DNA中。简单划分,细胞的结构由外围的细胞质与中心的细胞核组成,在细胞核中有一种十分重要的物质,这就是染色体。染色体是DNA的携带者,它总是成双成对地出现,一半来自父本,一半来自母本,因此,生命的性状一半由父本决定,另一半由母本决定。我们人类一共有23对染色体。

  DNA分子是由两条长链组成的双螺旋结构,就像一个螺旋形的梯子拧在一起,梯子的扶手由磷酸和脱氧核糖组成,这是DNA的主干,横档由碱基对组成,生命的遗传密码就刻在梯子的横档上。我们通常所说的决定生命性状的“基因”则是DNA的各个片段。根据人类基因组计划的成果,估计人类的基因有2-2.5万个。

  DNA双螺旋的两条长链,其结构组成是完全一致的,但方向则是反向的,即两条链的首尾是反向的,它们呈右手螺旋缠绕在一起。在细胞分裂时,DNA分子的两条长链被拆分开来,形成两条单独的链,每一条链与其他的脱氧核苷酸形成配对,组成一个新的双螺旋,这种新的双螺旋与原来的双螺旋完全一致,由此便有了两条与原DNA一模一样的DNA分子,这就是DNA的自我复制功能。

  我们说DNA在自我复制时,新形成的双螺旋与原来的双螺旋完全是一模一样的,这样的复制结果几乎百分之百的准确。然而,所有的事都不是万无一失的,当在无数次的复制中,极其偶然出现了一次复制的错误,这种情况称为“变异”。

  我们在牧场有时会发现,牛、羊产的崽偶尔会出现一个怪胎,这就是动物的变异。在庄稼地中,偶尔也会发现一株与众不同的庄稼苗,这也是变异。这种现象在人类中也会出现。

  事实上,一切生物都有变异现象,有些变异能遗传给下一代,有些则不会遗传。变异大多数对于生物是不好的事,它所产生的个体比正常的个体生存能力差。例如我们所说的癌症,就是身体细胞中出现不利变异的结果;我们所说的放射病,就是高能射线穿入细胞核,破坏了细胞核中DNA结构,从而产生变异的结果。

  在生物的变异中,极其偶然会出现一次变异个体不仅生存能力不差,反而更加强壮,如果这种变异可以遗传,一个更具生命力的群体便形成了,这就是我们所说的进化。地球从早期出现最原始的生命后,发展到今天,万物争鸣,生机勃勃,就是进化的结果,我们人类也是进化的产物。

  生物也有反向进化的情况,这就是不利的变异成为一种生物的普遍现象,而且这样的变异还可以遗传。这种情况也可称为退化,退化会导致这一物种越来越不适应环境,越来越没有生存能力,在经过一段时期的挣扎后就会灭绝。

  任何物种都处在进化之中,根据进化论的观点,地球上的一切生物都源于同一祖先,正是这些原始生命由于处在不同的环境中,发生了不同的变异,于是分化出动物、植物和真菌。这些生命继续进化,强壮者生存下来,弱小者则被淘汰,这一规则被称为“自然选择、适者生存”,或者称为自然选择规律,这是进化论的一条最重要的规律。

  二、物种灭绝的原因

  目前世界上记录在案的生物物种有约200万种动物,27万种植物,3.5万种微生物,加上还没有记录在案的物种,科学家估计,生物物种总数应高达1000万至3000万种。但是,地球上曾经存在过的物种比这要多得多,基本可以肯定,今天地球上的物种数量还不到曾经存在的物种数量的1%,而其他99%以上的物种都已经灭绝。

  过去地球生物的大灭绝都是自然力量主导的结果。地球上的生命已经存在了约42.8亿年,其间虽然经历了多次大的灭绝,但是,生命从来没有间断过。从寒武纪生物大爆炸以来,地球生物经历过五次大灭绝,最大的一次集群灭绝事件发生在2.5亿年前的二叠纪与三叠纪之交,当时有90%的水生生物与75%的陆生动植物消失了,这也说明,在灭绝事件中也还有不少的物种保存了下来。

