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天擇之外的複雜演化

在沒有天擇壓力之下，生物也能演化出複雜構造嗎？實驗室中養尊處優的果蠅族群， 的確比較多變化，但不代表天擇沒有作用。

撰文／齊默（Carl Zimmer）
翻譯／涂可欣

當達爾文想出演化論的基本概念時，他還不到30歲，不過他卻等到50歲時，才把學說公諸於世。期間的20年，他有系統地蒐集證據，構思如何回應每個他能想到的質疑。在他預期的反駁論點中，最主要的就是漸進的演化過程無法產生一些複雜結構。
 

就拿人類的眼睛來說，它是由視網膜、晶狀體、肌肉、膠質液等許多元件組成，眼睛需要所有元件合作才能產生視覺。一個部位損傷，例如視網膜剝離，都會 導致失明，而所有交互作用的元件也必須要有合適的尺寸和形狀，眼睛才能發揮功能。如果達爾文是對的，那麼複雜的眼睛應該是從較簡單的前身演化而來。達爾文 在《物種起源》裡寫到：「我得坦承，這是極荒謬的說法。」
 

但達爾文仍看出了讓生物演化出複雜性的道路。生物的性狀代代都會出現變異，有些變異可提高個體的生存率並繁衍較多後代，這些變異經過幾代的天擇後會在族群裡變得較為普遍。新變異出現並擴散時，它們會逐漸改變身體構造，產生複雜的結構。
 

達爾文認為，人類的眼睛可能源自類似今日扁蟲具有的一塊簡單感光組織，天擇讓這片組織凹成杯狀，獲得偵測光源方向的能力；接著，又有一些能與感光杯 合作的新特徵加入，進一步改進視力，讓生物更能適應周遭環境，也使得這個眼睛的前身能遺傳給未來世代。天擇一步步推動種種改變來增加結構的複雜性，每一個 中間型都要比之前的中間型能提供更多的優勢。
 

達爾文對於複雜構造起源的想法，獲得了現代生物學的支持。今日生物學家從分子的層次檢查了眼睛和其他器官，他們發現由那些極複雜蛋白質組成的一些構造，很類似閘口、輸送帶和馬達；只要天擇一直偏好改變後的中間型，就有可能從較簡單的前身演化出複雜的蛋白質系統。
 

但最近有些科學家和哲學家提出生物複雜性可透過其他方式產生的論點。有人認為，生命有越變越複雜的內在傾向；也有人相信，即使沒有天擇的幫助，當隨 機突變形成時，就有增加複雜性的副作用。他們說，生物複雜性的起源並不如道金斯著名的「盲眼鐘錶匠」觀點，是數百萬年來通過天擇微調的結果。在某種程度 上，它自然而然就發生了。
 

【欲閱讀更豐富內容，請參閱科學人2013年第141期11月號】