如果某性狀對有機體有利,那麼為什麼它還沒有進化呢?
相反,如果某項性狀不利或輕度不利,為什麼它存在呢?
換句話說,為什麼進化不能使生物更加“完美”?
這是一個普遍的問題,適用於任何種類的性狀。請保持答案的精確性和科學性。
閱讀此元信息以獲取更多信息:詢問進化原因的問題
如果某性狀對有機體有利,那麼為什麼它還沒有進化呢?
相反,如果某項性狀不利或輕度不利,為什麼它存在呢?
換句話說,為什麼進化不能使生物更加“完美”?
這是一個普遍的問題,適用於任何種類的性狀。請保持答案的精確性和科學性。
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在選擇過程中,淘汰具有不利性狀的個體。如果選擇壓力不夠強大,那麼弱勢性狀將繼續存在於種群中。
所以即使性狀可能對生物有利也不會進化的原因是:
進化不是定向過程,它也沒有積極地嘗試尋找最佳選擇。在沒有選擇壓力的情況下,個人的適應性沒有任何意義。
總是最明顯的是:進化就是機會。
某些特質使一個人有更高的機會繁殖後代。這並不意味著具有這種特徵的人有更多的後代,甚至沒有平均水平,除非大數定律適用。可能會出現一隻隨機變異的完美松鼠,由於它只有一隻,因此在繁殖之前就被汽車撞了過去,所有完美特質都消失了。
那麼,特質對於個體,但對其後代的機會沒有重大影響。例如,以人眼為視。視力真的很差的人有一個缺點。但是大多數人的視力都足夠好,直到他們年紀太大而不能生孩子為止,因此如果他們以後從懸崖上掉下來,進化就無關緊要。如果孩子們不必花資源來照顧父母,那甚至可能是有好處的。以一群主要在自身內部繁殖的種群或群落為例,由於某種原因,這些種群或群落只能對個體有益的特徵才能被繼承。一旦這些群與上等群競爭-使該群受益的特質得以繼承-整個前群可能會死亡。
還有社會的影響。如果在十年間,一個社會認為發綠色的人不是有吸引力的伙伴(即使偽裝會更好),那麼在那十年中,染上綠色的頭髮是很糟糕的。這不僅適用於人類。我記得讀過一篇文章,在某些鳥類中,歌聲會演變,哪些歌曲是“嬉皮” /有吸引力的歌,取決於社會因素以及基因。試想一下,如果在西班牙宗教裁判所時期,如果少數人開始長出蝙蝠的翅膀,使它們完全有能力飛行,那會發生什麼?而不是傳播他們會在木樁上燃燒的新基因。 / p>
我們不要忘記與頻率相關的選擇的真正涼爽效果,其中只有在沒有太多其他人的情況下,性狀才是有益的。這些特徵對於一個人或一個物種或兩者都可能是有益的,但前提是沒有太多的人具有該特徵。人類社區可以從對自己的身體和情緒控制有限的超級聰明的人中受益,但是如果社區中的所有人類都像這個社區一樣有問題。
最後但並非最不重要的是,外部條件的變化。如果條件改變,許多物種將滅絕(例如,冰河世紀)。想像所有病毒消失了。如果沒有病毒,那麼使免疫系統更有效地抵抗細菌和癌症而不犧牲對病毒的防禦能力的特性顯然是一項有益的交易。然後病毒又回來了,每個適應“對病毒無防禦能力”特徵的物種都因病毒感染而滅絕。這可以使不要太快地適應新特徵變得有益。
總之:接受進化是一個隨機的過程,在這個過程中,具有更有利特徵的個體更有可能擁有更多的後代,而如果這些特徵對人類的益處較小,則整個社區或亞種都將更可能滅絕。社區,您將獲得上述所有效果以及更多其他效果。請記住,具有優勢特徵的個人絕不能保證擁有更多的後代,並且由於各種事件而完全摧毀或繁榮了社區,而這些事件完全忽略了其特徵的優勢或劣勢。
因為進化是一種結果,而不是原因。也就是說,沒有“ 進化之神”來決定這個或那個特徵對物種有利,並決定添加它。進化只是在發生隨機變化時起作用。
*並且正如其他人指出的那樣,它是統計性的,而不是確定性的。
以下是我能想到的原因。該列表並不詳盡,並且在概念上存在一些重疊。
該特徵似乎很有利,但並非如此,這可能是由於其對適應性的另一個組成部分(折衷)的影響。當您想知道為什麼給定物種不具有給定特徵時,對我來說,這似乎是最有可能的解釋。換句話說,適應性景觀很重要。
特質並不是那麼容易構建,它需要一系列的突變,這些突變要么是中性的,要么是中性的,要么是有害的。
該突變還沒有發生(滯後負荷)。
