【生物学思维】演化思维

admin · 发表于 2022-2-10 20:07:46

【生物学思维】演化思维

一、导论

二、群体与个体

三、群体的进化

群体的定义

变异与进化

物种竞争

无限繁殖与有限资源

最优繁殖对策

物竞天择适者生存

表型、环境与基因

白蛾与黑蛾

群体进化的适应度

杜鹃的故事

生命进化的形式

四、小结

一、导论

今天我们将跟大家一起来分享进化思维。之前我们讨论了生命从何而来以及生命的基本特征，而且还讲到了个体，个体是怎么去进行演化的，所以说我想我们今天一起来分享，除了个体，在个体这个层次以上，比如群体和生态系统，还有一些什么样的基本规则？因为在不同的层次上，生命的形式它是不一样的，它的规则也是不一样的，它的核心也是不一样的。

二、群体与个体

任何生命体都是不能独自存活的，只有形成一个真正的团体才能维持种群的延续，比如，在大海里面存在一种体积很小的鱼，当它们遇到很大的鱼的时候怎么办呢？这些鱼群它们可以组成一个方阵，然后发生瞬时的变化，来让对方感觉到它是一个强大的东西，从而不敢吃它。

实质上，单个生命体最终的要义是生存与繁殖，它就在一维水平上要么生存要么死。但是，它们成为群体后会衍生出一些不同的涵义，比如说种群进化。一个群体如果不发生进化，那么它可能就会被其他的群体所取代。但是，种群进化的重要基础就是在个体一维水平上产生的变异。

三、群体的进化

群体的定义

什么叫做群体呢？根据教科书的定义，群体是在一定的时空条件下，同一个生物体的所有个体的一个集合。比如说我们很多人聚集在一起，这个可以称为人的群体；或者说在某一个山里面，有很多麋鹿聚集在一起被称为麋鹿的群体。

变异与进化

群体是一个非常重要的进化单位。但是，个体实际上是不能进化的，它唯一能够做的是变异。个体只能选择生存或死亡，如果生存，那么它的基因就会传递下去；然而如果死亡了，它的这个基因传递就会终止。同时，个体通过繁殖的过程来传递基因时，会产生一些变化，比如两性相结合的时候，基因会产生重组，双眼皮的女性与鼻梁高的男性相结合，他们的下一代可能具有共同的一些特征，这就是产生新的重组（或者说变异）。并且，这个变异只有发生在群体水平后才会产生作用，但是如果没有个体的变化，群体水平的进化就没有基础的材料。

物种竞争

我们从一维的思维方式进入到二维的方式。同一个物种的群体，他面临着竞争，并且存在着大量的同类的竞争。同类的竞争往往更危险，我们经常讲鬼故事，很多人说鬼不可怕，最可怕是人，因为鬼从来没有把人伤害到，经常发生的是人伤害到人。所以，竞争发生在同一个物种比较多。

当然，竞争的话也会发生在不同的物种之间，比如狼把小孩吃掉了，或者人把狼打死了，这些就是不同的物种之间发生的比较明显的竞争。

进化的理念在生物学里是非常奥妙有趣的，美籍科学家杜布赞斯基曾经讲过一句话：“Nothing in biology makes sense except In the light of evolution。即，离开了进化光辉的照耀，一切生命学问题都没有意义。因为我们离开进化本身来讨论生物学的变多、变少等都没有意义，因为所有的变化都包含进化的意义，它要适应这样一种环境。

无限繁殖与有限资源

生命的第一要务是繁殖，而繁殖则是为了基因的延续。大家都想把自己最好的基因延续下去，因为基因是自私的，我只想把这个基因传给我的下一代，无论发生什么事情，战争也好，拼命也罢，只要能把基因传递下去。因此，如果没有资源的限制，人口会呈一个指数的增长形式。指数增长是一个与生长相关的一种可能发生的规律，但自然界实际并没有发生这样的规律，这是因为另一个规律在约束着它，即环境和资源的有限。

关于人口增长和环境的资源，一个比较有名的的理论是马尔萨斯曲线，它表明繁衍是无限的，但环境是有限的，因此实际增长是有限制的，即资源最大容纳的空间。如果不按照一个规律发展，你超前发展，那可能你发展到一定阶段就崩溃了，实际上你反而没有得到最大限度的发展。

最优繁殖对策

我们的资源是有限的，但我们繁殖又希望是无限的，必须按照这样一个基本的法则运转，如果他生得太多，那可能他会消亡；如果他生得不够，他也可能会被其他的物种占领，所以中间有一个最优的繁衍的对策。

