祖先的故事
最新书摘:
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假如讓我說下去2021-07-18不幸的是,达尔文理论告诉我们此路不通。相反,双方都竭尽全将资源投到竞争中,以压倒对方,双方都被迫在自有的资源条件下进行艰难的取舍…在动物进化和人类科技方面,军备竞赛并没有改善生存质量,而是增加了经济资源的转移,从生活的其他方面转向了为军备竞赛提供服务。
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假如讓我說下去2021-07-18进化展示的进步不仅体现在脆弱的、价值中性的意义上。至少根据一些完全可行的价值体系,有一些进展是价值负载的。既然我们谈论的是武器,现在是时候指出,我们最熟悉的例子来自捕食者和猎物之间的军备竞赛。
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假如讓我說下去2021-07-18我们刚刚定义的这种弱意义上的进步是价值中立的,但是大多数人所理解的进步是负载了价值的。病人在接受化疗后,肿瘤萎缩变小,医生会表示满意,他说:“我们正在取得进展。”当医生们看到肿瘤的X光片中显示有很多的肿瘤转移时,他们并不会宣布肿瘤治疗正在取得进展。
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假如讓我說下去2021-07-18首先,进步可以定义为种微弱的、无价值判断的极简主义的趋势,是对过去趋势的可预测的延续。一个孩子的成长是进步的。
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假如讓我說下去2021-07-18那就是在生命起源的早期阶段RN世界是一个强有力的理论竞争者。要理解这一点,我们需要看看为何蛋白质是很好的酶分子,但不适合作为复制因子,为何DNA适合复制,但不适合作为一个酶,最后为何RNA可能两边都合适,足以打破这个逻辑窘境。对于酶活性来说,三维形态结构非常关键。蛋白质很适合作为酶,因为它们可以形成任何你想要的三维结构,这种三维结构是其线性氨基酸序列自组装的结果。这主要是氨基酸与不同部位的氨基酸之间的化学亲和力决定了这条蛋白质链如何将自身打结成特殊的形态。所以蛋白质三维形态结构特异性地由一维氨基酸序列决定,而后者又是由基因的一维编码序列决定。从理论上说(实践上是另一回事,极其困难),几乎任何你想要的形态都可能通过写下一个氨基酸序列并自发组装形成:不仅仅是形成可以工作的酶,而且可以形成任何你选择的形态。正是这种多变的特性使得蛋白能够胜任酶的角色。在充满各种成分的细胞中,必有一种蛋白质可从成百上千种可能的化学反应中挑选出合适的反应。这样,能将自身打结成任何所需形态结构的蛋白质就成了绝佳的酶。但它们是糟糕的复制因子。与DNA和RNA的组成成分遵守特定配对原则(“沃森一克里克配对原则”,由两个充满激情的年轻人发现)不同,氨基酸没有这样的规则。DNA则相反,它是一个极好的复制因子,但是一个糟糕的酶角色候选人。这是因为,与蛋白质具有几乎无限可能的三维结构形态不同,DNA只有唯一一个基本形态,也就是著名的双螺旋结构。这个双螺旋结构非常适合复制,因为两边很容易分离,每一边都可以暴露出来作为模板并遵守沃森一克里克配对原则接受新的碱基加入。这对于其他方面的事情却没有什么好处。实际上人们已经发现了很多RNA酶,它们被称为核( ribozyme)。结论就是,RNA具有一些DNA作为复制因子的特性,也具有一些蛋白作为酶的性质。或许在主要的复制因子DNA以及主要的催化者一一蛋白质出现之前,存在...
