进化论：生命多样性和人类起源的关键

也许，人类有史以来最重要的思想诞生于查尔斯·达尔文所著的一本书里，该书于1859年11月24日出版。这本名为《物种起源》的书初版发行了1250本，介绍了物种经过世代进化的科学理论，达尔文称之为自然选择。达尔文提出的证据表明，生命的多样性起源于一个共同的祖先，并通过进化分支进行。他的理论得到了加拉帕戈斯群岛动物物种实地研究结果的支持。这本书立即引起了轰动。它的初版很快就销售一空，之后还有更多的增印，其翻译版本和修订版本也随后问世。几十年后，对基因变异的实证研究证实了达尔文的理论，这个理论至今仍然是进化生物学的基础。更重要的是，进化论帮助我们理解了我们人类这一物种的起源，以及我们与地球上其他生物之间的联系。

达尔文研究的重要性和影响是无法估量的。然而，生命进化的观点只有160多年的历史。与个人的寿命相比，这段时间看似很长，但与已经存在了数千年的历史文献，已经存在了数十万年的智人，或者已经存在了数十亿年的星球相比，这段时间算不了什么，不过是电光石火。因此，进化论仍是相对较新的理论，我们还没有对它进行透彻的理解。例如，达尔文详细描述了最适应环境的物种是如何生存下来的，但他并没有详细说明生命形式是如何在进化过程中相互取代的。他将他的分析局限于以碳水化合物为基础的生物，而没有谈论在分子和原子水平上的含义。我在这本书中探讨的关于进化可能的未来及其在文化领域的影响，达尔文一字未提。

正如今天的哲学家仍然花费大量时间研究像柏拉图和亚里士多德这样的古希腊思想家的哲学思想一样，在达尔文的进化论中仍然有许多东西可供生物学家去发现和扩展。早些时候，我讨论了理查德·道金斯的重要贡献，他提出，除了基于DNA变化的基因进化外，还有模因进化，即信息复制、变异和传播的模式。

离我们更近的例子是，在1995年，约翰·梅纳德·史密斯（John Maynard Smith）和厄尔什·绍特马里（Eörs Szathmáry）关于进化史关键阶段发表了一篇具有开创性研究的论文。在持续的进化过程中，生物学家寻找复杂性中的重大变化——真正重大的转变。这与数学中的整数和小数一样，真正重大的转变是1、4和8这样的整数，而不是0.5、3.5和7.125这样的小数。如果进化是阶梯，那么这些重大转变就是台阶。你可能会认为重大的转变是第一个爬出海洋并在陆地上生存的动物，或者第一个直立行走的猿类。然而，尽管这些都是引人入胜的例子，它们关乎生活方式的改变，并且产生了深远的影响，但是它们本身并没有在进化的复杂性上构成巨大的飞跃。

梅纳德·史密斯和绍特马里指出，真正重大的进化转变发生在现有生物开始共同工作或者将彼此封装在一个更大的整体中时。有时，这些物种甚至最终会变得无法脱离更大的整体而繁殖。单细胞跃变为多细胞就是一个例子。尽管细胞是在1665年被发现的，但直到1839年人们才知道每一种活着的植物和动物都是由活细胞组成的。从单细胞到多细胞生物的飞跃是进化过程中很明显的重大转变。(www.xing528.com)

多年来，生物学家一丝不苟地绘制出了进化复杂性的等级图。但是他们的工作大多局限于基于DNA和基因存在的生物，因此，这无助于我们理解全新的、由人类驱动的进化阶段。现在是不是应该有一个新的、包罗万象的进化理论，一个包含了非遗传生命形式的理论？在写本书的时候，我以为我得自己想出一个理论，让我高兴的是，我得知生物学家赫拉德·亚赫·欧普·阿克胡伊斯（Gerard Jagers op Akkerhuis）已经做到了。2015年，我在荷兰皇家艺术与科学院（Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences）做了一次演讲。在演讲结束后，他告诉我，下一代自然与他的“操作者理论”有着怎样的联系。这个理论将物理、化学和生物学的见解联系在了一起。

亚赫·欧普·阿克胡伊斯告诉我，他之所以构建出操作者理论，是因为他认为生物学家对生命形式的排序方式不恰当——从小到大，从原子和分子开始，到细胞、组织和生物，再到种群、生态系统、生物圈、地球、太阳系，最后到宇宙。行星和太阳系并不是从细胞或生物中生长出来的，然而生物学家却将它们排在生态等级的较高位置上。这个模型告诉我们的是规模，而不是随着时间的推移进化的发展。在花了很长时间研究梅纳德·史密斯和绍特马里关于进化转变的观点并以此为基础之后，亚赫·欧普·阿克胡伊斯发明了另一种对生命形式排序的新的方法——一种整合自然界非生物部分的方法。

遇到志同道合的科学家是一件令人愉快的事情，你可以站在他们的肩膀上看得更远。虽然为了便于阅读，我在这里省略了他的理论的一些细节，并在书的后面得出了我自己的结论，但我在这一章中谈到的进化的复杂程度是基于亚赫·欧普·阿克胡伊斯的著作。亚赫·欧普·阿克胡伊斯提出，进化已经从宇宙中最基本的粒子发展到越来越大的、越来越复杂的结构。进化的每个层次都包含一个操作者——操作者可以是任意的事物，从夸克到动物——它掌管一个独特的界面，这个界面包含了前一个层次。虽然层次之内也在发生变化，但操作者合并成下一个层次的行为才是最重要的进化步骤。每一步的变化都会催生下一个层次的发展。如果我们把进化看作是一个波动的过程，我们可以观察到许多小波动，它们时不时地产生一个大波动，把生命提升到下一个层次的复杂程度。

这种分层进化理论的优越之处在于，它能帮助我们理解自然是如何建立在经典生物学的范畴内，以及自然如何建立在已达到的复杂程度之上的。分子的形成需要原子，然后分子使细胞进化。离细胞最近的层次，例如植物，是由细胞组成的。以这个模型为基础，让我们来看看自然界的八个主要的结构层次。我们将从最底层开始，从构建宇宙的基本单元开始，一步一步地从细胞向更复杂的生物发展，一直到新的、由人类发起的进化阶段，在这个阶段，模因生物正在进化。