每种生物繁衍的对策都是不一样的，首先我们要区分生物的特色，然后再选择合适的繁殖对策。在生物界里的话，有两种繁殖的对策：

对策一是所谓的R对策，它是低发育高繁殖类型。此类型下会牺牲大量的后代以换取个别少量存活的后代。也就是俗话所说的广种薄收，先繁衍很多后代，但不能保护好每一个后代，物竞天择后，总有一些生存下来的后代，这是一种比较损耗能量的繁殖的方式。

对策二是K策略，高发育、低繁殖类型，此类型不会生殖很多后代，但保护后代能力特别强，大部分会存活下来。这种类型会节约一定的能量。当你发育到一定高阶的程度，你有很强保护后代的能力，你就不需要繁殖那么多，你只要繁殖合适的，几乎80%、90%都能存活，这是另外一种繁衍方式。用一个比较通俗的话叫精耕细作。

这个策略非常重要，一些低端的物种在进化的过程中，当它处于一个比较低级别状态，它通常会采用R的对策。而到了高阶的过程，他有很好保护后代的能力时，他会采取K的策略方式。无论哪一种方式，实际都是为了更好的的生存下去，以便传递他们的基因。

代表性的使用R策略的就是鱼类，它们的交配实际是通过身体的接触完成的，雄鱼排放精子，雌鱼排放卵子，他们交配是在水体里进行的。我们想一想鱼产生的大量后代，是不是每一个都存活下来了？不可能，因为大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米没吃的怎么办？小小的卵就是他的营养。当然除了被其他的生物吃，人的餐桌上也出现了鱼子酱。所有这些都表明鱼虽然繁殖了很多后代，但并不是每一个后代都存活下来了。在这种过程中，后代在后天的竞争中需要依靠自己去奋斗，物竞天择、适者生存。因此，像这样一种生物的话，它的baby就非常能干，必须要面对非常严酷的环境，面对一些凶残的捕食者，它的生存环境是非常严酷的，但它一旦生存下来就非常的强大。因此一些卵生动物，比如蛇、乌龟，还有一些爬行动物，比如青蛙等，它们都是靠R策略来产生很多的卵，最后有一部分baby能够存活下来，并且一旦能够存活下来，它们都是非常强悍的。

代表性的使用K策略的是哺乳动物，比如人类，我们生下来的第一天睁开眼睛就可以有东西吃。比如大熊猫，每一年或者几年才生一个baby，每一个baby都是非常宝贵的，所以它的存活率也相对比较高。每一组生物都是采取不一样的对策，目标就是让它这个基因能够得到最好的发展。之前我们讲过，母鸟或者母兽，特别在养育baby的时间，她特别凶悍，就是为了保护她后代能够顺利生存下去。所以，亲情和关爱就是K策略的很好的礼物。所以，很多天性、母性、母爱，都是由于这样一种繁殖的对策而产生的。其实我们讲到，即使是哺乳动物，它有的也相对生殖的多一点，比如老鼠一生一大堆，在生存出来每一个baby不一定都能存活，但在它的关爱、哺育和保护下，它相对存活稍稍比昆虫高，昆虫生一大堆卵，但不知道有几个最终能存活下来。

因此，我们采取K策略或者采取R的策略，这就取决于我们所处的的环境和我们发展的能力，能达到最佳的状态且适合这个环境的策略，那就是最好的选择。实质上，R策略和K策略是殊途同归的。因为我们讲到发展的空间有限，无论你广种薄收还是精耕细作，你的能量消耗是不一样的，广种薄收的繁殖的后代虽然很多，但最后存活的不多，而精耕细作虽然繁殖的较少，但其中大部分都存活下来了。所以，两种策略存活的数量大体相当。这时候就出现了新的问题，面对着环境的有限，到底哪一些个体该死亡，哪一些个体该生存，哪一些群体该死亡，哪一些群体应该活下去。

物竞天择适者生存

对于这个问题，实际上大家没有一个明确的答案，大家觉得这个好像是随机的过程。但达尔文提出一个非常重要的观点，叫物竞天择适者生存。实际达尔文也受到了马尔萨斯和繁殖策略的启示。因为基因是自私的，个体都是自私的，每一个个体都希望有更多的后代，但我们的空间是有限的，那怎么办？由于你的环境有上限，那就是说只有最适合的个体或者群体它才能生存下来。

所以，达尔文完全改变了我们对整个世界的看法。实际上，我们商业上很多东西都是沿用他的说法，适者生存、发展进化等等，都是这样一个基本的思想路径。

我们知道活下来的就是被选择下来的，叫物竞天择。那物竞天择我们究竟选择谁？适者生存又是谁比较适合环境？环境包括生物的环境和非生物的环境，以企业为例，生物环境就是除在位企业外的所有其他企业；非生物环境就是维持企业运行的所有其他的外部的环境。

