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孔雀 达尔文 华莱士 费希尔 性选择
最近两周又有一部国产动画火了——雾山五行!
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动画因其独特的水墨风格和精彩绝伦的打戏而震惊四座 , 不管看了几遍都只能张大嘴巴惊叹:
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Gif图太高糊了 , 所以安利大家快去看动画!
(图源:雾山五行第1集)
【查尔斯·达尔文|国产动画《雾山五行》火了!拦住火行的孔雀,曾经也难住了达尔文】作为一个懂得生物科普的二次元死宅 , 当然是希望借此机会给大家安(ceng)利(bo)一(re)番(du)的 , 而看完前两集思前想后却没想到很好的切入点 。
虽然也有读者建议我们而已试试根据里面的神兽 , 比如麒麟讲讲山海经里面的动物 。 但本人的专业是遗传与进化 , 对于宏观方面的动物学相对不是很了解 , 也怕写出来误导大家 。
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感谢各位提供的有趣建议!
(图源:biokiwi的B站动态)
就在还在纠结要不要给大家讲山海经的时候 , 第二集火行和孔雀妖(嗔怪)的一场恶战 , 却又再次让我沉迷其中:
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因为这个开屏太像孔雀了 , 就把嗔怪叫孔雀妖吧!
(图源:雾山五行第2集)
看着火行和孔雀妖打打杀杀的 , 突然间生科狗就想到了150年前的一场“恶战” , 也正是标题提到的——达尔文也曾经被孔雀难住了 。
这个问题说来就话长了 , 我们要从150年前那本震惊世界的巨著讲起……
自然选择的巨大bug
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查尔斯·达尔文(图源:Wikipedia)
达尔文的名字想必大家都知道 , 他的经历大家也有所了解:
年轻的达尔文登上“小猎犬号”经过五年的勘探 , 探索出自然选择理论的雏形后 , 因为担心被视作异端 , 又经过20年的沉淀 , 在另一位博物学家阿尔弗雷德·华莱士的相似理论的支持下 , 在1859年发表了《物种起源》 。
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1859年版《物种起源》扉页(图源:Wikipedia)
而这本巨著最关键的理论大家在中学生物课本上应该也听过 , 简单概括就是:自然选择 , 适者生存 。
具体一点的话:大自然提供了各种各样的复杂环境 , 只有在其中活下来的才能继续繁衍后代——换句话说就是 , 是大自然选择了在激烈竞争中能活下来的物种 。
这个理论很好地解释了生物的来源 , 也给了神创论者重重的一击 , 到今天已经被人们广泛接受 , 很多生物学研究也是在此基础上进一步衍生的 。
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当然这里也给大家纠正一下 , “从猴子变成人”的说法并不准确 , 从演化论的角度来说应该是人和猴子具有共同的祖先 , 而这个祖先在大约2500万年前分离开 , 其中一支成了猴子 , 另一只成了人类 , 从这个角度看 , 人和猴并没有高低等级之分(图源网络)分页标题#e#
达尔文在提出了物种起源之后 , 不仅震惊了神学界 , 在当时的科学界也引起了巨大的影响 , 第一批印刷出来的一千多本当天就销售一空 。 但是此时的达尔文却还没有心思高兴 , 他被孔雀难住了 。
在《物种起源》发表后一年 , 也就是1860年 , 达尔文在给哈佛大学植物学家哈萨·格雷的信里提到说:“现在我只要一看到孔雀的尾巴 , 我就想呕!(The sight of a feather in a peacock’s tail, whenever I gaze at it, makes me sick!)”
孔雀尾巴明明那么好看 , 难道是当时孔雀妖给人妖化的时候达尔文也在现场?