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假如讓我說下去2021-07-18生物多样性从根本而言是化学的多样性。各路朝圣者的生活方式涉及各种各样的化学技艺。正如我们所见,细菌,也包括古菌,都把这种化学技巧发挥得淋漓尽致。如果将细菌看作一个整体,那么它将会是地球上精湛的化学大师。就连人体自身细胞中的化学过程也在很大程度上依赖于客居在体内的细菌,而且这只是细菌本领的冰山一角。从化学角度而言,一些细菌与人类的关系甚至比它们与另一些细菌的关系还近。至少在一个化学家的眼中,如果把地球上除细菌以外的生物全都消灭,剩下的生命依然涵盖了生命的大部分范围。
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假如讓我說下去2021-07-18通过采用明确的进化途径,可以提供一个更有意义的图景。如果个特定的DNA序列为生物体提供了有用的功能,我们可以预期它是保守的,而且是在地质时间尺度上保守。
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假如讓我說下去2021-07-18我们也有很多其他的转座元件,它们大多比Ala长,很多都以类似逆转录病毒的方式将自己粘贴到基因组中。一种颇有说服力的理论认为,像H这样的逆转录病毒就源于这些转座元件,它们从其他病毒那里获得了壳体蛋白,从而成为病毒。更一般的现象是,不同物种的基因组包含的转座子种类和数量都有差异,而这取决于这些物种的进化历史。这也是导致C值悖论的主要原因。
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假如讓我說下去2021-07-18知,有些转座子是病毒式的,可以在生物之间跳跃。然而,更常见的是大量不可见的转座子,专门在单个基因组中复制。DNA测序揭示,洋葱、蝾螈、玉米和其他复杂生命形式中发现的遗传物质数量的差异主要来源于转座子数量的不同。现在是时候回到C值悖论了。早在1976年,我在《自私的基因》书中提出了以下建议:“解释多余DNA最简单的方法是,把它看作一个奇生虫,或者最多是一个无害但也无用的乘客,在其他DNA所创造的生存机器中搭便车而已…按照《自私的基因》书名的初衷,所有的DNA片段(广义的基因)都默认是自私的,不过实际上传统的遗传机制鼓励它们相互合作。转座子是一种特殊的自私基因,我们或许可以称其为“超自私”,因为这些基因采用了另一种复制方法,在基因组内传播。
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假如讓我說下去2021-07-18事实上,内源性病毒并不是我们基因组中最主要的恶意软件。它们仅仅是一个庞大阵容中的员,这个庞大阵容通常被称为“转座元件”( transposable elements) 转座元件也叫转座子,可以在基因组内复制:它们在单个细胞的DNA中跳跃,插人新的基因座从而实现扩散。转座子大约占人类DNA的一半,与计算机恶意软件一样,我们很少看到它们活动,因为它们持续生存的秘诀就是秘密行动。
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假如讓我說下去2021-07-18新鲜的植物。在死亡的动物或植物体内,碳-14仍然在不断衰变成氮-14,可它无法再从大气中得到新鲜碳-14的补给。因此死亡组织内的碳-14与碳-12的比例就将持续下降,而这种下降的半衰期是5730年。我们可以通过测量碳-14与碳-12的比例来判断动物或植物死亡时间。
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假如讓我說下去2021-07-18碳-14是通常使用的最快的放射性时钟,它也将带我们回到本篇故事开头的主题。考古学家最常用碳-14测年的材料之一就是木材。碳-14衰变成氮-14的半衰期为5730年。碳-14时钟的不寻常之处在于它可以直接给死去的生物组织进行年代测定,而不必通过组织上方和下方地层的火山岩间接测年。
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假如讓我說下去2021-07-18铀/铅法和钾氩法,以其数十亿年的半衰期,很适合用来测量古老化石的年龄。