  由此可见,地球自有最早的生命以来,其环境从来没有恶化到使所有的生物都无法在这里生存,即使在生物大灭绝时期,也只是部分生物不能适应当时的环境。

  通过对物种灭绝进行研究,可以得出物种的灭绝总跳不出以下三个因素:

  1、环境因素

  环境因素是指由于自然环境发生变化导致物种的灭绝。地球的环境受多种因素的左右,例如火山、小行星或者彗星撞击、地磁消失、全球的周期性气候变冷或者变热等等,这些都会使地球的环境发生很大的变化。在环境变化后,一些生物本身就能适应新的环境,还有一些生物虽然并不能适应新的环境,但在环境缓慢变化过程中,进行了适应环境的相应进化,这样的生物便能生存下来。如果以上两个条件都不具备,这一物种就必然会灭绝。

  环境因素是物种灭绝的最主要因素,尤其是大规模集群灭绝中环境因素作用更加突出。在对五次生物大灭绝进行研究后发现,每一次大灭绝的主要原因都在于环境因素,即自然环境的变化。

  自然环境大的变化导致集群灭绝其原因是很好理解的,因为一般的生物其身体都裸露在自然环境下,对自然环境非常敏感,自然环境大的变化必然导致一部分生物无法适应新的环境,尤其是环境剧变的情况下其灭绝作用更加显著。

  2、物种竞争

  物种竞争是指强势物种淘汰了弱势物种引发的灭绝,或者因为相互依存物种的减少和灭绝而引发的灭绝。物种竞争也包括物种的种内竞争导致的灭绝。

  物种竞争一般只作用于常规灭绝,不会因此导致集群灭绝。

  3、物种退化

  物种退化是指外部环境没有发生变化,或者没有发生有可能影响物种生存的变化,但某些物种却发生了不利于继续在这一环境下生存的变异,而且这种不利变异是可遗传的,并且是这一物种整体的变异。

  当一个物种的退化形成一种不可逆转的趋势后,这个物种将会越来越难生存,不断遭到淘汰,以至最终灭绝消失。物种退化一般作用于常规灭绝。

  三、进化规律对人类的威胁

  进化规律作用于任何物种,也包括人类,那么,所有的物种都在接受无情的进化规律,并呈现出有生有灭的现象时,这是否预示着人类最终也将会因自然力量的作用而走向灭绝呢?

  1、环境因素对人类的威胁

  普通生物适应环境的方式是非常简单的,由于完全处于裸露状态,如果全球气候变冷,动物的进化方向肯定是皮变厚、毛变长;如果全球气温变暖,动物的进化方向必须是皮变薄、毛变短,如果不能完成这样的进化就会被灭绝。

  同时,物种之间存在食物链关系,一个物种灭绝必然会导致一批以此作为食物的物种减少和灭绝。因为动物对食物的加工方式仅仅只有嘴的咀嚼,所以不可能将一些不能食用的物种变得可以食用,虽然消化系统也可以进化,但能够完成这种进化的物种只是少数;动物获取食物的途径完全是大自然的简单赐予,不可能对食物进行家养和驯化,大自然的些许变化对动物的食物获取就会造成很大的影响。

  人类已经从根本上摆脱了动物的处境,由于人类的智力已经达到了绝对的制高点,并掌握了任何物种都望尘莫及的科学技术,因而,人类在与自然环境打交道上采取的是一种完全不同的方式。

  人类完全摆脱了必须依靠裸露的肢体适应自然环境变化的处境,这一点早在许多万年之前人类学会将兽皮披在身上、采用火来取暖时就已经有了根本的改变。然而今天,一切变得更加无比乐观,我们完全可以通过增减衣服适应室外的气温变化,在室内更是可以通过火炉、暖气和空调调节温度,在极高或极低温度的环境还可设计出特殊的服装和设施开展工作。

