什么是演化?
演化这个词汇往往给人这样一种感觉,就是人人好像都觉得自己懂演化。其实大部分人甚至包括很多做演化的科学家,他都很难真实的去想象演化。为什么这么说呢?首先我就想问问各位是怎么理解演化的?随便举几个例子:
比如山下有一群鹅,在这一群鹅里面有10只是灰色的鹅,还有90只是白色的鹅,结果抓了5只灰色的鹅,现在只剩5只灰色的鹅和90只白色的鹅,那么请问这群鹅它演化了吗?
再比如草原上有一大群羚羊,300年前有冒险家大致估算了这群羚羊角的长度是10厘米,然后今天又过来重新统计了一下这群羚羊角的长度发现变成了11厘米,相比于300年前他稍微有点变化,那能说这群羚羊演化了吗?
被我们称为活化石的喙头蜥,在三叠纪时期就发现他的化石。化石和今天的喙头蜥的骨骼形态上简直一模一样。但是分子生物学家发现:在基因层面上,现代的喙头蜥比三叠纪的喙头蜥基因数量整整翻了一倍,那能说喙头蜥他演化了吗?
有没有发现一旦落实到具体的问题,对于演化的概念突然就变得没有那么清晰了!所以像专门研究演化的科学家,他们所面对自然中的真实状况可以说是千变万化、极其复杂的。

演化定义是什么?
在专业的演化学、生态学的语义范畴当中,演化有的定义叫做基因频率的变化。这听上去有点拗口,什么叫基因频率的变化呢?就是在这些专门研究演化的科学家眼中,生物是一个基因可以自由流动的池子,怎么叫基因能够自由流动呢?虽然你感觉是各有各的基因,各自产权挺分明的。但实际上,生物通过交配,他们的后代就各有父母一半的基因。所以从这层面上讲生物体内的基因就会随着交配繁殖下一代。但是都占有一定的比例,但一旦基因的比例发生了变化,就可以说该物种发生了演化。
什么会导致基因频率的变化?
最容易想到的一种情况就是基因突变,简单来讲比如人类不知怎么的出现了一个c型血,前无古人的新血型,那他基因频率肯定变化了;还有一个学过演化的人应该都听说过的词语——自然选择。比如说一群羚羊,跑得快的羚羊比跑得慢的羚羊生存的几率要大,事实真的是这样吗?其实不然,受到外界的因素使得羚羊存活率并不是一个100%和0%的关系,在现实的自然界当中很可能就说跑得最快的存活的概率是90%,而跑得最慢的那个概率是70%甚至于更低更低。有一些性状之间差异甚至就是1%、2%这么一个微乎其微的一点点的生存优势,经过一代一代的繁衍存活下来的概率会增加亿倍。

世界上的一切生物都在演化
网上很多人会说人类已经停止演化了、大熊猫就那么几只他没法演化了等等等等...这些说法都是不正确的,你如果仔细想想之前刚才说那些例子,就会意识到:只要一个物种还没有灭绝,演化就不会停止。

宏观演化学
如果你觉得演化到这里就已经很复杂了,实际上这还是最简单的演化当中最简单的一块叫做微观演化,学就是刚才所说过的。在这之上还有个更加复杂的,叫做宏观演化学。宏观演化学就是要放在一个大的地理尺度,在大的时间尺度上还会发生很多别的事情。比如外来生物入侵往往就会导致一个地方的生物群落发生翻天覆地的变化。经过时间的推移会使得原生物种和入侵物种的比例变得不一样,经过很多年以后科学家再去研究该地区物种的演化情况会变得极为复杂,复杂到我们很难用我们朴素的想法去理解它,所以往往需要借助于超级计算机利用大数据、利用机器学习来把自然界极为纷繁复杂的现象去简化成模型。

所以在我看来所有的科学最终都会变成用数学语言来描述,而这也导致演化他作为一门科学,会越来越脱离自然语言的范畴。在未来他会像相对论、像量子力学一样越来越超越我们的常识、超越我们朴素的想法。说到底只能感叹这亿万斯年年演化所积淀出来的人脑终究还是很难去理解这亿万斯年的演化本身呀!

唐骋,常用笔名鬼谷藏龙,神经生物学博士,毕业于中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心,上海科普作家协会会员,B站知名知识类up主(B站ID:芳斯塔芙)。从2014年起从事关于神经科学、基因编辑、科学史和古生物领域的科普,致力于为学术界与大众架起桥梁,扩大中文世界的科普作品的受众,让大众了解科学家,了解学术运作规律,了解前沿科学理论。撰写了科普文章100余篇,参与编写科普书籍《大脑的奥秘》,翻译科普书籍《科学速读 脑内新世界》;在Bilibili开设账号“芳斯塔芙”,目前拥有b站粉丝超过260万,视频累计播放量超过2.2亿。BiliBili第三届“新星计划”获奖者,BiliBili2019年百大UP主,2019年“科学3分钟”全国科普微视频大赛特等奖,BiliBili2020年百大UP主,BiliBili2020年度知识分享官,BiliBili2020特级知识分享官,BiliBili2021年度知识分享官,BiliBili2021年度最佳系列,果壳“科普贡献奖”2020年度最具创意奖,网易2021年度影响力创作者。
供稿:上海市业余科技学院(上海科学会堂服务中心)