動物為什么沒有進化出輪子？

海生

“從如此簡單的一個開始，生命進化出如此多姿多彩的形式，而且步伐依然沒有停止?！边_爾文曾這樣描述進化所產(chǎn)生的令人難以置信的生命形式的多樣性。

進化之所以發(fā)生，是因為每一物種的每一個體都有著細微的差異。那些更適應環(huán)境的個體更有可能生存下來并繁殖，向下一代傳遞它們的基因，因此那些對生存有利的特征就在整個種群中普及開來。假以時日，這個緩慢的過程就能創(chuàng)造出許多奇跡，比如巨無霸似的藍鯨、分工密切合作的蜜蜂以及自帶口袋的袋鼠，等等。

達爾文贊嘆進化的無限可能性，但他從未提出過另一個大問題：如果大自然的進化是無止境、無禁區(qū)的，那么為什么沒有進化出帶輪子的動物呢？莫非進化是有局限的，因而某些東西注定永遠無法進化出來？

帶輪子的動物只是一個典型的例子，還有很多其他例子。在2015年的一篇論文中，一位美國進化生物學家羅列了32種進化似乎從未產(chǎn)生過的特征組合，比如沒有食草的蛇，沒有會飛的植物，等等。

關于進化到底有沒有禁區(qū)，目前科學家的意見分成有禁區(qū)和無禁區(qū)兩派。我們先介紹一下有禁區(qū)論者的觀點，再介紹無禁區(qū)論者的觀點。

2007年，一篇關于進化的論文同樣提出一個令人印象深刻的問題——“斑馬為什么沒有進化出機關槍？”

論文中說，如果斑馬進化出機關槍，它就可以隨時持槍擊退獅子的攻擊，這對它的生存豈不益處良多？但事實上它并沒有進化出類似槍的東西。這是為什么？

該作者給出了一個回答。他說，復雜器官的進化必須通過許多中間步驟一步一步來完成，而且要確保所有這些步驟都對生存有利，或者至少無害;就好比我們搭石過河，要確保每一塊放下去的石頭都能讓我們平安地踏上去。機關槍只有在作為完整的一支槍的時候才管用，而在此之前，作為一個沒有用處的器官，它只會白白消耗營養(yǎng)，增加斑馬生存的負擔，所以這樣的進化是注定不可能實現(xiàn)的。

具體到動物身上任何類似輪子的構造，還有另一個具體的困難：現(xiàn)實中的輪子由一根不動的軸和繞它旋轉的輪組成，動物如果進化出輪子，不動的軸可以與身體連接，但旋轉的輪子呢？它上面的血管、神經(jīng)等怎樣與身體連接？這是一個難題。所以，輪子很可能是自然界中生物進化無法接近的少數(shù)禁區(qū)之一，只能由我們人工制造以補自然之不足。

進化無禁區(qū)論者則傾向于認為進化無禁區(qū)。他們說，進化是一個積累的過程，在這過程中，不僅生命的形式越來越多，越來越復雜，構成有機體的“部件”也在由少到多、由簡單到復雜進化。當“部件”少而簡單的時候，能組裝出來的生命形式少而簡單，當“部件”多而復雜的時候，由它們組裝出來的生命形式也多而復雜。隨著時間的推移，“部件”越來越多，越來越復雜，所以任何生命形式（比如帶輪子的動物、帶機關槍的斑馬），只要假以時日，都可以在此基礎上產(chǎn)生。生物進化是宇宙中最無止境的過程之一，它的顯著特點是能夠產(chǎn)生無限的多樣性，大自然還遠沒有窮盡所有可能的生命形式。

他們反駁進化禁區(qū)論者說，關于進化，只有你想不到的，沒有它做不到的。舉個例子。假如我們是生活在大約4.5億年前奧陶紀時期的進化生物學家，我們絕對想象不出后來進化出來的一些東西，比如花朵和飛鳥等，因為那時的生命形式太簡單、太有限了，只有三葉蟲之類的簡單海洋生物。在“所持者狹”的情況下，我們確實很難認識到進化的無窮潛力。幾百萬年以后的生物學家同樣要嘲笑今天的進化禁區(qū)論者。

此外，進化無禁區(qū)論者還認為，禁區(qū)論者口中的很多“不可能”，也可能來自我們自身知識有限或者先入為主所帶來的偏見。

關于知識有限所帶來的偏見，可以舉一個例子。一直以來，人們都認為所有的蜘蛛都是食肉動物。然而在2009年，科學家發(fā)現(xiàn)一種名為“吉卜林巴希拉”的蜘蛛，這種蜘蛛主要以植物為食。

