自然选择无法解释这种虫子的奇怪角

自然选择无法解释这种虫子的奇怪角

角蝉( Membracidae )在大多数方面都没有什么特别之处。除了南极洲以外,这种蝉( Cicadoidea )和叶蝉(Cicadellidae)的近亲在世界各地都有分布,大约有 3,200 种。每只角蝉的体长在 2 到 20 毫米之间。它们的寿命为几个月,在此期间它们以汁液为食。它们具有一些社会特征,但没有与其他社会昆虫区分开来的非凡能力。

角蝉的不同之处在于它们的头饰。每个物种都有自己独特的大型华丽头盔模型,昆虫学家称之为前胸背板。有些看起来像刺,有些像叶子或蚂蚁。还有一些形状怪异,牛津英语词典都无法给出名字。即使是皇室婚礼上的帽子也比不上这些头盔的奢华。而且,与那些公主和公爵夫人不同,角蝉必须每天 24 小时戴着帽子,从出生到死亡。

从选择论的角度来看,角蝉的头盔很难成立。拖着头盔四处走动会增加相当大的能量负担,所以它应该发挥一些重要的作用。它有什么有用的功能呢?求偶,当涉及到夸张的特征时,通常被怀疑是求偶,由于缺乏性别二态性,这种功能被消除了。两种性别的头盔分布相同;人们只能通过生殖器来区分雄性和雌性。空气动力学,另一个可能的功能,违背了常识。虽然有些头盔是流线型的,但另一些显然不是。而且,无论如何,额外的重量对飞行是有害的。伪装是一个更有力的选择,但也存在问题。即使在头盔的形状或颜色适合环境的情况下,具有相同颜色和相同形状的不戴头盔的昆虫也会更适合隐藏,因为它们只有一半大小或更小。在没有较小的模仿者的情况下,可以合理地推断头盔不是一种反捕食工具。

丹尼尔·米洛的新书《足够好》现已发售。图片来源:哈佛大​​学出版社

那么,头盔是干什么用的呢?Benjamin Prud'homme 和 Nicolas Gompel 根据他们对角蝉的仔细研究给出了答案:什么也没有。基于头盔是第三对失去原有功能的翅膀这一发现,他们转向了达尔文关于退化器官的论点。头盔“说明了一种结构或器官在脱离了其原有功能后,如何‘任由各种生长规律自由发挥’……并为形态多样化提供了新的基础。”但与人类阑尾、蟒蛇骨盆和鲸鱼腿骨等典型的退化器官(它们会随着时间的推移而退化)不同,角蝉的头盔不断进化,规模庞大。有些头盔的尺寸是其所附着身体其他部位的两倍或三倍。角蝉证实了 Romanes 的观察,即区分物种的特定特征可能对科学家有用,但对物种本身却毫无用处。

这位吝啬的会计似乎在值班时睡着了 3200 次。我们不能把这种结果归咎于大自然对过度的偏爱。这种偏爱只适用于对物种重要的特征,而不适用于退化器官;如果保存对生存没有影响,就不需要安全因素,因此也不会增加失控生长的可能性。退化器官应该萎缩,而不是扩张。然而从长远来看,出于难以理解的原因,更大、更怪异的东西占了上风。结果是艺术杰作,但从选择论的角度来看,它们纯粹是异端邪说。三千多无用之物?这是很多例外。

围绕头盔的大问题是我们以前遇到过的。如此多的物质如何能够生存下去?这个无用、超重的物体如何符合 18 世纪法国解剖学家玛丽·弗朗索瓦·泽维尔·比沙特对生命的定义:“抵抗死亡的功能集”?我们不必怀疑角蝉的求生意志。正如巴鲁克·斯宾诺莎所说:“每件事物,都尽其所能,努力坚持存在。”思考这个问题的另一种方式是认识到生物体抗拒变化,最终的结果就是死亡。变化会得到负反馈,使系统恢复平衡,而正反馈则会使系统远离原始平衡。

有三种机制可以共同解释这种坚持在生物体中是如何起作用的:促进变异、体内平衡和反应规范。促进变异肯定了 30 亿年的自然选择,随后是 4 亿年的风险、愚蠢和其他特殊发展;体内平衡保护生物体的内部环境免受外部和内部干扰;反应规范意味着每个基因型都可以产生一系列表型而无需新的遗传变异。总的来说,这些机制形成了一个自然的安全网,让平庸者得以生存和发展。4 这一理论理所当然地认为两次进化之间的区别是理所当然的。在第一次进化中,发生在地球生命 30 亿年的过程中,竞争中的适应产生了生命本质的根本变化。在第二次进化中,安全网是如此强大,以至于所有物种都足以生存下来,并尝试在大小、形状和其他外观方面进行选择性中性变化。