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这场面确实让人作呕(图源:雾山五行第2集)
其实达尔文的苦恼是 , 他没办法用让自己最著名的自然选择学说 , 去解释孔雀的尾巴 。 我们给大家理一下达尔文老先生的思路:
我们前面提到过 , 这一学说的关键就是:大自然选择了在激烈竞争中能活下来的物种 。 但是 , 孔雀的尾巴看起来好看 , 但是却不中用 。 在遇到天敌的时候 , 长长的尾巴会成为累赘限制了飞行和行走的速度 , 同时这么花哨的尾巴要是躲在灌木丛里谁都能一下子看见了 。
但为什么大自然没有把这种花哨又不利于生存的尾巴给淘汰掉呢?这一下就和自然选择学说相违背了 。 或者说 , 自然选择学说出了bug 。
而作为提出者 , 达尔文当然就恨不得立刻让孔雀从世界上全部消失 , 不然他的学说就要功亏一篑了 。
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可以想象要是当时的动物园有孔雀 , 别人在惊叹孔雀开屏 , 达尔文估计先吐完还要抡上砍刀去剁了它
(图源:Wikipedia)
关键是这样的尾巴还是孔雀在择偶时的重要标准 , 雄孔雀的尾巴越漂亮 , 上面的“眼睛”越多 , 就越容易受到雌孔雀的喜爱 。 而如果按照自然选择 , 选择跑得更快、存活几率更高的配偶 , 才是动物们的最佳选择 。
这也导致了孔雀后代可能尾巴越来越华丽 , 而不华丽的尾巴就会被淘汰 。 而这 , 也和自然选择几乎背道而驰了 。
孔雀择偶标准的示意图 , 偏好“眼睛”多的后果就是孔雀尾巴“眼睛”越来越多 , 越来越长 , 这也是下文性选择理论的一个典型例子(图源:Wikipedia)
而其实这样的配偶选择除了孔雀 , 在自然界中比比皆是:
雄性极乐鸟会通过展示自己的靓丽羽毛来争取雌性配偶;
只有30厘米身长的园丁鸟会建造高一米 , 直径1.6米左右的巨大巢穴 , 并用鲜花果实点缀 , 来吸引雌性配偶;
乌鸦会选择更聪明的异性来作为自己的配偶;
麋鹿的大角、大象的象牙、雄狮的鬃毛 , 也是类似的现象;
雄性斗鱼到了繁殖的季节身体会由红变蓝;
有些植物的虽然雌雄同株 , 但是“雄花”会比“雌花”更加鲜艳或者数量更多;
有些真菌可以区分雌雄(雌雄配子) , 会通过信息素进行配子的选择……
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褐色园丁鸟在建造自己的求偶现场
对此达尔文又是重新投入了研究(上述例子达尔文并不全都知道) , 在《物种起源》发表的12年后 , 1871年 , 他的新书——《人类的由来及性选择》——出版了 。
他和孔雀的这场恶战才算是告一段落 。
新的理论却遭新的批判
他在新书里注重解释了对性选择的理解:争斗法则和美的品味 。
争斗法则是指同性之间通过竞争获取交配权力 , 并且在雄性更加普遍:比如雄性为了争夺雌性的配偶权 , 会互相打斗 , 胜利的一方就可以“啪啪啪” 。 相信看过不少动物世界的人对类似的场景都很熟悉 。分页标题#e#
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这也能解释为什么鹿角越来越大了
(图源:National Geographic)
而美的品味则是异性对配偶的选择 , 这种很多情况却是雌性做出的:雌性会根据自己的偏好 , 挑选自己喜欢的鸟鸣声、羽毛颜色或者其他各种行为 。 而这也就导致了我们自然界的丰富多彩 , 美丽的样貌 。
这样一个理论似乎很好地解释了问题 , 为什么会出现孔雀那样的尾巴 , 是因为除了自然选择之外还有一种性选择 。
但是当时的人们对这本书出版的反对浪潮 , 比《物种起源》出版时还要强烈 。
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我们需要把自己带入到19世纪的维多利亚时代 , 才能更好地理解达尔文的处境(图源网络)
一方面当时的神创论支持者继续反对着达尔文 , 因为书除了性选择还有前面一半——人类的由来 , 之前只在《物种起源》中含蓄的影射了 , 在这里被正式提起 。
另一方面 , 在《物种起源》出版后的十年间 , 已经接受了自然选择的达尔文支持者不乐意了:达尔文你这个出尔反尔的坏东西 , 怎么说着自然选择还又另起炉灶搞起了性选择?