關于先入為主的偏見，我們以不存在吃草的蛇為例。事實上，在進化的歷史中，許多動物在吃肉和吃素之間來回轉換。大熊貓就是這樣一個例子。雖然它現(xiàn)在以竹子為食，但它的祖先是食肉動物，大熊貓的內臟至今都還沒有完全適應吃植物。如果說，到目前為止，還沒有發(fā)現(xiàn)一種蛇是吃草的，這可能只意味著，蛇的身體構造特別適合食肉，或者也可能只是一個巧合，譬如蛇的近親是蜥蜴，而據(jù)我們所知，許多蜥蜴是食草動物。

總結進化無禁區(qū)論者的觀點：進化無禁區(qū)。任何復雜的身體構造，如帶輪子的動物、“持槍”的斑馬等，都可以在大自然中產(chǎn)生，條件是給進化足夠長的時間。

如果你覺得進化無禁區(qū)論者的上述觀點太樂觀了，怪他們盡開空頭支票（你可以問“什么叫時間足夠長呢？以地球45億年的歷史，還不算足夠長嗎？”），那么下面一個謹慎保守一點的觀點還可供你參考。

以沙子作為投擲武器的蟻獅

這個觀點還是堅持進化無禁區(qū)，但同時又認為，大自然不太可能進化出輪子、機關槍這類的身體構造;不過呢，不是因為它們是禁區(qū)所在，而是因為實現(xiàn)這些身體構造的功能，進化有更好、更簡單的策略。一句話，非進化不能也，是不為也！

以輪子為例。我們受益于輪子的好處是，它可以載著我們跑得更快、更省力;人們期望動物進化出輪子，意圖也無非如此。但試想一下，跑得更快、更省力非得通過輪子來實現(xiàn)嗎？通過翅膀來實現(xiàn)豈不更省事？至于翅膀嘛，那是進化早就實現(xiàn)了的東西。

退一步說，就算一定要通過在地面滾動來旅行，那么把整個身體縮成一個球，也同樣能完成輪子的目的。很多動物，譬如某些蜘蛛，就善于把身體縮成一個球，之后用肢體推動，在地面滾動。而且相對輪子而言，球的自由度更大，更靈活，而輪子卻很容易在不平坦的地面卡住或摔倒。再說，在自然界中，平坦的表面畢竟罕見。凡此這種，為了實現(xiàn)跑得更快、更省力的目的，進化實在沒有理由青睞輪子，它有更好的解決方案。

斑馬沒有進化出可以擊退獅子進攻的機關槍，也可以做類似的解釋。在自然界中雖然沒有“持槍”的斑馬，但類似槍的射彈武器也并非沒有。用水作為投射武器的箭魚，用沙子作為投擲武器的蟻獅，都是這方面的例子。不過，其共同點是它們都是食肉者，而現(xiàn)在所談論的斑馬是食草者。它們與獅子的關系，也只是避免被獅子吃掉而已，不是為了生存而吃獅子，因此能快速逃跑就夠了，所以進化就沒必要再為斑馬設計一種類似槍的投射武器了。

歌利亞巨型食鳥蛛

乍一看，有很多動物是進化上的錯誤;它們似乎進化出了明顯不利于生存的特征。然而，仔細審查，往往會發(fā)現(xiàn)，進化比你我都高明。

以澳洲夜行鸚鵡為例。顧名思義，它是夜間活動的，你可能認為，這意味著它在黑暗中看得很清楚。然而研究表明，它的眼窩比其他鸚鵡的眼窩小，視神經(jīng)也比其他鸚鵡小。據(jù)此有人想當然地認為，這種鳥的夜間視力可能不比白天活動的其他鸚鵡的夜間視力強多少。

但科學家并沒有急于下這樣的結論。動物的眼睛里有兩類視細胞，一類對強光敏感，一類對弱光敏感。一般來說，對強光敏感和對弱光敏感兩者不可兼得，而澳洲夜行鸚鵡的眼睛構造，是兩者很好的折衷。他們推測，它的夜間視力應該是不差的。

同樣，有一種觀點認為，世界上最大的蜘蛛——歌利亞巨型食鳥蛛（體重最大可達230克，有盛菜盤子那么大），實在是進化的敗筆。因為如果它從高處墜落，摔到堅硬的巖石上，很可能會因為外骨骼被摔裂而很快死去。但它作為蜘蛛，又不得不“高空作業(yè)”。

這種說法固然有一定的道理，但可惜這個“如果”很少成立，因為這種蜘蛛很聰明，它們捕食時總是以逸待勞，很少到有致命危險的地方去冒險。