适者生存实际是表型呈现的一个状态，如果跟企业联系就是指我们的业绩，一个产品能够被顾客选择，那么它才适合这样的环境。

实质上，我们人类也是这样的，我们选择配偶会有一些标准，比如说女生要选皮肤白的，但是我们知道背后的原因是什么吗？为什么要选皮肤白的？我们这个黄种人，皮肤越白的，他接受紫外的能力就越强，接受了以后他生产钙的能力就越强。选择永远是选择那个最有利于后代的。因为白皮肤的人生产钙的能力强，所以她的baby后面生产钙的能力也强，就不会很早就夭折掉。我们知道缺乏钙就会产生很多病，佝髅病等。

实际上它是一个由性选择形成的非常有趣的规律。以前我们所有的祖先他们来自于非洲，皮肤都非常黑，但为什么那个时候皮肤要黑呢？那是因为在非洲的时候，日照非常强，我们皮肤里面有一种物质叫做黑色素，这个黑色素它可以保护你的皮肤不被紫外线所破坏，所以这就是一个生存的法则，它在自然选择的中间起着非常重要的作用。

无论是白皮肤也好、黑皮肤也好，实际上它都是一种表现型。所以，选择实际上是选择个体外在的结构，这就是我们讲的表型，个体的一种外在的结构，和它一种功能的总体表现，我们把它称之为表型，或者叫做表现型，表现出这个结构。

如果说我们还不太理解的话，我们可以来看一看植物。我们看到的植物包括根的结构、叶片的结构和花的结构等。实际上这些所有的都是它一个总体的表现型。当然，除了它外在的形态，它还有内部的一些生理的和化学结构的代谢的表现。比如说这个植物，它是生活在一种抗旱环境，它这个表型会发生千种百种的变化，来适应这种环境，因此通常的根茎是在土里，而且它的目的就是为了去吸收水分，来供给植物的生长。

叶片的作用就是为了光合作用，它尽可能的去捕捉光能。花的作用它就是为了传宗接代，而且我们知道花为什么长的那么漂亮？有各种各样的颜色，其实它不是给你看的，它是为了什么？它是为了吸引那些传粉的蜜蜂、昆虫等等。

所以，我们讲在植物里面，有这个所谓的风媒的植物，就是风来帮它传粉，像我们的玉米、水稻，还有小米等等，它就是由风来帮助它传粉、传宗接代的。因为风不会刻意选择，所以风媒的植物长的花都非常小，并且不是很好看。

但还有一类植物它传粉、传宗接代繁殖，是要靠动物给它进行。最常见的就是一种昆虫传粉，昆虫传粉就要挑选了，它远处看不见，它就不飞过来的。所以有一些颜色，比如红色、紫色、黄色、绿色、白色等等这样万紫千红，实际都是为了吸引昆虫能够在很远地方看见。因为不同的昆虫对不同的颜色敏感度是不一样的。所以，植物在进化，就是为了让昆虫过来把它的后代传下去，这就是它的功能。

举几个最简单的例子，玉米的根，它的目标除了吸收一些水分，更重要是把这个植株支撑住，所以这叫支持根。还有一些大树，像我们这边看到一些榕树大的根，它根的目标就是为了支撑这个个体。当然还有像甜菜等等的根，它的目标就是把营养储存在里面，这就是我们知道一种基本的情况，以及它适应环境所获得的性状，叫做适者生存。

我们再来看看茎，通常的茎主要是输送水分，但是在一些大的森林里，由于这个茎长得特别大，所以它的茎要形成像一块板状的茎支撑这个植物。如果没有这个支撑的话，因为太高它就会倒掉，甚至于死掉。

所以，适者生存就是环境来选择它，它来适应环境。

反过来叶片也是一样的道理，在仙人掌里，它的叶片已经变成了刺，所以它几乎没有原来的光合作用的功能，而是一种保护功能。你看它茎长得特别的嫩，里面有大量的水分动物都想来吃，但一口咬下去肯定吞不下去，所以这就是一种求存能力。

果实也是同样的道理，为什么有一些果实长得显得那么好吃，它是不是专门为了让人想吃它，进化成适合人吃的样子，有没有这个可能？实际不是。把果子长得显得甜一些是为了让鸟吃了以后，鸟排的粪便里就有它的种子，于是就能把种子传到远方了。

