进化是随机的吗？

利维坦按：从拉马克（用进废退）到达尔文（自然选择），再从达尔文到孟德尔（性状分离）、赫胥黎（综合进化），乃至2002年去世的现代进化学家古尔德（间断平衡），关于进化的理论至今仍处于频繁被补充和检验的状态。

存在即合理，黑格尔的这句话从某种意义上来说可谓?扑不破。而对于本文作者来说，所希望讨论的并非进化的合理性，而是方向性。即：作为进化产物的我们以及其他生物，是因为存在而合理，而是因为合理而存在？

一只毛茸茸的小动物钻入灌木丛里嗅来嗅去，游荡于夜幕下的黑暗森林。它们的鼻子从一处探向另一处，为自己柔软的身体搜寻着晚餐的香气。夜晚的森林里黑漆漆，这小家伙的视力也不太好，不过凭借长长的胡须和敏锐的嗅觉，黑暗中的它依旧可以行动自如。一旦遭到威胁，这灵活的小家伙则以迅雷不及掩耳之势穿过植被躲进洞里，一眨眼的功夫便不见踪影。

这种生物的行为方式其实并非罕见。很多动物都利用夜间在森林低处来回“巡逻”，以类似的方式搜寻自己的小猎物。这种动物包括刺猬、、黄鼠狼，体格大一点的则包括负鼠甚至猪，它们无处不在。

图源：Imgur

但它们有一点不一样。除了鸭嘴兽，其他均为被毛动物。鸭嘴兽的毛也很柔软，由成千上万股细丝组成。但这些毛与普通的动物毛发并不一样。另外，其他动物依靠四肢行动并以胎生方式产生后代，但鸭嘴兽并不是。

鸭嘴兽常和自己的伴侣来段二人转，四处抓一抓、探一探、嗅一嗅，一唱一和，在穿越自己领地的同时依旧保持联系。当雄性的鸭嘴兽要表明自己身份时，通常的叫声为“Kee-wee, kee-wee”。

我们在新西兰观察到的这种食虫夜行动物其实是一种鸟类。它的翅膀由小节组成，胡须和猫的相似，羽毛柔软，鼻孔在其喙尖――这一点和其他鸟类不同。许多人都将鸭嘴兽称为 “名誉上的哺乳动物（honorary mammal）”。

新西兰的稀有物种储量丰富。不过，在别处的常见情形在这儿就罕见了，即岛上少有被毛的哺乳类动物。除了在新西兰美丽海滩上活动的海豹，本土唯一的哺乳类动物就三种蝙蝠，而且数量稀少。

岛屿为生物进化提供了一套完整的指南。

沟齿。图源：Wired

在地球的另一边，古巴也有其独特之处。曾有体格如小学一年级的孩子一样高、能吃下幼年期巨型地懒的一种猫头鹰，其命运与曾大如猩猩的巨型地懒相似，遗憾地灭绝了。但这个岛也是身小如黄蜂的蜂鸟的家园，除此之外还包含了一些其他的动物，例如仿佛从苏斯博士（Dr. Seuss，美国著名儿童教育学家，著有数十本享誉全球的儿童科普绘本，译者注）书中走出的古老哺乳动物沟齿（Solenodontidae），其唾液有毒，鼻子两侧有髯、长而灵活；看起来和比格犬一样大的豚鼠，善爬树，粪便多且呈绿色的香蕉型。

豪勋爵岛竹节虫。图源：Wikipedia

即使是小岛也会有不少让人好奇的神秘之处：豪勋爵岛位于塔斯曼海（位于澳大利亚与新西兰之间的海域，译者注），是一座仅有五个半平方英里大小的新月形岛屿。岛上有一种六英寸长的黑色“树虾”，尽管这是绰号，但它们的确是一般纤细的竹节虫科中体格巨大的一种【编者注：豪勋爵岛竹节虫（Dryococelus australis】。另外，位于南太平洋的所罗门群岛上有一种像猴子一样的蜥蜴，它们表皮光泽、身型修长，长足二点五英尺，其尾部可卷曲，用于在森林中寻找果实时保护自己。而且，大家肯定听说过印度洋的毛里求斯岛上曾有一种渡渡鸟，这是一种无法飞翔、非常勇猛、以果实为生的鸽子，其大小和雄火鸡类似，高三英尺，重40磅。

已灭绝的渡渡鸟（Raphus cucullatus）。图源：Pinterest

然而在这些小岛中，夏威夷群岛赢得了“进化届怪胎”的殊荣。岛上的“居民”有：幼虫生活在水里但成年后生长在陆地的蜻蜓豆娘，贪婪食肉的毛毛虫，不喜常规水果而好食腐殖质的果蝇，以及头部呈锤状、通过头部撞击来保护领土的另一种果蝇（它们的领土保护方式和大角羊类似）。夏威夷群岛上以阿卢拉（ālula）为代表的植物们也不例外，“它们看上去就像被生菜盖住的保龄球”。

象鸟（已灭绝），鸵鸟，人和鸡的对比图。图源：Quora

还有一座岛屿因其生物组成的独特性而被誉为“第八大洲”，那就是马达加斯加。在这个岛上，有身型矮小的河马，有适应性辐射特征（适应辐射：指的是某一类群的生物为适应不同的环境，较短时间内向不同方向进行进化，译者注）的狐猴（其中包括可以像树懒一样倒挂在树上的狐猴以及另一种看上去像“大型考拉”的狐猴，这两种生物都因人类在过去两千年里对马达加斯加的殖民而灭绝），有高10英尺、重半吨的象鸟（有史以来最重的鸟类）。除此之外，这里还有世界上将近一半种类的变色龙，其黏黏的舌头伸长之后是它们身长的两倍，可以轻松捕获那些毫无防备的虫子，还有体形如超大份披萨的化石蛙，不吃肉的鳄鱼以及脖子纤细的甲虫。马达加斯加岛上的植物也同样很不寻常，又高又细还带刺的树茎与结实的猴面包树一起构成了沙漠森林的奇观，这些植被看上去仿佛是被倒插在了土里只露出了根部。

