最偉大未解之謎：生物進化驅動力是什麼？

　　序：我們向幾位權威的科學家諮詢什麼是至今為止人類最大的未解之謎，同時也列出了我們這些編輯所想到的未解之謎。近期請關注“最偉大的未解之謎”。在這一系列文章中，也許您並不能得到滿意的答案，但您可以從中了解到關於這些謎團的最新研究進展。

　　生物進化的驅動力是什麼
　　從蝴蝶身上絢麗多彩的斑紋到彩虹一般色彩豐富的蜥蜴；從能夠利用四肢間皮膜滑翔的松鼠到可以從一棵樹“飛”到另一棵樹的蛇，大自然的各個物種為了適應環境而進化出來的千奇百怪的特性令人乍舌。

　　自然選擇一直以來被科學家們認為是驅動進化方向的主要因素，也是創造了生物多樣性的主要原因之一，但是我們能夠把自然選擇當成是創造這個豐富多彩的大自然的唯一原因嗎？

　　紐約斯托尼布魯克大學生態與進化學院的科學家馬西莫·皮格留奇說：“我們認為目前生物學中最偉大的未解之謎之一就是對自然選擇的定位問題，自然選擇到底是不是推進進化方向和創造物種多樣性的唯一原因？也許還有我們未知的因素一直在發揮作用，我希望這種假設最終會成為現實，以豐富對我們生活的這個世界的深層了解”。

　　靈活多樣的基因
　　一些科學家列出了其他一些可能驅動生物進化的因素。皮格留奇博士說：“在過去的二十年間，科學家們開始推測複雜的生物系統(如活體生物本身)的某些屬性對進化有驅動作用，它們和自然選擇的作用合在一起，使得原始生物進化出了眼睛、細菌鞭毛、翅膀或者是龜殼一類奇怪的特徵，以適應環境的需要”。

　　這裡我們引入一個叫做“顯型可塑性”的概念，這種現象是指生物在適應環境的過程中，可以通過進化靈活的改變身體某一部分的特性，發育出新的器官和組織。但是這種差異不是在基因層面的，舉個例子來說，蜜蜂的種群里工蜂和兵蜂的基因是完全一致的，但在發育的過程中不同的基因完成了表達，於是出現了這兩種蜜蜂在行為和體徵上的巨大差異，外界的環境因素，例如溫度或是其在胚胎期的食物，都是促成工蜂和兵蜂表達不同基因的原因。

　　這種“顯型可塑性”的意義在於，在進化過程中有益的形狀可以遺傳給下一代，當顯型特徵不斷遺傳積累的時候，外界的自然環境就會幫助一個物種淘汰掉不適應環境需要的性狀，而保持那些有競爭優勢的後代。

　　自然形成的秩序
　　有些研究學者認為，生物和非生物系統往往都具有一種自發的自我形成秩序的特性，這種自我組織的能力也是推進物種進化的動力之一，而且這種能力對生物來說還可以遺傳給下一代。

　　對於非生物體系來說，一個典型的例子就是暴風雨，這種巨大的風暴完全不是隨機的氣流組合，科學研究發現暴風雨是一個具有高度秩序的氣象系統，各種空氣流在暴風雨中自發地形成有序的結構，共同作用才達成了巨大的破壞效果。科學家發現越來越多證據表明生物有機體也具有類似的特性，它們的各種性狀是自發的有序地組合的。

　　生物的有序性的典型的例子是蛋白質的結構，我們知道蛋白質是一長串胺基酸在空間中扭轉纏繞形成的，其空間結構決定蛋白質的特性。蛋白質的特性千變萬化是因為其空間結構可以有無數種，如果蛋白質僅僅是由100個胺基酸組成的，它形成的形狀就足以達到天文數字。蛋白質形狀的裝換是在幾秒鐘或是幾分鐘的時間裡有序進行的，但這種轉換順序即使我們使用今天世界上最強大的超級計算機也無法計算出來，因為這種轉換次序實在是太複雜了。（猜謎語網/）

　　充滿新奇的大自然
　　環境因素同樣可以改變動物的外在特徵和生活習性，這一現象吸引了很多科學家開展深入的研究。例如美國威斯康星麥迪遜大學的細胞生物學家西恩·卡羅爾就發現，東非的某些蝴蝶根據其破繭而出時的環境而呈現不同的顏色，在雨季羽化的蝴蝶一般都帶有鮮艷的眼睛形狀的花紋，而在旱季羽化的蝴蝶則呈現灰黯的保護色。

　　目前為止，生物學家對生物從受精卵到成熟個體的發育過程都十分了解，但是在其發育過程中環境和基因因素如何發揮作用則一直不得而知。科學家研究了一種叫做紅腹濱鷸的海鳥，發現部分鳥類也會根據遷徙路線的不同改變某些生物性狀。

　　當紅腹濱鷸被關進籠子裡放養到氣候比較寒冷的地區的時候，這種鳥的飛行肌肉和部分器官就會萎縮，以減少熱量的損失，而這種改變的特性可以遺傳給下一代紅腹濱鷸。

　　隨著生物學、生態學、遺傳學和計算機科學的綜合發展，促進生物進化的各種因素和其在進化過程中所起的作用都會越來越清楚，而達爾文提出的自然選擇驅動的進化論會在發展中更加豐富正確。

　　當我們了解了生物進化的各種驅動力之後，下一個問題又擺在我們面前了——那就是偶然因素在生物進化的過程中到底起了多大的作用？我們是碰巧長成現在這個樣子的嗎？