在漫长岁月里,地球上的生命从最初的单细胞生物进化为藻类、植物、动物直至人类,在这进化过程中,生命经历了一次又一次奇迹般的重大突破。以下便是生命进化过程中出现的十大奇迹。每次洗澡时,请你向用来擦背的海绵发出一声由衷的赞叹——看,它就是多细胞进化的最好模式,正是这一不可思议的进化过程将无数个互不相干的独立细胞有机地结合在一起,组成神奇复杂的结构,为后来复杂生物的产生和进化奠定了基础。
研究人员试图通过研究第一批多细胞生物现存最亲近亲属的基因组,尝试重塑它们的生物特性。在生命进化史上,眼睛的出现改变了生命的“游戏规则”,正如一位科学家所说,“眼睛引发了一场足以改变整个地球的进化军备竞赛。”眼睛出现之前,生命更加温顺、驯服,地球是游弋在海洋中的行动迟缓的软体蠕虫的天下。眼睛的出现宣告一个更为无情、竞争更激烈的时代到来。
在距今5.43亿年前左右,一种名为莱氏虫的三叶虫身上长出了地球生物的第一只眼睛。此前的一些生物体有感光细胞,但眼睛不仅要感知光线,还需要有一个能聚焦光线形成图像的晶状体。一旦有了晶状体,生物的视觉效果就从1%骤然上升到100%。大脑往往被视作生物进化带来的最高成就,赐予人类语言、智力和意识等终极特征。大脑首次向生物体提供了一种应对环境变化的能力。
寻找食物向来是早期水生生物的头等大事,大脑则帮助它们解决了这一问题——它可以辨别食物是否有毒。科学家发现,即使是头脑简单的昆虫,在记忆的帮助下,也可对环境的变化作出迅速反应。人脑更为复杂的功能,如社交、决策和同情,似乎都是从控制食物摄取等基本系统进化而来。就人类而言,语言一定是生物进化的终极创新。语言可能是决定人类进化方向的最重要因素之一。事实上,拥有大脑的动物很多,但只有人类产生了语言。
科学家指出,人类祖先如何具备语言能力或许是科学上最难以解决的问题。从某种程度上讲,语言的诞生是生物进化的最后一个程序。因为语言使人类脱离了纯生物性。人类不需要基因变异就可以适应环境了。在一定程度上讲,光合作用改变了整个地球的面貌,改变了地球大气层,将地球置于一个免遭致命辐射的保护屏障里。要是没有光合作用,大气层可能没有氧气,地球上就没有植物和动物。光合作用产生的氧气为复杂生命的出现奠定了基础。
大约35亿年前,地球上的生物开始利用日光来为自己合成能量,放出二氧化碳。后来由于水的加入,产生了氧气。有意思的是,当时的生物是厌氧的,它们不得不进化了一些机制来抵抗氧气的作用。但由于有氧气的参与,生物的能量高了很多。这恰恰有利于生物的进化。对于绝大多数物种来说,有性繁殖是它们生存的惟一办法,也是地球上诸多生物奇迹背后的动力。性甚至是让生命繁衍生息的重要原因:放弃性的物种最终几乎都走向灭绝。
不过,尽管性如此重要,生物学家仍在其进化问题上争论不休。另外,同一物种是怎样划分成不同性别的,至今仍是个谜。死亡是一种进化手段,是个体为集体进步付出的牺牲。这一点在多种程序性细胞死亡或细胞凋亡身上体现得最为明显。程序性细胞死亡是在所有多细胞机体上发现的自毁机制。我们每只手之所以有五个手指,是因为每个手指之间相连的部分在母体中死亡了。每次感染痊愈后,大量的白血球必须自杀以维持血液成分的平衡。
不过,从自然选择的角度看,没有理由因为某个生物体存在的时间长就令它灭亡,“老死”仍然是一个无法解释的问题。在常人看来,寄生一词的含义比盗窃、欺骗好不了多少。然而,寄生生物和宿主之间旷日持久斗争却是生物进化的最强大的驱动力之一。从病毒、绦虫到小鸟,寄生生物是地球上最成功的生物体之一,充分利用了所有已知生物的优点。一方面,寄生生物会影响宿主的活动,另一方面,宿主的活动也影响寄生生物的进化。
大批单一生物通过分工合作,分享劳动果实,和睦相处……我们人类一直在为这个理想目标而奋斗,但迄今我们的努力尚无所获。超个体这种机制在结构简单的生物体上亦很常见,以深海中一种类似水母的动物为例,它并不是“一种”动物,而是无数单细胞生物的集体。这些细胞各有分工,有的负责搬运,有的负责捕食,有的负责传送养料。它们这种分工合作、分享劳动果实的方式与蚂蚁和蜜蜂的集体劳动存在诸多相似之处。
共生有许多定义,一般是指两种生物生活在一起,相互依存,互惠互利,这种关系不可避免要涉及食物。比如犀牛和犀鸟,犀鸟通过为犀牛清理皮肤寄生虫为生,而犀牛也因此获得安宁。共生引发生物进化出现巨大改变,生物进化反过来又不断催生新的共生关系。据估计,超过90%的植物与周围的植物有共生关系。没有共生,地球上大多数开花植物可能都不会存在。