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红皇后假说解释遗传结构的进化 描绘生存竞争的激烈规则

世界之最 2026-05-13 菜科探索 +
简介:

【菜科解读】

红皇后假说的意思主要就是说生物在自然界必须要不断的进化,比别的生物进化的更快,不然就会被淘汰。

举个简单的例子就像一头狮子追麋鹿群,麋鹿想要生存不需要跑的最快,只要不落到最后一名就可以存活。

红皇后假说的来源,物种之间存在动态平衡

1、描绘自然界生存法则

在英国作家路易斯卡洛尔的《爱丽丝镜中奇遇记》中,红皇后回复爱丽丝:"在这个国家,你必须继续奔跑以保持你的位置。

"进化生物学1973年,利·范·瓦伦借用了红皇后假设的荒谬回答,这些假设适当地描绘了生存竞争的激烈规则:未能进则是倒退,停滞等于灭绝。

2、红皇后假说的内容

生态密切相关物种的关联进化被称为共同进化,共同进化的结果是相互适应物种之间非常复杂,相互作用是相互依赖的。

除了物理环境条件之外,这种关系是另一个重要的外部环境。

在相对稳定的物理环境条件下,物种之间的关系构成驱动进化的选择压力。

物种的任何进化改良都可能构成对其他相关物种的竞争压力,因此即使物理环境不变,种间关系也可能推动进化。

在正常环境中,物种之间存在动态平衡。

物种之间的生态关系使物种在其生存期间灭绝的风险相对恒定:后代和祖先,新物种和老物种灭绝的可能性几乎相同。

这是红皇后假说所解释的现象,分类群的对数生存曲线是线性的,消光概率是相对恒定的。

红皇后假说的进展,驱动下进化可以永无止境

传统的进化论强调生物系统适应物理环境的过程,其动力学过程有背后的"势"函数来控制。

而真实的生物进化,是由物理环境和生物环境共同决定。

但是,如何考虑复杂的生物环境的影响,一直是传统进化论中没有解决的难题。

该研究通过引入"流"的概念,揭示和量化了生物相互作用所导致的进化驱动力。

在新理论中,进化过程中形成的"势"与"流"好比是进化驱动力的"阴阳"两面,类似于量子世界中的波粒二象性,或者是决定电子运动的电场与磁场。

该研究发现,同种群或种群间生物个体的相互作用会导致"流"的产生,即使物理环境保持不变,在"流"的驱动下进化可以永无止境。

红皇后假说的现状,至今没有答案

在英国动物学家 M. Ridley 的《Evolution》中这样写道:如果物理环境停止了改变,你是否会认为进化也会停止。

如果进化决定于物理环境,那答案是肯定的,或许需要一段弛豫时间已完全适应最终的物理环境。

但是在"红皇后的世界"中,协同进化过程就像是有着属于她自己的生命,即使物理环境停止了改变,进化过程也不会停止。

回答这个问题是非常困难的,至今没有答案。

两种假说解释遗传结构的进化,物种选择说和红皇后假说

目前,有两种假说可以在一定程度上解释遗传结构的进化——物种选择说和"红皇后假说"(The Red Queen Hypothesis)。

"红皇后假说"描述了物种之间持续的演化竞争,其由美国芝加哥大学进化生物学家利·范·瓦伦提出,用以解释他所观察到的物种恒定灭绝风险定律,即一个分类群的灭绝可能性,与其存在的时间长度没有关系。