  而从环境对人类食物的影响看,粗略盘算,我们的优势也是任何动物无与伦比的。早在数百万年前人类便可以利用石头砸碎坚果吃食其中的果仁,而后又学会使用火,使一些不能生吃的食物变得可以食用,一万年前人类学会了驯养家禽、驯化植物,由此已经远远超过其他动物。

  但是,这一切早已不能与今天的人类相比,我们可以通过温室大棚在严寒的冬季吃到各种新鲜蔬菜、水果和粮食;我们可以通过改变农作物的基因,培养出抗寒、抗暑、抗旱、抗涝、抗病虫害的粮食作物;至于对所食用的各种动物的圈养,更是可以让那些家禽、家畜享受夏日的荫凉和冬日的温暖。

  同时我们可以看到,人类属于杂食物种,植物和动物都可以成为其粮食,生吃和熟吃都能够接受,这就使得人类在应对自然环境变化时,面对自己的食物问题显得更加能够把握。

  那么,是否环境变化对人类就没有决定性影响呢?当然不是,实际上,本章的前面几节所讨论的大部分都是有关环境对人类的影响,宇宙的威胁、太阳系的威胁以及地球的威胁,这一切对人类造成的威胁基本都是环境的威胁。但是,能够导致人类整体灭绝的环境威胁,必定是足以导致全球生态遭受彻底崩溃的力量,而远非是一般意义的环境变化。那么,最近的一个人类利用今天所掌握的手段确实无法逃避的灭绝性威胁,便是太阳演变成红巨星,但那是一个极其遥远的威胁,今天考虑那个威胁实在为时太早。

  2、物种竞争对人类的威胁

  强大的恐龙曾经长期统治地球,我们不妨作这样的假设,如果在今天,地球上同时生存着人类和恐龙,是恐龙统治人类还是人类统治恐龙呢?我想答案是十分明确的,一定是智慧的人类统治庞大的恐龙,而不会是相反。

  一个赤手空拳的人在野外不说遭遇恐龙,即使遭遇一只狼,恐怕都会被它撕碎。然而,群体的人类,尤其是掌握了高科技手段的高度智慧的人类,其无与伦比的强大却是登峰造极的。

  完全可以肯定,今天地球上的任何物种在生存竞争的道路上都不可能灭绝种群数量达70多亿的人类,而从进化的角度看,人类也决不会允许任何别的物种进化发展到足以对自己的整体生存够成威胁的地步。这一点对于动植物的威胁是自不待言的,因为地球上的动植物都在人类的掌控中,也许它们小的发展与变化甚至较大的发展与变化人类都难以察觉,但这种发展与变化大到可以较大地威胁人类的生存时人类是一定会发现的,人类凭借其强大的力量完全有能力控制其发展。

  对于生物进化的威胁掌控难度最大的是微生物,这是因为微生物极其微小,且数量极其巨大,一种新的病毒和病菌完全可以出其不意地攻击人类,最可怕的就是恶性传染性疾病。

  但是,从我们今天所掌握的传染病防控与诊治手段看,完全可以将其控制在一个有限的范围内,并使之不至于对人类造成太大的伤害。

  关于这样的能力是有事实作为依据的。中世纪后期的黑死病曾使欧洲一半的城市人口死于非命,但米兰却免遭了这一劫难,因为米兰主教命令,凡一家有得病者,不论死、活,都用围墙将其房屋围住,并一律埋掉。以后科学发达后知道这一有效办法就是隔离,是防止传染病流行的最有效的手段。

  2003年,在中国爆发了一种极具传染性,且死亡率极高的恶性传染病SARS,由于交通的发达,仅2个月时间该病就传遍了五大洲的30多个国家,人们谈SARS色变。但各国采取有力的检查与隔离手段,在并没有有效的药物治疗的情况下,只用五六个月时间就遏制了SARS的传播,最终传染人数不到1万,死亡人数不到1000。如果这要在100年前,其危害必定会超过今天上万倍。