这其中反对声音最强 , 最具有杀伤力的 , 就是和达尔文一起提出自然选择 , 并与达尔文交好的阿尔弗雷德·华莱士 。
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阿尔弗雷德·华莱士(图源:Wikipedia)
华莱士坚持认为 , 诸如孔雀尾巴这样的装饰器官 , 肯定还存在着有实际价值的东西受到自然选择影响 , 并对达尔文提出的所谓动物具有美的意识的反对:区区动物怎么可能会有审美的意识呢?
为此他也提出了一个为后世广泛接受的观点:对于孔雀尾巴的偏爱 , 是因为这些漂亮的羽毛是一种身体健康的象征 。 这又把问题绕回到自然选择上 。
而到达尔文去世(1882年) , 华莱士也仍然坚持着自然选择学说 , 反对性选择 , 并把这一理论从他出版的《达尔文主义》书中剔除掉了 。 而这也导致了后面性选择的学说一度沉默了上百年 。
我之所以反对由雌性主导性选择的观点 , 是因为我坚持认为自然选择的效力更大 。 这才是真正的达尔文主义 , 因此我认为我的书倡导的是纯粹的达尔文主义 。
——阿尔弗雷德·华莱士《达尔文主义》 , 1889年
除此之外 , 还有个因素使得性选择的学说被选择性忽视 , 就是当时的社会环境——男权至上的社会 。
想象一下 , 19世纪的维多利亚时代 , 男人认为女性没有正确的判断能力 , 女性只是社会中的边缘角色 , 那时的英国议会上更是没有女性的位置 。
在那样的社会环境下 , 人们可以接受所谓雄性斗争来争夺交配权 , 但却无法接受雌性 , 或者说女性 , 拥有主导选择的能力 。
即使是达尔文 , 在《人类的由来及性选择》中也提出:女性不可能有自己的判断意识 , 即使是孔雀 , 那也是无意识的偏爱漂亮羽毛:
因为它们无意识的、持续的偏爱漂亮的雄性 , 使得孔雀成为了最漂亮的鸟类 。
… for they have unconsciously, by the continued preference of the most beautiful males, rendered the peacock the most splendid of living birds …
——达尔文《人类的由来及性选择》
再结合前面华莱士说的话 , 我们可能也可以猜测 , 华莱士也是在当时的那个社会背景下 , 才去寻找论据来辩驳达尔文的性选择理论 。
就此 , 《人类的由来及性选择》和性选择学说被埋入了浩瀚书卷中无人问津 。分页标题#e#
百年后的重见天日
当然也不是完全没人注意了 , 1930年代 , 另一位进化论历史上的著名推动人物——罗纳德·费希尔——站了出来为达尔文的性选择学说抱不平 。
虽然只是漫长黑暗中的一束光 , 但却足够明亮有力 。
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费希尔也是现代统计学和现代进化学的奠基人之一 , 但也是臭名昭著的优生学的支持者
(图源:genetics.org)
费希尔提出的想法其实很简单:确实在一开始 , 物种的一些特征因为适应生存很强 , 而得到了异性喜爱 。 但随着这种对某一个性状的过分偏爱 , 就会逐渐成了一种不受自然选择控制的结果——失控选择(runaway process) 。
而一旦这个过程彻底失控了 , 就会被自然选择淘汰掉 , 另一种新的对“美“的偏爱就又出现了 。
举个例子 , 还是孔雀 , 最开始的孔雀尾巴可能没有那么大 , 但是有些妈妈开始选择和尾巴大的健康强壮的孔雀爸爸配对 , 因为那样的尾巴它可能能飞得更远 , 而它们的儿子也能更好地存活 , 找到同样喜欢大尾巴的雌性配偶 , 有更好的繁殖成功率(费希尔提出的另一个叫性感儿子假说 , Sexy Son Hypothesis , 就是这个模型) 。