最后要重点提到的就是，澳大利亚岛上的生物奇迹：鸭嘴兽，袋鼠以及考拉。这些生物在全世界绝无仅有。

这些岛屿上的所有生物奇观又意味着什么呢？这些岛让人窥见了进化过程中的另类世界，如果生物进程改变，这些世界的样貌也会发生改变。如果在白垩纪末哺乳动物与恐龙一起被消灭了，那世界又会是什么样的呢？新西兰岛则对这一问题给出了可能的答案。如果猴子和猿没有发生进化，那灵长类动物又会何去何从？除了马达加斯加以外，其他任何地方都无法发现狐猴的这般多样性。

岛屿的存在为生物进化研究提供了非常丰富的信息。而这些岛屿上存在或存在过的“混合生物”，让我们发现没有人能预测生物进化的大熔炉能“烤”出什么来。这个过程就仿佛是烹饪，改变这个过程中的所需成分，或者改变一些成分的加入顺序，亦或调高一下温度，少放一点盐，都会非常显著地影响“烹饪”结果。有关进化的这本大“食谱”充满了无数的可能和偶然，生物进化结果的多样性表明，对某一岛屿上可能会进化出的生物进行预测异常困难。

数十年来，在进化生物学领域公认的说法展现的就是这样一种偶然性，该理论由斯蒂芬・杰・伊古尔德（Stephen Jay Gould）提出，即如果改变生命历程中的任何一个发生的事件，可能会使所有生命看起来都将和现在完全不同。现存的生命形式并非不可避免，甚至完全可能被避免，现在的生命形式完全是根据进化掷出的骰子随机安排的。

不过近年来，由西蒙・康威・莫里斯（Simon Conway Morris）领导的一众科学家则持相反观点。已有证明当不同物种对进化环境中的问题可以采取相同的适应解决方法时，某一特定的进化结果是确实有可能发生，如人和章鱼都有相似的眼部结构。这种重复的解决办法被称为趋同进化。该观点认为，在进化过程中，历史的偶然性起着次要的作用，其产生的影响会被可预测的自然选择推动的结果所抹去。

理解趋同性是很容易的，即不同物种采用相同的方式来适应相似的生存环境。可又如何理解单次进化？为什么其他物种没有趋同性地进化出对相似环境的类似适应方式呢？

图源：Giphy

对于单次进化的一种解释是，这些物种的进化是在发生于独特的环境中。如果没有和它们类似的物种，很有可能是因为其他物种没有经历过与它们类似的进化环境。这一说法也许能够解释考拉的存在。考拉的一生都在桉树上度过，并以桉树叶为生，而桉树叶含有有毒物质。因此，考拉的消化系统非常长，为缓慢清除树叶的毒素并且吸收营养物质提供了充足时间。这个缓慢的过程以及树叶有限的影响使得考拉的外部营养供给非常紧张，这就使得考拉们不得不通过长时间睡眠将其能量消耗最小化。而澳大利亚是桉树最原始的产地，因此考拉的物种单一性反映了其所处环境的独特之处。

但笔者怀疑该说法无法解释更多其他情况。鸭嘴兽出没在澳大利亚东部的小溪、池塘、湖泊和河流，它们吃小龙虾和一些水生无脊椎动物。鸭嘴兽通过在水底搜索定位，利用位于喙上的电感受器来感知猎物。当无需四处觅食时，它们会躲进位于河岸边长长的洞穴，洞穴的尽头是它们的休憩场所。而这种生活方式似乎在澳大利亚以外的其他多个地方也可以实现。它们居住和觅食的河流，就很像笔者在圣路易斯长大时，朋友家背后流淌的小溪。当然，在北美，有很多小虾的河流所在区域的气候和鸭嘴兽的生活气候很相似，而且这些河流和澳大利亚的水路相比，也没有多很多鸭嘴兽的天敌。那属于我们北美的鸭嘴兽在哪儿呢？为什么类似鸭嘴兽的生物并未在别地方进化出来呢？比如袋鼠以及上述举出的其他例子，这些生物为什么没有进化出现在和它们现有生存环境类似的别处呢？

对于单次进化的另一种解释是，自然选择既不可预测，但也没有人们想象地那么厉害。也就是说，即使物种经历一样的环境，它们的进化方式可能也不一样。

图源：BBC

趋同性缺失的一个关键原因在于，面对所处环境给出的挑战，应对方式不止一种。以脊椎动物游泳为例，很多脊椎动物都依靠尾部产生推力，但不同尾部的结构并不一样。鱼的尾部直而扁，前后摆动；鳄鱼也是。但鲸鱼的尾部平而扁，并且是上下摆动。而一些其他的动物比如鳗鱼和海蛇，依靠整个身体的起伏前进。还有一些鸟类，例如鸬鹚和潜鸟，可以通过蹼状后肢猛烈划水从而快速在水下移动。除此之外，某些物种依靠改良后的前肢游泳，比如依靠脚蹼的海象和依靠翅膀的企鹅。不过，最令人咋舌的“游泳选手”可能是树懒，树懒的前肢很长，以适应倒挂在树上，并且可以完美模仿澳大利亚的爬行动物在水中运动。无脊椎动物则有更多方式在水中快速移动，比如章鱼和鱿鱼可以通过喷射来推进。