我要强调的是,这个安全网理论只是一种理论。我无法证明它解释了我们对自然的观察,但我相信它为主流智慧提供了有益的补充,填补了其空白。

显而易见,自然选择在这一理论中扮演着关键角色:它是安全网背后的工程师。但这一角色“仅”持续了 30 亿年。自中寒武纪以来,正向选择已沦为建筑师和设计师的角色,而自然淘汰(自然耐受性)则占主导地位。CCCP 和体内平衡通过选择过程得到固定和优化,之后物种可以自由地改变外观和规模。在伯吉斯页岩中发现的化石(可追溯到 5.08 亿年前)具有极其多样的身体形态,证明了固定基础设施的力量。安全网如此强大,以至于基因彩票可以产生各种可持续的偏差。角蝉的头盔证明,偏差必须非常极端,正如我们的题词所说,“才会宣判不适,并受到灭绝的惩罚。”安全网是大自然对最适者和平庸者的保证。卓越不会造成伤害,也没有必要。

即便是平庸之辈也足够优秀了。大自然的安全网当然使人类受益。但我们也有自己的特殊之处,因为我们赢得了生命的最终决定权。我们必须比其他人更有优势。如果我的论点成立,那么这种优势不是被选择的。我们的胜利是由一个施加巨大选择负担的器官赢得的,无论如何,在竞争无休止的地方,没有人会获胜。

摘录自丹尼尔·S·米洛 (Daniel S. Milo) 所著《足够好:自然和社会对平庸的容忍》,由哈佛大学出版社出版。版权所有 © 2019 哈佛大学校长及研究员。经许可使用。保留所有权利。

<<:  本周我们了解到的最奇怪的事情:两次睡眠比一次好

>>:  天文学家在解决一个奇怪的宇宙谜团方面取得了巨大的进步

推荐阅读

愚人金中发现 4.5 亿年前的节肢动物

琥珀可以保存各种各样的化石,从交配的白蚁到小螃蟹再到坚韧的缓步动物。这种色彩丰富的树脂并不是唯一可以...

三星“七月黑色星期五”促销,奥运电视可享数百折优惠

如果您想购买一台新电视,以全保真度观看 2024 年巴黎奥运会,最好的选择是直接从三星订购一台。作为...

旅行者 1 号发回了错误数据,但 NASA 正在处理

美国宇航局打算让旅行者号计划至少再继续几年,继续进行这项具有历史意义的探索。但经过近半个世纪和数十亿...

无论身在何处,如何观看周六的“火环”日食

10 月 14 日星期六,当月亮从太阳前方经过时,你将能够看到日环食,此时月亮无法完全遮住地球最近的...

你的车里可能满是蜘蛛

本周你学到的最奇怪的事情是什么?好吧,不管是什么,我们保证如果你听 PopSci 的热门播客,你会得...

《阿塔罗》第一季第二集的号召力与评价:与电影版的比较

《非常阿太郎》:在电影院欣赏赤冢不二雄独特的世界观1969年7月20日,赤冢不二雄的人气漫画《非凡的...

日本为何押注电磁炮进行导弹防御

为了防御高超音速导弹,日本正在转向使用电磁炮。上周,日本报纸《日经亚洲》报道称,防卫省希望成功研发快...

一件简单的 DIY 连帽衫就能骗过安全摄像头

尽管隐私权倡导者和许多普通民众都反对,但面部识别 AI 等监控技术在现代生活中的出现越来越多。市场正...

如何在不损坏工作笔记本电脑的情况下对其进行升级

远程办公已成为常态,这意味着工作笔记本电脑的磨损越来越严重。或者更糟的是,你的笔记本电脑已经到了使用...

想了解无限吗?从酥皮开始。

Eugenia Cheng 著《超越无限》 Basic Books以下摘录自 Eugenia Ch...

神秘的“仙女圈”可能出现在三个不同的大陆

地球干旱地区土壤上出现的自然圆圈一直是科学界争论不休的谜团。这些“仙女圈”是裸露土壤上被植物和植被包...

世界上最小的魔方只有 3 粒米那么宽

魔方的制作者们将魔方做成了小方块,以庆祝这一标志性的益智玩具诞生 50 周年。得益于与日本 Mega...

这些经编辑认可的拜雅动力发烧友耳机现优惠 200 美元

我们正进入完美的悲伤秋季,Radiohead、Nick Cave & the Bad See...

研究人员担心人工智能会把人类变成混蛋

人们开始像对待人类一样对待计算机并不需要花费太多时间。自从基于文本的聊天机器人在 2000 年代初首...

《超时空要塞F》的魅力与评价:歌曲与战斗融合创造的动人世界

Macross F的魅力与评价 - Macross Frontier - 《Macross F - ...