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假如讓我說下去2021-07-18量子力学的基本原理之一是,不可能精确地预测一个放射性元素何时衰变。但我们可以计算发生衰变的统计学概率。这种衰变可能性是特定同位素的标志特征。一般通过测量同位素的半衰期来表征衰变可能性。为了测量放射性同位素的半衰期,可以取一块该物质,并测量放射性元素原子核的一半发生衰变所需的时间。
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巡山的小妖2021-02-06尾巴的用途在哺乳动物中具有惊人的多样性。羊在尾巴里储备脂肪。河狸用它划水。至于生活在南美树梢上的蜘蛛猴,它的尾巴好似“第五条腿”,有一个角质垫可以用于抓握。袋鼠那巨大的尾巴好像一个弹簧,可以帮助它跳跃。有蹄动物的尾巴被用来赶苍蝇。狼和许多其他哺乳动物用尾巴传递信息,但这对于自然选择来说,大概属于次要的“机会主义”做法。但在这里我们需要特别关注的是在树上生活的动物。松鼠用尾巴捕捉风,于是它的跳跃就像滑翔一样。树生物大都长着长尾巴,用来保持身体的平衡,或者把尾巴当作舵,控制飞跃时的方向。我们将在第8会合点遇见的蜂猴( loris)和树熊猴( potto)会在树上悄悄爬行尾随它们的猎物,而它们的尾巴非常短。它们的近亲婴猴( bushbaby)是精力充沛的跳跃者,它长长的尾巴好像一根长羽毛。树懒没有尾巴,而考拉也许可以被看作树懒的澳大利亚版本,它也是如此。
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*2019-09-02在2 500万年前,非洲完全与世隔绝,离得最近的陆地是西班牙,将二者隔开的那片大海跟今天隔开非洲和马达加斯加的大海一样宽广。正是在这片宽广的非洲大陆上,我们的朝圣队伍迎来了新的成员,它们生机勃勃,机灵活泼,好像新的溪流汇入,激起一片浪花。它们是旧世界猴,我们遇见的第一批长着尾巴的朝圣者。今天旧世界猴大概包括130个物种,其中一些离开了它们起源的大陆,迁徙到了亚洲(参见《猩猩的故事》)。它们可以被分为两大系群:一边是非洲的疣猴以及亚洲的叶猴(langur)、长鼻猴;另一边主要是亚洲的猕猴加上非洲的狒狒、长尾猴(guenon)等。旧世界猴,或猕猴科,是一个真正的单系群,包含了同一个共同祖先的所有后代。不过,“猴子”一词却非如此,因为它还包括了新世界猴,即阔鼻类。旧世界猴跟猿类一同构成狭鼻类,二者的亲缘关系比旧世界猴和新世界猴的关系更近。所有猿猴一起构成一个天然的单系群,即类人猿亚目(Anthropoidea)。“猴子”是一种人为分类,专业说法叫“并系群”,因为它包括了所有的阔鼻类和一些狭鼻类,却排除了狭鼻类当中的猿类。
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*2019-09-01某一发育过程相对于其他发育过程的减速或加速,在进化史上极为常见。这种现象被称为“异时发育”(heterochrony)。如果你愿意深思,便会发现,它很可能是许多(如果不是全部)解剖形态的进化差异发生的原因。肋突螈 反向异时发育幼态生殖现象给了我们启发,让我们对鸵鸟和渡渡鸟这种不会飞的鸟的进化有了更多的理解。没错,精打细算的自然选择为不需要飞翔的鸟类选择了绒毛和短小的翅膀(参见《象鸟的故事》和《渡渡鸟的故事》)。自然选择用来实现这种优势结果的进化途径正是幼态生殖。鸵鸟是一只过度生长的小鸡崽儿。
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*2019-09-01非连续意识的暴政”(tyranny of the discontinuous mind)人类和黑猩猩肯定是通过一连串连续的中间物种与共同的祖先联系起来的,但这些中间物种都灭绝了,于是留下了一个不连续的分布。人和猴子也是这样的情况,人和袋鼠亦然,区别只在于灭绝的中间物种的链条更长,大多数节点更加古老。事实上,使得区分两个物种成为可能的,恰好是不完美——坏运气带来的零星死亡,柏拉图本人也许能看出其中的讽刺意味。
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santom2012-02-25一个夸张的侏儒放大地显示出人体不同感觉部位在大脑皮层上所占的比例。
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santom2012-02-17一个没有啮齿动物的世界将是不可想象的,但由啮齿动物统治而无人类生存的世界则是可能出现的。