​认为人类是进化的最后目的地令人欣慰，但研究表明我们可能是一个意外

认为人类是进化的最后目的地令人欣慰，但研究表明我们可能是一个意外

大约5.3亿年前的寒武纪大爆发，是大多数主要动物类群首次出现在化石记录中的时候。

信用:uux.cn/坎培多/Shutterstock据《对话》（马修·威尔斯和马塞罗·芸香属）：取决于你如何计算，地球上大约有900万个物种，从最简单的单细胞生物到人类。

想象像我们这样复杂的身体和大脑是进化的必然结果，就像进化有一个目标一样，这令人欣慰。

不幸的是，对于人类的自尊心来说，最近一项比较1000多种哺乳动物——我们所属的群体——的研究描绘了一幅不那么令人满意的画面。

18世纪晚期的进化生物学家，包括Jean-Baptiste Lamarck，认为生命必然有进化成更复杂形式的先天倾向，并认为这反映了上帝的设计。

然而，到19世纪中期，查尔斯·达尔文表明，自然选择没有方向，有时会使生物变得更简单。

现代生物学家一致认为，在过去的40亿年里，最复杂的生物变得更加复杂，但他们不同意哪种过程可以解释这一点。

因为大多数生物仍然非常简单，一种可能性是最大复杂性意外增加了，就像一滴墨水在一杯水中的扩散。

如果是真的，这可能会打击我们人类作为最复杂的有机体的重要意义。

另一个理论是，平均而言，不断增加的复杂性是由自然选择驱动的。

有时候，选择以相似的方式平行地作用于生命之树的许多独立的分支。

这可以在这些分支中的许多分支中产生类似的效果，被称为驱动趋势。

虽然受驱动的趋势不一定意味着神圣的目的，但它们至少表明复杂性在很大程度上是一种进步，这让我们人类感到安心。

那么在复杂性的进化中，哪种模式最常见:偶然扩散还是驱动趋势？大多数变化和突变都是不好的，这些变异通常通过一个叫做稳定选择的过程被淘汰，这个过程的作用是维持现状。

但是，如果大多数突变使事物的功能变得不那么好，这难道不会使进化新奇事物很难出现吗？事实上，进化经常对事物的多个副本进行操作。

例如，一个基因可能在同一个有机体中被复制。

如果一个拷贝保持其原始功能，另一个拷贝可以积累突变，而不会使其持有者立即处于不利地位。

随着时间的推移，这些变异的拷贝通常会被编辑掉，但偶尔它们会获得一种新的功能，从而发挥优势。

更值得注意的是，整个基因组——生物体中的每一个基因——可以在一代人的时间里复制。

在这种情况下，一些基因的拷贝很有可能获得新的功能。

例如，鲟鱼和桨鱼在2.5亿年前经历了一次全基因组复制，这可能解释了它们是如何在有史以来最大规模的灭绝中幸存下来的，那次灭绝了96%的其他海洋物种。

通过复制过程也可以复制出相同的结构，如片段和肢体。

例如，千足虫有许多腿，但它们是被复制了很多次的相同设计。

相比之下，虾有许多不同类型的腿，用于进食、行走、游泳和孵卵。

一个被称为零力进化法则的生物学原理指出，除非稳定选择起到保持现状的作用，否则这些副本仅通过意外扩散就会变得不那么相似。

当然，如果有优势的话，自然选择也可以让这些复制品不那么相似。

我们的论文表明，哺乳动物复杂性的增加既有扩散的一面，也有驱动的一面。

哺乳动物不是朝着更复杂的方向前进，而是朝着许多不同的方向进化，只有一些血统推动了复杂性的上限。

自然对复杂性的选择肯定只是一点点？不幸的是，很少有研究解决这个问题。

为数不多的已发表研究之一表明，在过去的5亿年里，甲壳类动物 螃蟹、龙虾、虾及其亲属进化的趋势是越来越复杂。

像甲壳类动物和所有脊椎动物一样，我们的身体由重复的组织块组成 称为体节。

这些在我们的脊柱 或脊柱和肋骨，以及瘦运动员的六块腹肌中最为明显。

在哺乳动物中，椎骨 组成脊柱的骨头的数量各不相同，它们的形状在颈部、胸部、背部、骶骨和尾部发挥不同的作用。

计算不同区域的骨骼数量可以量化所有哺乳动物复杂性的一个方面。

在我们对1000多种哺乳动物进行的取样研究中，许多种类——包括鲸鱼、蝙蝠、啮齿动物、食肉动物以及我们自己的种类——灵长类动物——独立进化出复杂的脊柱。

这表明更高的复杂性可能是一个成功的公式，这种选择正在哺乳动物树的多个分支中推动这一点。

然而，许多其他分支的复杂程度较低，甚至变得更简单。

尽管大象、犀牛、树懒、海牛、犰狳、金鼹鼠和鸭嘴兽的脊柱相对简单，但它们都能茁壮成长。

进化的方向完全取决于环境。

对复杂性进化的研究最近才开始加速，所以我们还有很多不知道的。

但是我们确实知道，哺乳动物进化的故事并不是一个定向的进步之旅，而是具有许多随机扩散行走的特征。

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