《生命科學50講》課程筆記8--社交
真社會性生物
針對蜂群裡工蜂毫無保留的犧牲掉自我的繁殖能力,貢獻給種群的利他主義,達爾文的自然選擇學說受到了嚴重的挑戰。
達爾文說自然選擇的物件很明確,是一個個的生物個體,是“個體選擇”。
而這和工蜂的做法矛盾。
- 群體選擇
把自然選擇的物件擴充套件到群體,甚至整個物種
這種說法的麻煩在於,它沒辦法解釋為什麼工蜂裡沒有出現自私自利的叛徒
連多細胞生命,都會有叛徒,比如癌細胞,為什麼蜂群裡沒有
- 親屬選擇
自然選擇的勝利者是能把自己的基因儘可能地傳遞下去的生物。
至於這些基因是自己親自攜帶和傳遞,還是通過自己的親屬間接傳遞,都無所謂。
甚至在極端情況下,如果犧牲自己,可以幫助自己的親戚更好地傳遞基因,那就會出現利他主義。
比如,工蜂和蜂后的基因高達75%的相似性。
這裡自然選擇的物件,不是個體,而是生物體內部的基因。
自我犧牲和利他主義的背後,仍然是生物學的精密計算,不需要動用人類世界更崇高、更抽象的集體主義感情。
語言:偉大社會的基礎
為什麼人類沒有走上蜜蜂社會一樣的道路呢?因為語言。
語言能力在自然界並不罕見,而人類語言的特點就是可以將不同的詞彙,按照特定的結構和順序組裝起來。
而語法就是區別於人類和其他動物的關鍵點。
這個將不同詞彙按順序組成句子的能力由於只有人類有,所以一直以來沒有被研究過。
19世紀下半葉,一個叫布羅卡的法國醫生收到了一個損失語言組織能力的病人,這個病人死後,布羅卡醫生為他做了解刨,發現他的左半球大腦區域,額頭下面靠後一點的位置受了嚴重的內傷。
布羅卡醫生猜測這個區域負責語法。後來這個區域就叫做布羅卡區。
對比人類和黑猩猩,布羅卡區在人類中更大,更復雜。
人類這個區別是怎麼來的呢?2001年,英國科學家發現,如果人體中的FOXP2基因出現缺陷,病人的表現就和布羅卡區出現損傷的患者差不多。
而且這個基因在黑猩猩體內也有,但是和人有非常微小的差別,只相差兩個氨基酸。
所以科學家就猜測,之所以人類可以超越黑猩猩,形成語言,是不是因為和這個基因的變異有關。
性別
為什麼會出現性別?
在地球生物圈,所有的複雜生命形態幾乎都存在性別。
但是在生物學上性別是一件很累贅,代價很大的事情。
因為當一種生物沒有性別的時候,比如細菌,想要繁殖後代,是一件很簡單的事情,一個細菌只需要複製自己的DNA,然後從中間斷開變成兩個細胞就行了。
這個時候,生物體遺傳物質的傳遞效率是最高的。
而性別的出現,繁殖後代則需要尋找配偶,每個個體都只能傳遞自己一半的遺傳物質。
- 性別提高了生物的存活概率
性別的出現讓生物能夠快速實現多樣化,更好的適應多變的地球環境。
假如一種小生命同時具有無性別和有性別兩種狀態,突然它生活的環境海洋發生了變化,溫度和酸鹼度都變化了。
如果在這個時候的海洋裡,恰好這個小生命有兩個基因發生了變異,一個幫助它提高了對高溫的忍耐力,另一個提高了它對酸鹼度的忍耐力。
那麼這個突變的個體就會存活下來。
然而DNA複製的時候,如果一個基因突變的概率是10億分之一,那麼無性別狀態的生物要想存活下來,就需要兩個基因同時突變,也就是10億分之一的平方概率。
而如果是有性別的,想要創造一個帶有這兩個基因突變的生物,只需要一個產生耐高溫的和一個產生耐酸鹼度的生物結合,孩子就可以同時擁有這兩個基因,從而存活下來。
這樣它們存活的概率提高了10億倍。
兩性的核心差異:生殖細胞
兩性的最核心差異就是生殖細胞不一樣。
雄性產生眾多個頭較小的生殖細胞。
雌性產生數量較少,但是營養豐富的生殖細胞。
雄性提供的僅僅是遺傳物質,而雌性除了提供遺傳物質,還提供營養物質,支援了受精卵的發育成長。
為什麼有這樣的區分?
