30秒探索：进化论

适应或死亡，这是大自然著名的法则之一。但进化是如何发生的呢？它发生的速度太慢了，虽然眼睛看不见，但它一直围绕着你持续进行。即使你掌握了关键术语——变异、自然选择、亲子冲突，你仍然需要设定一些背景来把它们放进去。从种群到物种形成和多态性，再到进化心理学，本书有你需要知道的全部内容。

进化打开了生命的实验室，本书将复杂的进化理论分解为50个重要的主题，这些主题为理解自然世界40亿年前的祖先和自然选择过程提供了缺失的环节。在自然选择过程中，物种要么以多种方式（突变、独创性和智能）适应不断变化的环境的挑战，要么死亡。

马克·费洛维斯（Mark Fellowes ）&尼古拉斯·巴蒂（ Nicholas Battey ）

马克·费洛维斯是英国雷丁大学生物科学学院院长，尼古拉斯·巴蒂是生态与进化生物学学院院长。他们的专业知识涵盖了学科的多样性：巴蒂教授的背景是细胞、基因和植物；费罗斯教授研究生态学、进化论、动物和其他物种之间的相互作用。

适应或死亡，这是大自然著名的法则之一。但进化是如何发生的呢？它发生的速度太慢了，虽然眼睛看不见，但它一直围绕着你持续进行。即使你掌握了关键术语——变异、自然选择、亲子冲突，你仍然需要设定一些背景来把它们放进去。从种群到物种形成和多态性，再到进化心理学，本书有你需要知道的全部内容。

前言

尼古拉斯·巴蒂、马克·费洛维斯

进化是由自然选择和生殖选择共同作用的结果，带来了丰富多样、相互依存的地球生命。从某种意义上说，进化是一种理论，并且随着科学研究的不断深入，我们对进化的理解也在持续修正和发展。但事实上，进化的含义远不止于此——它是一种对现代生物学和自然历史至关重要的思维方式。从语言发展到物种保护等多个领域，进化都是核心概念。

进化也能解释人类的起源，由于与某些宗教解释相悖，所以进化论有着“丰富多彩”的历史。查尔斯·达尔文的《物种起源》曾引发激烈辩论。1860年，主教塞缪尔·威尔伯福斯（因能言善辩被人称为“油嘴山姆”）向辩论对手托马斯·赫胥黎（被人称作“达尔文的斗牛犬”）发难：“这个声称与猩猩有血缘关系的人，究竟是祖父那边是猩猩，还是祖母那边是猩猩？”赫胥黎对此答道：“相比于一个滥用才干和影响力极尽嘲讽他人的人，我更愿意跟一只猩猩有血缘关系。”

最近，社会生物学基于适应性进化理论，给出了人类行为许多方面的解释，遭到一些人的强烈反对。理查德·道金斯在解释利他主义时也用了“自私”一词，加剧了这种争议。进化论的产物之一是优生学，认为可以通过选择性繁殖来改善人类种群，这与某些种族主义计划有着令人不安的联系。

然而，这些争论几乎都是在进化思维应用于人类的时候出现的，也掩盖了进化理论的重要性。进化理论研究的是所有生命形式——（植物、动物、真菌、细菌和原生生物）——的多样性，为人们理解目前地球上存在的至少870万个物种的形成提供了前后连贯的解释。通过研究种群遗传、物种形成过程和物种灭绝，进化理论不仅能解释过去的事件，还能预测生命的未来。这些有助于我们理解每个物种的形成都是偶然事件，都是不可思议的进化力量的产物，永远不能复制，值得人类珍惜。进化通过自然选择和生殖选择，造就了丰富多样的生物圈。

相比其他因素，时间对生命的进化更为重要。我们很难确切掌握生命进化的时间跨度，因为我们自然而然地以自己的寿命、国家的兴衰为尺度思考，或者最多以人类从远古文明分化出来的几千年来作为参照。然而，进化过程发生的尺度通常为数百万年（对于人类而言大约为700万年）或数亿年（恐龙大约存在了2亿年）。后页的地质时间表总结了本书各章节中广泛提及的地质代、纪、世。较复杂的生命形式在寒武纪生命爆发后（大约5.5亿年前）得到进化，而地球形成于寒武纪时代之前的大约40亿年前。寒武纪时代对于生命基本要素（RNA、DNA、蛋白质、细胞）的演化至关重要。地质时间表还展示了各类动物群体占主导地位的年代。与此同时，植物也在不断进化：石炭纪时，石松属、蕨类和木贼属植物大量出现；白垩纪时，被子植物（开花植物）以及哺乳动物开始兴盛。

但这并不意味着进化以这种速度进行，而是说从这种时间跨度我们可以看到物种进化的宏伟景象。正如山脉是由剧烈的地壳运动形成而又不断受到侵蚀一样，进化和灭绝总是同时进行，我们只是从时间的维度看结果。实际上，自然选择就在我们身边发生，病菌对抗生素的抗药性以及昆虫对杀虫剂的抗药性已经广为人知。加拉帕戈斯地雀和苹果实蝇等例子都表明，自然选择是生命的一部分，随着时间流逝可能会出现新物种。但是，灭绝与进化同时发生，而且毫无疑问的是，在人类活动的负面影响下，现在自然选择的创造力无法跟上人类对生命多样性的侵蚀。