但是随着这个过程不断进行 , 尾巴越来越大 , 逐渐失控之后反而成了一种累赘 。 而且目前来看孔雀妈妈们还是喜欢找大尾巴的孔雀交配 , 这可能就会导致最终大尾巴孔雀被自然选择淘汰 。
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没想到吧其实孔雀也是能飞的(图源:Wikipedia)
不过这个假说也是一闪而过 , 之后五十年仍然没有回响 。
直到1970年代 , 统计学家兰德和柯克帕特里克对这个模型进行了数学上的验证 , 确实在自然选择和性选择之间 , 存在一种平衡的关系 , 而异性的偏爱会拉动这个选择的失控 。
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这张图就展现了尾巴大小和雌性的偏好的关系 , 如果是在二者均衡线的上方 , 则在偏好的作用下会逐渐尾巴越来越大 , 而如果是在下方 , 尾巴就会越来越小
(图源:Hosken D J, House C M)
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爱尔兰麋鹿过大的角(跨度达到2.7米 , 重量40kg)导致了它们的灭绝 , 也是失控理论的一个有力证据
(图源:Wikipedia)
也正是得益于他们数学模型的构建 , 使得对于性选择的检测得到一个规范化的方法 , 各种关于性选择的研究也就重新出现了 , 新的思考也应运而生:
“
比如直接的因素 , 优秀的雄性伴侣会给雌性和后代提供照顾和保护;
还有感官上的偏见(Sensory bias)导致的性选择:如孔雀鱼雌性会选择偏橙色的雄性交配 , 这可能是由于它们对于橙色稀有食物的偏爱 , 转移到了对伴侣的选择上(莫名和现在人们对稀有抽卡的喜爱有点像?);
也有从基因上看 , 性选择是一种为了“好基因“的延续(Good Genes Hypothesis):如鸟类的羽毛这些是抵抗寄生虫的能力 , 或者自身饮食习惯的一种表现结果 , 那么通过这样的选择 , 就可以使得优良的基因得到延续(有点类似前文华莱士的说法)
还有从博弈论以及父母在选择过程中获取的收益等角度思考的推论;
新的研究发现不仅仅是雌性选择雄性 , 也会有雄性选择雌性的逆转过程;
性选择还可能是一种“备选” , 比如恐龙到鸟类的进化 , 最开始出现羽毛可能只是觉得好看 , 并没有觉得它能飞……分页标题#e#
”
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羽毛为什么会产生这个问题也一直悬而未决 , 图为中国原始祖鸟复原图(图源:Wikipedia)
在这个性选择理论百花齐放的当下 , 当我们再回过头看达尔文150年前对孔雀尾巴的困扰 , 虽然那个问题还没有得到解决 , 但是一个旧的问题重新被摆出来 , 在新的时代得到了新的阐释和研究 , 确实也是一件令人兴奋的事情(破解百年悬案的感觉) 。
虽然每一种假说都能自圆其说 , 但是却仍然还需要进一步的研究 , 而看完这篇长文的你觉得哪一种 , 或者哪些学说会是正确的呢?
至少我知道了两点:
一是现在的我们看到孔雀之后不会像达尔文一样吃不下饭;
二是雾山五行真的很好看!
特别致谢
感谢想要给我们写关于柯南里面生物科普 , 却一直咕咕咕的师兄 , 给这篇文章提供的“达尔文与孔雀”这一切入点与选题思路!
参考资料
维基百科相关词条.(人物生平介绍部分)
理查德·O.普鲁姆著 , 任烨译 , 《美的进化》 , 2019.
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来源:(biokiwi)
【】网址:/a/2020/0812/kd407811.html
标题:查尔斯·达尔文|国产动画《雾山五行》火了!拦住火行的孔雀,曾经也难住了达尔文