該突變體已經出現了幾次但已滅絕,因為遺傳漂移的好處,儘管它是有益的(假設沒有適合的谷地穿越)。
將前面的兩個點放在一起,如果只需要一個突變(一個SNP)即可構建此特徵,並且如果該特徵是有益的但準中性,則固定發生之前的預期時間約為 $ 10 ^ 9 $ span>代。這就是為什麼。假設 $ N $ span>為種群大小, $ \ mu $ span>為突變率。在二倍體種群中(但對單倍體的最終結果是相同的),每一代在此基因座出現 $ 2n \ mu $ span>。由於該突變是準中性的,因此它的固定概率(根據Wright-Fisher方程或Moran出生死亡過程或Kimura擴散方程計算)為 $ \ frac {1} { 2} N $ span>。因此,固定發生的速率為 $ 2N \ mu \ frac {1} {2N} = \ mu $ span>。 $ \ mu $ span>在具有較大基因組的物種中的SNP大約為 $ 10 ^ {-9} $ 跨度>。固定發生在 $ t $ span>世代中的概率由參數為 $ \ mu $ span>的指數分佈給出廣告此指數分佈的期望值為 $ \ frac {1} {10 ^ {-9}} = 10 ^ 9 $ span>代。如果每年有一代人,那將花費很多時間!當然,當感興趣的特徵是準中性時,這些計算是一個很好的近似值。如果在此性狀上的正選擇非常強大,以至於我們可以完全忽略漂移,那麼突變體出現的預期時間為 $ \ frac {1} {2N \ mu} $ span>,即 $ N = 10000 $ panpan>的人口規模為 $ 10 ^ 5 $ span> span>仍然很多。同時,環境或遺傳背景可能會發生變化,因此該性狀不再具有優勢。以上計算假設該特徵僅出現一個突變,並且只有一個SNP可以導致該特徵存在。可以通過對指數分佈求和(對於多個突變場景)和增加突變率(對於不同基因座處的突變可以使該性狀存在)來更通用。
該突變體變種已經出現了幾次,但由於漂移而滅絕了,因為由於周圍環境中有許多基因座被選中(背景選擇),基因組區域的Ne極低。 p>
性狀是有益的,並且在某個時間出現,但由於來自具有強烈有害性(分散負荷)的環境中的個體遷移而停留在較低的頻率甚至有規律地消失。
請小心了解進化的作用,並因此了解有利的含義。將親屬選擇/組選擇/血統選擇分開以使事情變得容易,有利的等位基因是增加其攜帶者適應性的等位基因。給定等位基因的作用取決於環境和其存在的遺傳背景。有益的等位基因不一定會增加存活率或增加種群不滅絕的可能性。通常考慮性選擇。
進化是由於基因頻率的變化而發生的,而基因頻率可能受到四種機制(突變,遷移,漂移和選擇)的影響。
這個問題的答案為什麼看似有利的特徵X 不是演變?可能是:
所有先前的答案都非常好。但是,我感到錯過了一個要點(或者可能我沒有足夠深入地閱讀)。
我將重點介紹健身景觀的概念。它的外觀如下:
峰表示該物種對特定等位基因頻率的適應性。在多峰方案中,顯然存在代表降低適應度的山谷。進化是一個偶然事件,其概念轉化為“局部峰優於全局峰”。結果,即使存在一個更高的峰值(假設最高的峰值是您所說的理想生物),一個物種也可能達到較高的適應水平。一旦爬上一個山峰,要更改為另一個山峰,就必須經過一個山谷,即降低適應度以進行改善。如果自然是一個仁慈的實體,那麼它可能是一個巨大的轉變。但是,適應性降低會使物種容易死掉,因此它們在大多數情況下不會進行過渡,因此從統計學上講不可能使完美的有機體發生。
我還附加了一個鏈接 .gif以顯示物種的標題達到一定的高峰請注意,沒有人喜歡留在山谷中並迅速蜂擁至山頂。
理查德·道金斯(Richard Dawkins)在《擴展表型》(的整個章節中專門討論了《完善的約束》(emems on perfection)(我必須要介紹的第三章)。他列出了六個(不包括他批評的那些可能不像其他人所建議的那樣強的約束)。整個事情值得一讀,但為了簡潔起見,我在這裡聲明他所想到的六個:
讓我們分解為單獨解決您的兩個問題
問題1 如果某個特徵對有機體有利,那麼為什麼它還沒有進化呢?