  事实上,目前我们掌握的抗生素等药物已经可以在很大程度上医治多种新的疾病。当时对SARS的治疗完全采取的是头痛医头、脚痛医脚的办法,虽然远不能称为特效,但也能够应急。由此可以肯定,有上述我们已经掌握的现代手段,微生物通过进化带来的疾病虽然必定给人类造成死亡与危害,但不至于灭绝人类。

  3、物种退化对人类的威胁

  这里说的物种退化指的是人类自身的退化,也就是说,人类会不会因为不可抗拒的自身基因变异,退化为完全不适应再继续生存下去的物种,从而导致灭绝呢?例如,不能再继续繁衍;或者智力变得越来越愚笨,最后演变成普通动物一样的物种,并因此而灭绝;或者还有一些别的什么不利于继续生存下来的退化等等。

  根据进化论的原理,使用越多的器官会进化得越发达,人类是唯一主要用脑去适应环境的生物,由于对脑的大量使用,人类的智力必然越来越发达,这一结论从理论上是完全受到支持的。而且从创造力而言,事实上人类的创造力过去一直呈增长趋势,至今还看不出任何停滞和倒退的迹象。只要智慧不会发生大的退化,人类就完全有条件继续主宰地球,并比其他物种更能适应各种环境。

  其实,即使万一人类在未来的某一天出现智力的退化,甚至身体的许多重要方面都出现退化也不可怕,以今天我们掌握的基因再造技术作为基础,只要稍加发展,人类完全可以拯救自己。所谓基因再造技术,就是采用酶将DNA上的基因进行剪切、粘贴与修复,从而按照自己的意愿创造出符合自己要求的生物。这一技术目前已经得到广泛的应用,科学家可以把棉花变为红色、黄色、棕色;可以培育出无籽西瓜与无籽葡萄;可以让青蛙长出六只眼;可以让老鼠不长尾巴。这一切都是基因再造的结果。

  只要愿意,人类完全可以在不久的将来对自己的基因也进行再造。尤其是今天我们看到,人类基因组计划已经对人类DNA的30亿个碱基对以及由此组成的2万多个基因进行了全面的研究、排序,并已取得相当的成果。在不远的将来,生物科学进一步的发展,对人类的所有基因结构,以及所代表的人类生命密码彻底摸清,是完全可以展望的。那么,只要在此基础上稍加努力,便可以随意、自如地再造人类自身。

  我们十分欣慰地看到,仅用今天人类掌握的各种技术,就已经成功地拯救了许多濒临灭绝的物种。例如:英国科学家启动了冷冻储存濒危生物物种DNA的计划;中国科学家对濒危植物紫杉进行了成功培育,并成功保护了濒危动物大熊猫、扬子鳄、朱鹮等等。

  有一点是可以明确的,任何物种的变异,都不会同时出现整体跳跃式突变,如果有一天人类真的发现自身的基因开始出现退化,完全有能力依靠早已掌握了的生物工程技术,成功地阻止这种不利变异的蔓延,而且也有完成这些工作的准备时间。因此,物种退化的因素不可能导致人类的灭绝。

  综上所述,以太阳在50亿年后演变为红巨星为界,在这之前自然界并不存在我们无法应对的灭绝人类的因素。因此,仅从自然给与人类的机会而言,人类还有极其漫长的未来。这一点从其他物种的生存历史所获得的启示也可得出相同的结论,比如:6500万年前,恐龙以其强大在地球上生存了1.6亿年,人类比恐龙还要强大得多,智慧的人类再也不用赤身裸体地面对自然气候的变化,再也不用赤手空拳与猛兽搏斗,对食物的获取再也不是仅仅靠大自然的简单赐与,而是主要靠创造性地获得,如此强大的人类其生存能力比恐龙要强得多自然是理所当然的。而人类完成其进化仅仅10万年,相对恐龙其历史只是刚刚开始,还能够拥有亿万年的未来的这一结论,以简单的逻辑推理也应是情理之中的。