本书从七个不同的角度看待进化。“进化的历史”一章探讨现代进化理论的形成，首先是达尔文通过自然选择理论对物种起源进行解释，而后人们不断认识到基因既是稳定遗传中介又是个体变异根源。“物种起源”一章介绍了有关现代物种形成及其遗传基础的观点。“自然选择”一章阐述了基因在种群中的行为，以及种群在应对压力时不断适应的方式。“进化历史与物种消忘”一章重点研究了地质记录及其对物种历史的启示。“进行中的进化”一章描述了进化的原理，包括当代飞蛾的工业黑化现象以及对与达尔文主义相反的利他主义的解释。有性生殖允许等位基因交换，死亡是优胜劣汰实现的途径——“有性生殖与死亡”一章研究了这些现象如何在进化框架内发挥作用。最后一章“人类与进化”描述了人类如何进化，推测我们进化的未来，并指出人类进化可能背离自然选择。

进化理论本身不断发展，涉及生活的几乎所有方面。为了帮助读者更好地理解进化的多样性，本书中的每个主题都配有言简意赅的语言（3秒钟灵光一现）和一些更具推测性的内容（3分钟奇思妙想）。这可能像是正常思维的细微变异，是一种模因混入了可在人际传播的思想之中，但思想却很少像基因那样不断原样复制。

最后，奉上如何使用本书的建议：深入其中，享受其中，被感动，进一步探索。生命就在前方召唤。

译者序

地球上的生命丰富多彩、绚烂多姿，蕴含着无穷的奥秘。生命从何而来、向何处去？在漫长的历史长河中，为什么有的生物灭绝了，有的却能够坚强地繁衍至今？人类是怎么从灵长类动物中脱颖而出，发展到今天的？为什么同一物种还分为很多性状各异的品种？这些问题都与进化有关，有的问题科学家们已经给出了答案，有的还有待进一步探索。

进化论也在不断“进化”，处于持续的发展完善之中。最早提出进化理论的科学家是法国博物学家拉马克，他于19世纪初提出，生物不是上帝创造而是进化来的，会由较低等级向较高等级发展。1858年，英国生物学家、博物学家达尔文出版《物种起源》一书，认为所有物种是由少数共同祖先经过长时间的自然选择演化而成，震动了学术界和宗教界，强烈地冲击了《圣经》的创世论，为进化论打下了坚实的基础。奥地利植物学家孟德尔通过豌豆杂交实验证明，遗传物质不融合，在繁殖过程中可以发生分离和重新组合。20世纪初，摩尔根等人建立染色体遗传学说，全面揭示了遗传的基本规律。之后，科学家们又根据染色体遗传学说、群体遗传学、分子生物学等，发展了达尔文学说，建立了现代综合进化论。进化理论的发展不断吸收最先进的技术手段，将科学研究推向深入。

中国人接触进化论始于《天演论》。清朝末年，外国列强入侵中国，甲午海战后，半殖民地半封建程度大大加深。启蒙思想家、翻译家严复殚精竭虑，译介了赫胥黎的《天演论》，将“物竞天择、适者生存”的理念带到中国，向国人发出了与天争胜、图强保种的呐喊，对后世产生了深远的影响。

对于原作的evolution，中文里习惯称作“进化”，但事实上在自然界，“进化”的表现往往并非“进化”表面呈现的“进阶”之意，而是逐步地“演化”。但是出于约定俗成的考量，本书仍然译作“进化”。

万事万物无时无刻不在进化，病毒也不例外。近年暴发的新冠肺炎感染，从最初发现伊始，病毒毒株发生了多次变异，一些变异导致病毒毒性上升，传播性增强。对于病毒变异，在可能的范围里尽可能溯源对于病毒传播的研究大有裨益。“系统发生树”（又称“演化树”）就是一种直观地表示物种之间演化关系、亲缘分支的表达方法，在疫情爆发之初，你可能在微信公众号上见过它们，也或许在严肃的学术论文中看到过。

进化论包罗万象，希望大家能在本书找到自己喜欢的内容，祝各位读者阅读愉快，能够增长见识、有所收获。

最后，请允许译者借此机会对帮助完成本书审定和出版工作的同事致以诚挚的感谢。

译者

译者序

前言

1.进化的历史

2 术语

4 进化前

6 进化与原型

8 变异与选择

11 人物传略：查尔斯·达尔文

12 孟德尔的研究成果被重新发现

14 认识种群中的基因

16 现代综合进化论

18 争议

21.物种起源

22 术语

24 物种与生物分类法

26 建立种系发生学

28 物种形成：隔离

31 人物传略：阿尔弗雷德·拉塞尔·华莱士

32 隔离机制

34 突变与物种形成

36 从适应到物种形成

38 物种多样性

41.自然选择

42 术语

44 种群

46 适应的必要性

48 基因

51 人物传略：J.B.S.霍尔丹

52 遗传变异

54 多态和遗传漂变

56 选择的类型

58 选择的单位

61.进化历史与物种消亡

62 术语

64 生命起源

66 地质记录

68 地质变迁与哺乳动物进化

71 人物传略：林恩·马古利斯

72 主要动植物群体的出现

74 进化速率与物种灭亡

76 寒武纪大爆发的秘密

78 生物大灭绝

80 灭绝的原因

83.进行中的进化

84 术语

86 进化约束

88 协同进化

90 趋同进化

92 工业黑化

94 新物种

97 人物传略：彼得·格兰特与罗斯玛丽·格兰特

98 动物行为的演变

100 利他主义与利己主义

103.有性生殖与死亡

104 术语

106 有性生殖悖论

108 性别比例

110 性选择

112 精子竞争

114 亲子冲突

117 人物传略：威廉·唐纳德·汉密尔顿

118 有性生殖与进化军备竞赛

120 避免近亲繁殖

123.人类与进化

124 术语

126 祖先与时间尺度

128 人类和其他猿类对工具的使用

130 大脑的进化

132 人类语言的进化

134 进化心理学

137 人物传略：利基家族

138 人类引起进化

140 人类进化的未来