這個選擇真的很容易,自然選擇以及其他形式的選擇只能處理由突變引起的變異。變異是一種隨機過程,它無法控制會產生什麼變異,因此只能從那些變異中進行選擇。成功的突變往往是微小的變化(較小的變化不太可能破壞像生物體這樣的複雜過程),因為這種生物體會陷入不利的環境中,因為進化不能追溯到繪圖板上,它無法經歷不利的變化而得到一個有利的。
我的經典例子是人的背部問題,脊柱是用來支撐直立體重的可怕東西,但是脊柱是所有進化過程中都必須使用的,這是現有和直立的最佳選擇比脊椎問題更不利,這是一個更大的優勢。設計一個全新的系統會更好,但從天文上來說,成千上萬個突變需要“從頭開始”的可能性如此之大,我們永遠不會看到。進化只能從可用的東西中選擇最佳,而變異只能對可用的東西做出很小的改變。
另一個例子是長頸鹿中的喉神經,它實際上是隻長幾英寸的14英尺長的神經,但是由於從大腦到舌頭的一條直線離開心臟時神經才進化出來在它的前部(魚),隨著陸地脊椎動物發育成脖子並將心臟移到胸部,神經被卡住,順著心臟向下流,然後回到頭部,繞了14英尺。有神經比繞道繞線具有更大的優勢,而使神經重定向的突變將是一個大的複雜突變,因此不太可能發生。像這樣的歷史遺留下來的很多不良改編仍然存在,改變它們很難通過隨機突變發生。
問題2 相反,如果一個特質是不利的或輕度不利的,為什麼它存在呢?
沒有這個特質的原因有幾個就其本身而言是有利的,在特定的生物體和環境中是有利的。鯊魚完美地改造了海洋大師,將一隻鯊魚扔到撒哈拉沙漠中,這注定了。在一種環境中好的是在另一種環境中常常是不利的。將其與生物體移動(或傳播)的事實以及環境變化的事實結合起來,很容易看出生物體如何以適度不利的適應能力結束。適應冰袋獵物對於北極熊來說是有利的,因為現在冰層已經消失了,所以北極熊北極熊並不是那麼有利。但是冰消融的速度快於進化改變北極熊的速度。
環境的變化通常是周圍其他生物的變化,極快實際上在很多方面都是對瞪羚的可怕適應,它使它們變得脆弱,使其變得比其他有蹄類動物更小更弱,它消耗卡路里增長可以用來產生更大後代或更高身材等的肌肉,但是在獵豹不快的環境中是一個更糟糕的缺點。通過這種方式,進化通常是要從一系列不好的“選擇”中消除最少的麻煩。當然,瞪羚越快,獵豹就越快,直到它們過於專業化以致無法以其他方式生活。推動專業化的趨勢非常普遍,但是專業化生物最不善於應對變化,它們過於專業化,無法做任何不同的事情。因此,如果說出現了一種新的掠食者,可以迫使脆弱的獵豹從其殺戮中(人類)趕走,那獵豹就被擰死了,他們可能會遭受巨大的滅絕(非洲)或滅絕(北美)。進化不能使您在各個方向上都變得良好,您不能既是一名優秀的游泳者,一名優秀的登山者又是一名出色的挖掘者。這是一件複雜的事情,使某些人對霍亂具有抵抗力的相同突變也使他們更容易患囊性纖維化,這在霍亂是一個重大威脅和淨時將具有 net 優勢。霍亂少見時不利。它們的關鍵術語是 net ,這純粹是有利還是不利,沒有任何條件。基本上,所有特徵都屬於成本效益比較。在每種情況下,特質都不是優勢,每項變更都需要付出代價,即使僅僅是可以在其他地方花費的卡路里也是如此。我們知道,沒有任何一種特徵可以純粹持久地維持下去,但是有很多(如果不是全部)這種權衡特徵,對一種優勢來說是不利的。
另一個例子是性選擇,一些特質可以幫助您尋找或吸引伴侶,但對您的生存不利,但是繁殖比進化更重要。如果進化基因永遠不會始終如一地進入下一代,那麼它們根本就無法支持基因。因此,您以孔雀尾巴結束,這些孔雀會殺死雄性,但是尋找伴侶的唯一方法。沒有大尾巴的雄性不會交配,而沒有大尾巴的雌性的雄性後代也會遭受同樣的問題(因為雌性最終會失去吸引力的雄性後代),因此孔雀雄性基本上不可能停止生長巨大的尾巴,孔雀雌鳥不太可能會不再喜歡越來越大的尾巴。因此,即使這對孔雀的生存非常有害,但由於它是繁殖的優勢,所以它仍然存在。