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自然选择产生的10种残酷现象| 创伤性受精到底是个什么鬼?

 冬枫1968 2016-03-27

自然选择的过程从来不需要符合人类的道德理念和审美哲学。由于生存压力,自然对万物进行筛选,结果有时候往往伤害到人类的情感,让人觉得恐怖甚至邪恶。自然世界的多样性和复杂性令人惊异和敬畏。然而,它的选择过程并不总是那么赏心悦目。


10.创伤性受精




能表现雌雄淘汰结果残酷的就是它们复杂的形态学斗争,也就是生物个体间为了繁殖后代而相互竞争,以求在交配时最大化提高双方的生殖能力。实际上,这个过程中阴茎是物种体内受精时速度最快的身体器官,体内受精也是新物种形成的指示符。


对于一些雄性无脊椎动物,其进化过程有些邪恶,阴茎用它所带的钩状物去伤害阴道,使得雌性与其它雄性个体交配的可能性降低。


这种进化过程在温带臭虫身上的体现最为极端,阴茎用它的长钉残忍的钉在雌性腹部下方,使得雌性生殖系统完全受其控制。由于雌性需要修复新陈代谢功能以及避免疾病侵入,就可能会带来残酷的代价,使得寿命缩短。


9. 确保后代




在自然中生存不易且残酷,动物出生的第一秒就会受到自然选择的影响。根据一项可怕的成本效益分析,包括鹈鹕和带冠企鹅在内的一些大型鸟类为了确保繁殖后代的成功率,会选择一个相对容易的办法,也就是再生一个,这个后生的蛋从孵化之初就注定了它死忙的命运。后生者总是比它的哥哥或姐姐幼小和孱弱些,它们挣扎着想得到父母的关爱和食物。如果在出生一周内它们侥幸没被吃掉或赶出鸟巢,那么等待它们的将是短暂而又充满饥饿的悲剧生活。后生者存活的唯一目的是扮演候补的角色,只有在长子夭折时才会发挥作用。它们充其量只是父母实现能够有一个孩子绵延后代的保障计划。


对于一些后代众多而生存空间有限的动物,比如青蛙和蝙蝠,兄弟姐妹间互相啮食也会产生危险。据统计,如果可以有其他不相干的动物肉体可以食用,饥饿的动物们是不会进食它们兄弟姐妹的肉体的,但还是会有许多动物会食用。


8.幼体发育

 


在一个生物的早期发展阶段,一个加速物种形态改变的捷径是回拨基因钟,改变其特征发展的速度。通过模糊成体和胎儿的界限,把幼崽变成隐身忍者,把成体变成黏糊糊的附属物,将其视为一种进化性的改变。

 

雄性海鬣蜥(凤头鬣蜥)用一个相关过程作为一种另类的交配策略。它们会为最大限度地繁殖成功做出努力,此时要忽略保卫大片领地和众多雌性动物中的专属异性,所需要付出的极大努力,雄性动物只是懒得成长。这些“卑鄙”雄性不会发展出明显的第二性征,而是停留在区别于雌性的幼年状态。

 

尽管鬼祟的雄性私下里性活跃,但目前的研究表明,在本领地大王眼皮底下,迅速扑向一个毫无戒心的雌性并立即发生关系,完成交配前,它们会在共配一雄的众多雌性中间断性手淫。

 

更多怪异照片是一些昆虫的生殖发育,包括某种蓑蛾(袋蛾)。这些物种的雄性相当普通,雌性毛虫从不破茧而出,虽然有发育成熟的成体生殖器,但仍是只袋中幼虫。淡定的雄性用细长而易于缠绕的肚子与雌性交配,往往会因卡住死于交配过程。

 

有关这一话题,一个确定而讨喜的观点是人类也是幼稚的。纵观整个哺乳动物进化,面部退化、变平,长得更像孩子,这一特征一直退化为成年男女间微小的形态差异。

 

7.动物固着

 


动物退化的一种普遍形式是固着。固着动物抛弃自在生活而选择植物式生存方式,永久固着在地表上。藤壶(蔓足亚纲)其实是与虾蟹有关的甲壳类动物,它们从幼虫开始自己的生命,这种幼虫称为金星幼虫,是外表相似,自由游动的生物。在合适的位置上,金星幼虫用从触须流出的分泌物把自己倒挂固定住,继而退化为没有眼睛、触须,静止的虑食性松果,之后会长成钙质壳的柔软袋状物。