但这个发现与迄今许多化石记录都不符。

根据化石记录显示,类群的丰度、多样性或地理范围在时间上呈"帽子"似的分布形态——分类群通常在初始期比较匮乏,中间达到高峰,末期重新又匮乏。

因而,"年长"类群无可避免的衰退与灭绝随机性之间存在明显矛盾。

"红皇后假说"也被认为只强调了物种生存环境中的生物学因素,而真实的生物进化应由物理环境和生物环境共同决定,假说是否存在片面性,尚需进一步验证。

达尔文进化论是真的吗 巴拿马无人海岛猴子学会了石器

  达尔文告诉我们,我们是猴子变来的,本来人们也不怎么相信,但是很多证据表示,远古人类,智人,以及类人猿的化石非常贴近,都是一步步进化来的,再看猿猴和绘制的进化图,好像也有那么点道理,于是进化论作为人类起源就成了主流学说!但依稀隐约之间,又好像哪里不对劲,猿猴到类人猿的这段历史,几乎没有任何证据,化石出土,人类的起源仿佛成了一桩“谜案”,能够揭开的一定是划时代的人物。

  前段时间里,有探险队就发现了一件比较有意思的事情,一群野生的卷尾猴被发现,在巴拿马一个而无人海岛,这些猴子从来没有离开过,被发现的时候已经不知道生活多久时间,它们学会了使用石器!探险队发现,这群猴子的领地意识极强,发现有人登临就会用石头攻击,不同于动物园卷尾猴的投石寻求交配,这群猴子投掷的石头尖锐而力道十足,探险队明显感觉它们的不同一般,拿了食物给猴子,退到沙滩之后,猴子们才平息。

  而随后的拍摄中,猴子们的习性让人大吃一惊,不仅用来做武器,石头硬是被他们当成了石器使用,比如砸碎坚果来食用,敲碎海边的甲壳动物吃海鲜等等利用手段,出门都不忘记带着自己的石块,非常拟人化!虽然还不会制作石器,但如果这群猴子发现它们的食物来源并不是稳定的时候,是否会用石器去捕猎呢?会不会发现火烧的食物跟美味呢?这个答案让人期待又兴奋,只不过尚且没有发现会用火的猴子。

世界最古老的石器还是在我国河北蔚县发现的,距今300万年前,我们的祖先会不会在环境刺激下,逐渐进化的智力呢?  生命的诞生本身就是一个概率非常低的事情,地球5亿多年前诞生生命开始,无数个奇迹下的生命才会有人类的诞生,这是奇迹中的奇迹,尽管猴子们智商不低,还会用石器,但作为达尔文人类起源的“铁证”,依然不让人信服,未来还偶遇很多生命的神奇等着我们去慢慢摸索。

进化论是谎言?生命演化背后的未解之谜

进化宛如一个神秘莫测、装满珍宝的魔盒,盒中潜藏着数不清的奥秘,正静静地等待着我们去一一揭开。

而我们当下所熟知的进化论,是否已然将生物进化的所有真相毫无保留地呈现于我们眼前了呢?昨天我们探讨了医学发展对进化的影响,今天,我将带着大家一同探寻我对进化论的几点看法,或许会颠覆你以往的认知。

01,突变在前,选择在后这是个因果问题,也是很多人最容易误解的一点。

很多人觉得医学阻碍进化的看法,其实是他们误解了进化的概念,也高估了人类的力量。

阑尾进化消失是医学解决不了的,靠的是自然进化。

目前还没听说根据有没有阑尾或者阑尾长度来杀掉人类的。

如果有的话,那就类似于人工选择。

否则的话,你割掉阑尾,后代依然有阑尾,除非删除基因!进化,分为两部分,素材和选择。

大部分人关注的是后者,事实上,前者才是关键。

素材是必要条件,而选择则是造成结果的一个缘故。

所以,我们从两部分来分析这个问题。

1、素材是关键。

我们知道基因组是由ATGC组成的双螺旋,而这个世界如此波澜壮阔,原因就在于突变!突变的原因有二。

a、主要原因-随机复制错误人类基因组的复制并不是完全严格的进行碱基配对来完成的,而是在复制过程会发生一定概率的错配,这个错配的比例大概是千分之一,即,每复制一千个碱基,将出现一个突变,而人类基因组有30亿个碱基。

