经济的自然原理（10）

关于自然界的基本知识（6）

一、自然进化的过程及原理（5）

寒武纪的生物大爆发实际上是单细胞动物和植物的能量转换模式的一次创新，也是在能量转换效率和能力方面得到了大幅度的提高，而且是能量转换方式的一次大分工。新的物种的出現意味着新的物质和能量循环体系的出现，也是不可逆结构的一次成功的进化。生物多样性大爆发的根本原因也许可以归功于有机分子构建方式的高度灵活性。因为有机分子的平行结构有别于核心结构，其灵活性、多样性要优于稳定性，因此生命形态丰富多彩，但显得极其脆弱，只有依靠不断地自我修复、复制或者变异来克服了这一弱点。可以说，生命体利用了它的灵活性和多样性弥补了它脆弱的一面。变异造成了生命形态的多样性，也形成了结构上从简单到复杂、种类上从稀少到繁多的完整的生物链条，这个体系将物质和能量从无机分子一直输送到各种复杂的生命形态中。每一种物质结构或生命形态都可以看作一种独特的能量存储方式，它们会为比自己更高级的形态提供能量来源，它们所携带的能量将通过某种特殊的方式释放出来。这种物质合成和分解的过程一直循环不已，能量在其中得到了传输。生物大爆发只是一种外在的表现形式，而这样一个规模宏大、结构缜密的物质和能量的循环体系则是其内在的本质。

生命体的构造是建立在分子极其精巧的连接之上。当无机分子开始通过电磁力的作用有序地结合在一起时，这种新型的分子就与无机分子分道扬镳了，它们的“生存模式”开始发生了变化。虽然无机分子的初始结合是随机的，没有明确的方向性，但如果相互作用的结果显示某些结合方式具有一定的优势，这些具有优势的结合方式便会形成了显著的趋势。当有机分子形成了一些稳定而牢固的结构后，有机分子的结构就脱离了原先无机分子独立而分散的状态，朝着复杂的、不可逆的、有序化的方向一去不复返。

在大约5亿年前的寒武纪时期，陆地上便出现了两栖型陆生植物。这类初步具有陆地生存能力的植物是苔藓植物。到志留纪末期，陆生植物中的裸蕨植物首次出现，植物终于从水中开始向陆地发展，这是生物进化的又一重大事件，完成了真正意义上的登陆。随着这些早期植物从水边开始向内陆深处扩散，原本十分荒凉的大地开始泛绿，陆地与大气圈的环境由此改善。与此同时，它们会向大气层释放更多的氧气。空气、阳光和水分使荒凉大地上的生命得以充分成长和繁衍。跟随植物第一批登上陆地的动物是小型节肢动物。由于其较短的繁殖时间和较强的适应性，迅速占领了陆地，其中的一些种类进化出翅膀，占领了天空，它们为脊椎动物登陆创造了机会和条件。从志留纪开始，陆地生态系统已经形成了一条完整的食物链。泥盆纪时期，地球上的构造板块碰撞越来越激烈，许多地块抬升，露出海面成为陆地。它见证了由鱼类进化而来的两栖动物登上了陆地，也见证了脊椎动物脱离水体最终上岸的整个过程。到泥盆纪晚期，植物已经占据了干燥严酷的高地陆生环境，繁茂的植物也为节肢动物们营造出衣食无忧的生活环境。进入石炭纪，地球上主要两个大陆板块渐渐聚拢在一起，形成了一块横贯地球南北两极的联合大陆——泛古陆。多个板块合并成一个巨大的陆地，为动植物的生长提供了广阔的空间。“为了实现生存这一目的，无论动物或者植物都只有两种选择，要么适应竞争压力，要么寻找更适宜的环境。总有那么一些物种不愿向更高一级目标迈进，它们安于现状，或自甘堕落。爬行动物回到水中去生活就是一个典型的例子。由此看来，进化之路或许会朝着意料不到的方向延伸也未可知。”（彼得·阿克洛伊德《生命起源》）

对于物种来说，生长得最茁壮的，一定是在新环境中最成功的适应者；而那些对新环境适应性较差的物种，则要面对严酷的生存竞争。我们以从物种进化的众多现象中也许会发现，进化得最成功的物种往往不是那些在当初具有最强竞争力的物种，也不是最脆弱的物种，而是那些位居间者。其背后的原因也许是，最强者在获取食物方面相对比其它物种更容易，因而它们的生存压力较小。当环境出现变化时，它们依旧可以通过习惯的方式得到食物，因此也就失去了进化的动力；最脆弱的物种则可能在环境变化的压力下因为自身弱点过于明显而遭遇灭绝；而竞争力居中的物种在面对生存压力时，一方面它们具有一定的抵抗能力，另一方面在强者的压力下更容易促使它们作出一定的改变，而改变正是开启未来之门的钥匙。一旦环境恶化并出现极端的状态，食物链就可能会遭到破坏，由于强势物种变化迟缓、适应性差，在面对极端环境时也难逃厄运。生命的进化过程就是充满了许多难以预料的困难和风险，最终能跨越生存门槛的一定是那些对外部环境变化感受更敏锐、调整更及时的物种。

生物登陆意味着生命向着更广阔的空间延伸。一方面，因为环境的变化导致了生存压力的增大，迫使生命体去寻找更好的生存环境；另一方面，出于本能生命体会尽可能地获取更多的物质和能量，以达到繁衍和扩张的目的，这种本能在如今人类的行为中体现得淋漓尽致。生命体的不可逆性不仅体现在微观层面分子结构的稳定性上，而且还体现在生命体的本能和意识中，生命体拥有的强烈的“求生欲望”也许正是不可逆性最终的表现方式。

新物种的产生通常要建立在丰富的物质和能量的基础之上，没有稳定的物质和能量的供应，生命的进化就成了无源之水。海洋生物的生存建立在阳光、空气和水这些物质和能量之上，缺一不可。当生物向陆地上转移，离开了海洋，生物需要尽量保持自身的水分不会很快丧失，同时也需要在陆地上寻找到足够的水和食物的来源，而且要有获取这些水和食物的技能。当陆生生物渐渐形成了一个完整的物质和能量的循环体系，物种繁衍的速度才会加快。也就是说，物质和能量的循环模式决定了物种进化的程度和规模，这是是不可逆结构进化的物质条件。