 

乌黑山毛榉陆地上的新西兰南岛介壳虫(山毛榉介壳虫)也有相似的情形,在南岛上雌性爬行幼虫在树皮绉中隐藏自己。它的腿和触须萎缩了,而它的身体退化为膨胀的球状物。固着有点像种倒退,而其真正赋予的是安全。固着的演变使得前寒武纪动物得以固定,还能调节海底不均匀稳定的培养基,从而形成关系密切而互利的群落。


有这样一个神奇时刻,一个肥得变态的男人认为和费劲去洗手间相比,待在扶手椅上要更容易。可以把固着看作是这样一个时刻。令人不安的是,这实际上是种连连见效的策略。


6.异性寄生




我们人类两性间多么平衡。然而自然中却充满例外,甚至有些例子令人嗤之以鼻。在自然世界,为了提高繁殖成功率,甚至沦落到信仰缺失的混乱地步,一些雄性进化到越过两性平衡,长保年轻。


在深海已知的160种物种中,有23种雄性的生存方式和琵琶鱼一样,它们终其一生要做的就是寻找一个体态庞大的雌性个体,然后用自己的下巴附着在雌性个体身上。这些雄性没有正常的口腔和消化道,所以如果没有找到伴侣的话,几个月之内就会饿死。


成功寄生之后,雄性的身体就开始退化,慢慢的丧失所有的雄性特征,直到变成只有睾丸会快速跳动的赘生物,并且与寄生雌性共享循环系统和营养物质。雌性个体在和雄性个体融和前都是缺乏第二性征的,也就是说只有两性融合后才可以产卵。最让人印象深刻的是,两性融合并不能保证雄性终身忠诚,有些物种一生甚至会有多达七个寄生伴侣,也就是会带着上一任的身体寄生到现任身上。


5. 寄生退化




自然总是青睐高效率和特殊化。而关于自然选择有一个常见的错误观念,就是认为进化一定是进步的,并且最终会导致生物更加复杂。寄生虫就是对这一结论的有力反驳。为了让自己不显眼,他们尽可能简化自身,好寄居到大型生物体上以吸食流体和其它组织为生。让人惊诧的是,地球上有至少40%的生物是属于寄生类的。


最近的一项研究重新定性了这些寄生黏体动物群,它们本质上是奇异的软体动物,没有复杂的消化系统和基因组,仅由简单细胞组成,体积比其它生物小20-40倍。这些黏体生物放弃了作为一般动物的主要特性,比如用来控制多细胞基本运作的同源盒基因。黏体动物的存在模糊了动物王国的划分界限。


最让人印象深刻的寄生退化例子是雌性藤壶,作为一种水产幼体,它寄居在螃蟹体内。成形后就从介虫退化成类菌,由于没有进行细胞分裂也没有明显的器官,它只能在宿主的鼻窦内蠕行,并且过滤吸收宿主体内的营养物质调节自身,从而提高自己的繁殖成功率。成年藤壶没有大脑,只有最简单的神经系统,看起来就像H.R.吉格尔的暗黑美学画作一样,和神圣的小鹿斑比形成强烈的对比。

 

4.集群发展




愉快地探索了动物可以简化到何种程度后,是时候了解一些自然选择用来整合个体、令人反胃的方法了。


假设你的身体不由细胞组成,而是成千上万个与你基因相同的微小副本,他们通过皮肤的熔合连在一起…而且这个整体柔软地摇曳着,以使你的身体完成基本机能。你硬一些的部分则可能是牺牲了几百个副本、由尸体钙化堆积而成。尽管研究还不充分,这样的超个体在动物界却不罕见,并在腔肠动物(Cnidarians,如水母、珊瑚、海葵等)中最为明显。


一种最著名也最复杂的超个体是僧帽水母(学名Physalia physalis,亦称葡萄牙战舰Portuguese man-of-war),它看起来很像水母,实际却是一个集群,由多种类似水母的无性繁殖个体组成,它们全都连在一起,就形成一个巨大的水母超个体。其它相关的管水母(siphonophore)则形成了游来游去的明胶状绳索,每一根都比蓝鲸还长。