有性生殖的麻煩就在於,一個生物必須要找到另一個異性生物結合,才有繁殖的機會。
所以,一個生存策略就是,儘可能產生天文數字的生殖細胞,廣撒網,這樣也許總有機會碰到另一半,產生後代。
但是產生大量生殖細胞就註定了每個生殖細胞裡面攜帶的營養物質會很有限,這對於受精卵的發育是很不利的。
所以進化的結果就是,兩種性別的生物,演化出了不同但是相互配合的繁殖策略。
一方生產數量龐大的精子,另一方營養豐富的卵子,這樣孕育後代的成功率最高。
決定性別的基因
兩性的核心區別在於生殖細胞,想要在技術上創造性別,需要的就是製造雄性或者雌性生殖細胞的能力。
比如在人類中Y染色體是男性的標誌,其中最重要的基因是SRY基因,如果一個人有Y染色體,但是沒有這個基因,那麼這個人看起來就完全是個女人。
同樣,如果把SRY基因強行插入雌性小鼠體內,這隻小鼠會看起來完全是一個雄性。
SRY基因的核心功能就是指導男性睪丸的發育,製造精子。
而男性的其他特徵,比如鬍鬚,喉結,脾氣性格等都是男性生殖器官發育帶來的衍生品。
同性競爭:暴力的邏輯
根據兩性生殖策略的不同,雄性恨不得逮住機會就交配,反正他們的精子多得根本用不完。
而雌性就會對配偶精挑細選,反正就算配偶再多,卵子的數量也是有限的。
這樣一來,雄性之間的競爭就自然出現了。
首先,超過95%的哺乳動物,實行的是一夫多妻制。雄性的勝利者可以擁有巨大的繁殖權利。
與此同時,雌性動物為了後代要付出更大的投入,除了生產個頭較大的卵子之外,還需要付出懷孕和哺乳的代價,所以,雌性對於配偶會更加挑剔。
兩者都會使得哺乳動物的雄性更加暴力的爭奪雌性。
同性競爭的準備
在進化中,由於需要競爭,所以雄性的體型明顯比雌性大,在漫長的演化史中,選擇出了體型較大,在爭鬥中更容易獲勝的雄性特徵。
實際上,人類男女體型的差別不是很大,人類在進化史上,一夫一妻或者是溫和的一夫多妻比較多。
極端情況下,南極象海豹雄性比雌性重上四五倍。
在很多生物學的研究裡面,鬥爭行為的出現,並非雄性臨時起意,而是有著深刻的生物學邏輯。
比如有女生圍觀的時候,男性打球都會更加激烈一點。
- 暴力的生物學邏輯
首先,在同性競爭時,很多食肉動物都是雷聲大雨點小的通過吼叫或恐嚇來炫耀武力,自認為沒有勝算的一方會撤出戰鬥,就算是近身肉搏,一般而言也會見好就收,很少會打到一方遍體鱗傷或者死亡才罷休。
在動物世界,對同類下殺手不是什麼正常現象。
那為什麼人類社會中會出現暴力殺人狂這樣的現象呢?
一個看起來合理的解釋是,人體類負責同性競爭的基因出現了異常,無法把競爭的強度控制在合理範圍內,就會演變出暴力行為。
這方面有一個很著名的基因叫單氨氧化酶基因。如果人體內這個基因的DNA序列較短,活性較低,這群人就更有冒險和攻擊的傾向,出現暴力行為的頻率就更大。
求偶社交
總有人批評說,男孩子追求女孩子,怎麼老是搞一些華而不實的花架子,送玫瑰花,送巧克力,彈吉他唱情歌等。
孔雀開屏其實是雄孔雀送給雌孔雀的禮物,這些花斑對於雌性來說只能看,除此之外毫無用處,相反,對於雄性來說,拖著長長的尾巴活動很不方便,反而更容易被天敵抓了吃掉。
雄性送的禮物有時候挺匪夷所思的,不光毫無用處,甚至看起來還是有害的。
達爾文面對這個問題的時候一度很頭疼,他說他一看到孔雀開屏就煩。
在動物世界裡,雌性沒辦法去給雄性做體檢,只能通過雄性自己展示健康狀態和競爭力來判斷。
雌鳥根據這些顯而易見的外在指標,選擇配偶。
在漫長的演化歷史上,雄性就會更加強化自己的這些特性,送出讓雌性更滿意的禮物,哪怕為了送禮,讓自身處於危險當中國也在所不惜。
而雌性挑選符合這些外在標準的雄性,除了可以反映雄性的健康狀態和競爭力之外,還因為它們交配產生的後代,如果是雄性,也有可能帶有這些很有競爭力的外在特點,比如長尾巴,鮮豔的羽毛,這樣一來後代尋找配偶,繁殖下一代的概率也因此提高了。
自然選擇的壓力,要求雄效能夠明確表示出自己的健康狀態和競爭力,來獲得與雌性交配繁殖的機會。