这些突变就是我们进化的素材库。

有些突变由于致病或者有害,被修复掉了或者导致个体发生重大变故(癌变),从而无法被淘汰,而其他突变则遗传下来,一代代积累起来,这就是进化。

b、次要原因-各种诱变由于我们生存的环境千差万别,有各种因素会导致突变发生。

常见的包括物理诱变(紫外线,X—射线,γ-射线,快中子,激光,微波,离子束等),化学诱变(有烷化剂,天然碱基类似物,氯化锂、亚硝基化合物、叠氮化物、碱基类似物、抗生素、羟胺和吖啶等嵌入染料)以及空间技术诱变(原因不明,可能涉及到了重力和宇宙射线)当然有人会问,突变能否修复?答案是肯定的,2015年诺奖就是授予了碱基修复。

然而,修复毕竟不是百分百完成的(事实上,生物学中,精度一直是个大问题)此外,由于突变速率是相对稳定的,俗称分子进化钟,所以这是我们估算历史的一个重要参考(人类为什么是起源于非洲,人类到底怎么进化的,为什么我们祖先是在恐龙时代就存在),当然,这是一个超级大标题,内容就不一一细说了。

以上部分,就是解决了素材问题,即,人类存在大量突变。

2、选择是决定结果的关键达尔文进化论里认为,自然选择是进化的动力。

其实这句话,一定程度上是存疑的。

即,过分的高估了自然选择的能力。

夸张点说,你选择不选择,进化都在进行。

而我们看到的结果,是选择的结果,多少带有后验或者说幸存者效应。

适者生存,可以说是最直观的进化理解。

由于我们生活在自然界,是一个相对确定的内容,我们无法干掉太阳,所以,自然界必须选择可以防止太阳光损伤的生物,我们无法更改大气组成,所以,有氧呼吸成为主流(在氧气含量最高的时代,高达35%氧含量让地球进入了一个巨型时代,无论是恐龙还是几米长的昆虫),当然,还是有厌氧菌存在,而且,我们人体也保留了这一历史进化的功能,比如运动后酸痛就是无氧呼吸的结果。

我们选择了陆地生存,所以,那些突变出来无法忍受阳光,喜欢无氧呼吸或者海里生存的人,都被自然淘汰了。

以上部分是解决了选择问题,即,选择,是基于现有条件的。

02,进化存在大量的偶然很多时候,我们在分析的时候,会用各种模型去计算,事实上,这都是理想模型。

然而,进化中,最常见的恰恰是偶然现象。

进化中有个重要的概念叫做遗传漂变,就是个偶然,其中一个重要的成分叫做建立者效应(founder effect,亦称为奠基者效应、建立者效应或创始者效应、始祖效应),通过看这个名字,我们就大体可以感觉到这个概念的意义。

人类进化史上,充满了建立者效应。

我们的线粒体基因可以追溯到20万年前的非洲夏娃,其他的夏娃姊妹没后代了。

我们的y染色体基因可以追溯到10万年前的非洲亚当,其他的亚当兄弟们后代没了。

曾经有一个重要的人类近亲叫做尼安德特人,他给人类留下了5%左右的基因,不过今天这个基因已经稀释到了2%左右。

中国汉族的有40%的人可以追溯到3个超级祖先身上;

我们东亚人(中日韩)之所以这么白,是因为一万多年前,我们的一个祖先有了一个神奇的白突变(跟欧美的白是两码事哦)。

我们东亚人只有15%左右的狐臭,而狐臭是个显性遗传,之所以我们狐臭比例这么低,这还是神奇的建立者效应。

03,进化是针对群体,无遗传不进化这一点其实很不好理解,简言之:种群基因频率的改变。

假如一个人超牛逼,但是他没后代,那么,他的牛逼,在生物学意义上,约等于0。

之前有个问题,问为什么人类没进化出学习快感。

我说,从进化角度来讲,对大多数人,上学时期,对学习讨厌,然后结婚生子了,感慨人生不易,觉得学习快乐的时候,娃都有了,即便学习可以印迹到基因上(表观遗传),你不继续生育,有啥用?

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