管水母专家凯西·邓恩(Casey Dunn)把这些生物比作退化程度不同的巨型连体双胞胎(Siamese twins),很多都只有腿,嘴,或生殖器。称得上是自然界的“人体蜈蚣”。邓恩认为管水母对自然界的个体形成有指导意义,他对“管水母癌”尤为感兴趣。这种“癌”使正常动物退化成集群,自私地牺牲周围个体,以使自己独立。


不过,这些都不过是冰山一角罢了…


3.寄生癌症




由于传染性面部肿瘤,自1996年以来,袋獾(学名Sarcophilus harrisii,亦称塔斯马尼亚恶魔Tasmanian Devil)的数量减少了80%。袋獾喜欢打斗,面部肿瘤病(Devil Facial Tumour Disease,DFTD)起于一只袋獾,却通过相互抓咬,迅速传遍了袋獾群落。该肿瘤只需六个月即可长大,而宿主也就此死于进食障碍、其他器官受伤或失明。


千百年来,还有一种叫犬传染性性病肿瘤(CTVT)的癌,在做着类似的寄生勾当,从每个新宿主的细胞线粒体中窃取能量,维持自己的生长。


寄生癌症使人不安地想起了一个问题:什么才算活物。它们有基因变化、能自我复制,而且与宿主细胞表现得完全不同。等着瞧吧,它们可以说是一种高度退化的无性繁殖寄生哺乳动物。病毒已经让我们对何为生命举棋不定了,这些癌症似乎也已进入了生命界。没错…癌实际上已经凭本事成为了动物。

 

2. 跳跃基因




想要完全理解自然选择,我们就要放宽对于生态系统以及它的组成部分的认知。动物在所处环境中面对的适者生存问题也同样会出现在细胞层级中。理查德·达尔文所著的《自私的基因》一书中,就有对寄生基因序列的详细描述,这些序列被称为转座子。转座子源于我们类蜥蜴祖先的DNA所受到的病毒性入侵。转座子由大概1/3到1/2的人类基因组组成,通常较短,能够自行复制和修复无用基因。尽管如今最为流行的理解是,转座子通过基因组制造出重要的原始声响和变种,用作之后的基因向有利方向突变和进化,但其实只有一小部分的转座子会重新用于基因组并直接对身体机能产生影响。


根据最近的一项分子进化理论,转座子通过静音突变运作,而不直接影响生物体。如果转座子直接改变了周围基因的功能,就会有损宿主的健康,也会让它自己脱离基因库。这就意味着我们认为人体处于稳定,独立状态的理念只是一种以人为中心的错觉。在所有的自然选择中,小到我们最基本的分子结构都随时随地存在竞争。不仅是来自生物体各个层级的寄生者,连我们自己都只是转座子运作过程的体现。


1.传染性病毒




尽管相对于其他病毒,传染性病毒的构造更为简单,但是它形状奇特,有可以自由活动的蛋白质,还能通过自我复制把别的蛋白质转型,它们在宿主的大脑内慢慢积聚。由于绝对的简单性,传染性病毒是最佳的寄生者,可以通过疾病在物种间传播,而且这种传染在目前的科技水平下是无法治愈的。


当蛋白质积聚成我们所知的生物体,它们就不再像以前那样运作,而是不断进化。斯克里普斯研究所(Scripps Research Institute)的研究表明,当传染性病毒暴露在抑制物下,就会产生像细菌和病毒那样的抗性品系。尽管缺少遗传物质,自然选择还是可以在之后的过程中发挥作用,也就是在复杂有机分子中,由基因转变成染色体。


传染性病毒不管怎样都不能算作有机体,但是它们是适应自然选择的产物,可以对宿主产生可怕的影响,比如会让人患上疯牛病和库鲁病。近期的研究甚至暗示它们是阿尔兹海默症和帕金森症(Alzheimer and Parkinson)的元凶,虽然有些夸张,但相关蛋白质在某些情况下确实会被病毒传染。


当然,并不是说构成人体的分子甚至整个自然都厌恶我们,只是它们有自己的运行机制,不会受到人类的喜好影响。


翻译/忘添书、fairyif1325、 纯儿


 

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