這是生物庫公眾號-生物學(xué)話題的第6篇原創(chuàng)文章 生命是復(fù)雜性的主要來源,進(jìn)化是不同生命形式背后的主要過程,。這種觀點(diǎn)認(rèn)為,,進(jìn)化是描述自然界中復(fù)雜性增長的過程。在談到復(fù)雜生物和生命形式的涌現(xiàn)時,,這種觀點(diǎn)是指進(jìn)化中的突變就是復(fù)雜性的主要來源,。生命是復(fù)雜性的主要來源,進(jìn)化是不同生命形式背后的主要過程,。這種觀點(diǎn)認(rèn)為,,進(jìn)化是描述自然界中復(fù)雜性增長的過程。在談到復(fù)雜生物和生命形式的涌現(xiàn)時,,這種觀點(diǎn)是指進(jìn)化中的突變就是復(fù)雜性的主要來源,。生命被認(rèn)為是在早期的 RNA 世界中出現(xiàn)的。那時 RNA 鏈展示出了達(dá)爾文所構(gòu)想的自然選擇運(yùn)作的基本條件: 遺傳,、變異,、和對有限資源的競爭。RNA 復(fù)制子 RNA Replicators的固有的適應(yīng)能力(亦即RNA的平均增長率,,在某種意義上說,,它們是由核酸序列決定的)和可用資源的函數(shù)。其中三種主要的適應(yīng)能力可能是: (1)具有中等保真度的復(fù)制能力(同時具有遺傳和變異的能力) ; (2)避免衰變的能力; (3)獲取和加工資源的能力,。這些能力最初是由 RNA 復(fù)制子的折疊結(jié)構(gòu)決定的,,而這些結(jié)構(gòu)又反過來編碼在各自的核酸序列中。不同復(fù)制子之間的競爭成敗將取決于這些適應(yīng)能力的相對值,。關(guān)于進(jìn)化中的因果關(guān)系,,彼得·康寧觀察到:一般來說,各種協(xié)同作用在進(jìn)化過程中,,特別是在合作和復(fù)雜性的進(jìn)化中起著重要的因果作用,,自然選擇通常被描述為一種“機(jī)制”,或者被人格化為一種因果代理,。實(shí)際上,,對某一特性或適應(yīng)性的差異化“選擇”,,是這些特性所產(chǎn)生的功能性效應(yīng)使得特定環(huán)境中特定生物體生存和繁殖的成功。正是這些功能性效應(yīng)最終導(dǎo)致了跨代連續(xù)性 Trans-generational Continuities和自然界的變化,。根據(jù)其對涌現(xiàn)的定義,,康寧還提到了“涌現(xiàn)”和“進(jìn)化” :在進(jìn)化過程中,因果關(guān)系是迭代的,,結(jié)果同時也是原因,。這同樣適用于由涌現(xiàn)系統(tǒng)產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng) Synergistic Effects。換句話說,,涌現(xiàn)本身是生物進(jìn)化中涌現(xiàn)現(xiàn)象的根本原因,。有組織的系統(tǒng)產(chǎn)生的協(xié)同增效作用才是進(jìn)化的關(guān)鍵。集群 Swarming在許多動物物種中是一種普遍的行為,,從蝗蟲群到魚群,,再到鳥群。涌現(xiàn)結(jié)構(gòu)是許多動物群體中常見的策略: 例如蟻群,,白蟻筑成的蟻丘,、蜜蜂群、淺灘或魚群,、鳥群和哺乳動物群落,。需要詳細(xì)考慮的一個例子是蟻群。蟻后不會直接下達(dá)命令,,也不會告訴螞蟻該做什么,。相反,每只螞蟻對來自幼蟲,、其他螞蟻,、入侵者、食物和排泄物的化學(xué)氣味的刺激作出反應(yīng),,并留下化學(xué)痕跡,,這反過來刺激其他螞蟻。在這里,,每只螞蟻都是一個自主的單元,,它們的反應(yīng)僅僅取決于它們所處的局部環(huán)境和它們的螞蟻種類的遺傳編碼規(guī)則。盡管缺乏集中化的決策,,蟻群仍能表現(xiàn)出復(fù)雜的行為,,甚至被證明具有解決幾何問題的能力。例如,,蟻群會按照一定的例行規(guī)則找到距離所有蟻群入口的最大距離來處理尸體,。似乎環(huán)境因素也可能在影響涌現(xiàn)方面發(fā)揮作用,比如大翅目 Macrotera Portalis的蜜蜂。在這個物種中,,蜜蜂以與降雨量一致的模式出現(xiàn),。具體來說,出現(xiàn)的模式與西南部沙漠春季和夏末的降雨情況相一致,。從生命的生物組織,,從亞原子水平到整個生物圈,我們可以看到生物涌現(xiàn)特性的一個更廣泛的例子,。例如,,單個原子可以結(jié)合形成多肽鏈之類的分子,,多肽鏈再折疊形成蛋白質(zhì),,而蛋白質(zhì)又形成更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。這些蛋白質(zhì),,從它們的空間結(jié)構(gòu)中獲得它們的功能狀態(tài),,并與其他分子相互作用,實(shí)現(xiàn)更高的生物功能,,最終創(chuàng)造出一個生物體,。另一個例子是級聯(lián)表現(xiàn)型反應(yīng) Cascade Phenotype Reactions,如混沌理論中詳細(xì)描述的,,級聯(lián)表現(xiàn)型反應(yīng)產(chǎn)生于個體基因在特定位置的變異,。在最高層次上,世界上所有的生物群落形成了生物圈,,其中,,人類形成了人類社會,并形成了諸如股票市場等元社會系統(tǒng)的復(fù)雜相互作用,。 生命的進(jìn)化描述是一段連續(xù)的歷史,,以出現(xiàn)根本性新形式的階段為標(biāo)志——人類智力的是其中的一個標(biāo)志。心智的涌現(xiàn)及其演化被認(rèn)為是特殊系統(tǒng)知識中的一個獨(dú)立的現(xiàn)象,,被稱為心智演化 Noogenesis,。圖片 | 網(wǎng)絡(luò)(侵權(quán)刪)
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