复杂性积累与生物进化

细菌有一种有趣的本领:它们会吸收外部环境中的DNA分子，并且把它们整合到自己的基因组里面去。就像中学课本里讲的肺炎双球菌转化实验那样:一种细菌本来是不能感染人的。但是如果我们在它们的培养基里面加入了一些DNA片段，有些细菌就会把这些片段吸收进自己体内，获得新的基因，变成对人有感染能力的细菌。细菌可以用这种方法来获得新的基因，获得新的能力。基因可以在不同种类的细菌之间流动。这大大增加了它们的进化速度。

但是，为什么高等的生物都没有这一本领?这到底是一种优势还是一种劣势?

答案是，如果这么做有益，那么高等生物完全可以进化出这种能力。但是由于高等生物的复杂性远远高于低等生物，所以这么做对高等生物来说完全没有好处。

高等生物的复杂性是极高的。任何一个系统，任何一个组分的变化都将牵一发而动全身。所有系统都在互相支持，关系盘根错节。人体一个小小的突变就可能导致死亡或者严重的疾病，基因成片段的增加或者缺失几乎一定会导致重大的问题。如果人真的从环境中吸收DNA并且整合进自己基因组里，那么结果一定是灾难性的。(www.xing528.com)

但是对于结构简单的细菌来说，它反而可以从中获利。因为细菌的结构完全没有高等动物那么复杂。多几个基因不会对它造成什么影响。况且，细菌对自己的基因组没有很好的保护能力，所以不管它引不引入外来的DNA，它自己的基因组都会有极高的概率会突变。再加上细菌的种群数量巨大，即使一个细菌吸收了错误的基因，也不会让给种群的延续造成麻烦。而只要一只细菌吸收了正确的基因，它就可以飞速地繁殖，把种群延续下去。所以，这种机制对它来说是有利的。

复杂生物的进化更多的是微调，而不是大刀阔斧的改革。比如说陆生脊椎动物的四肢，在进化的过程中基本上没有什么大的改动，就只是把各个不同的部分改长一点，改短一点，改细一点，改粗一点，就可以变成人的抓握肢，马的奔跑肢，鲸的游泳肢和蝙蝠的飞翼。所以复杂的生物虽然在进化上更保守，好像进化速度降低了很多，但是由于它有足够大的进化工具箱，所以在适应新环境的时候只要通过微调就可以达到目的。

生物在进化中，复杂性总是需要积累。但是在积累的初期与后期，进化的模式是非常不同的。在初期，生物可以比较随意地添加新功能。而在复杂性积累的后期，各种增加复杂性的杠杆互相作用，整个生物体为了突破复杂性的限制而变成了一团剪不断，理还乱的东西，想做任何大规模的改变都是非常困难的。这种状况我们称之为复杂性堆积。我们在后面可以看到，人类与社会也会遇到复杂性堆积现象。