基因想方设法，想尽一切办法生存繁殖下去，而且还要扩散开来。很多种子掉在地上，大家都讲资源是有限的，你要把你的后代弄远一点，可以飘洋过海。而且它在新的环境下就变了，它还必须要变适应环境，所以它会产生很多的基因变化又被选择了下来。所以，在进化的过程中会产生非常多的变异，而且环境会选择出最适合的变异进行生存和发展。

表型、环境与基因

产生合适的表现型，也就是生产合适的产品或提升我们产品的业绩很重要。但表型从何而来？基因是第一重要的。我们举一个例子，帅哥美女一结合起初彼此双方非常满意，但是因为都做过整形，把表型做了一下，基因没做。一生下小孩，就开始互相埋怨，为什么双眼皮怎么一下变成单眼皮了，高的鼻子怎么变成扁的鼻子了。这就是因为没有改变基因，只改变表型实际是不行的。因为表型是从基因而来，表型英文名叫phenotype，phenotype等于什么？ Genotype，即基因型，比如抗旱的基因，双眼皮基因、高鼻梁基因、皮肤白基因等。

E指环境，由环境和基因共同作用就产生了表型。我们刚才讲到根，根本来是吸收水分，结果根的功能后来变成了支撑植物和储存能量，它有很多变化，就是因为它要适应这样的环境，所以G by E这是非常重要的。基因phenotype是一种表现型，G是基因它是一种基因型，E是环境。

所以，所有的表现型都是在基因和特定的环境作用下的一种产物一种表现。基因是一段DNA的序列，当它在特殊的环境下，它就会表现出特殊的样子。

按照我们讲的中心法则的话，基因约定了它的表型，而不是表型再反过来决定基因，这一点概念非常重要，我们一定要把最重要关键的因素要变化要知道该改变谁，否则你改变了你的的表型，实际根本没作用，下一代产品一下又变回去了。所以我们如果知道这样一个基本的道理，就是基因约定现状，环境又决定了最终的表型。就是我们有这样一个基因，潜在会产生这样的表现型，但如果你没有这样的环境，可能表现出就不是这样的表现型。

举一个简单的例子，有一些抗旱的基因在植物里，当环境是非常干旱，这时候它的优势就表现出来了；但如果这个环境根本就不旱，这个基因即使表现出来都没有什么优势，这时候它的抗旱的表型就没有什么用处。在企业中间实质上也是这样的，企业内部的环境和外部的环境会影响结果的呈现。我们在变化的过程中，一定要考虑到什么样的环境加上什么样的基因能够产生什么样的表型。

变异通常是来自于个体，它由于在复制过程中产生错配。而且不同的个体在繁殖过程中有性生殖，它也会产生重新组合，也会产生新的变异。变异非常的重要，我们经常讲个体复制产生错误，而错误会促使我们情去找到一个新的发展的路径，如果没有那样的错误，它就永远不变。个体它可以死，但是群体它就可以永远生存下去，就是因为群体产生了进化，如果它不产生进化，群体可能就会消亡了，如果它产生进化，很快就能发展起来了。

我们要形成这样的概念，进化实际上是对最优那一种表现型的选择，而且这个表现型它是由基因在控制，有了这样一个基因，有了这样的环境，它才会产生这样的表型。

所以，在这个基因传递的过程中，我们有一些基因比如说肺，我们讲同功能的基因，有的鱼它里面是长的鱼鳔，专门有一种鱼叫肺鱼，它里面真是像肺一样的东西。但是它的老祖先它都是由同一个基因分化出来的。所以，它在不同的环境、不同的物种中间，它的作用是不一样的，这就是我们讲的这个同根同源的器官。老祖先这个基因是在那儿的，但是环境发生了变化，所以它所处的压力发生了变化，于是它就产生了功能上的分化。

白蛾与黑蛾

现在我们一起看看几个非常有趣的例子，这个例子包括两种蛾子：灰白色的蛾子和黑色的蛾子。我们考虑一下哪一种蛾子更好、更容易生存？我们在这包含灰色和白色背景的一种环境下，它们两者的数量可能差不多，为什么？因为他们两个都非常的显眼，很容易被天敌给发现。所以它们实际都有同等的机会，因为它长得跟环境太不一样的，所以鸟在天空上看到黑的话一下就吃掉，你要看到白的也同样吃掉，或者旁边的螳螂一下看到白的黑的都很容易发现。

但我们改变了环境，比如在一个没有被污染的环境，那它的背景是白色的，我们发现此时有大量白色的蛾子，而黑色的蛾子非常的少。因为黑色的蛾子很容易被天敌发现，它的生存环境非常的差，而白色的蛾子不易被发现，它能大量的生存下来。

进一步，在一个严重的污染的换种，整个背景变成灰色的。此时，黑色的蛾子容易隐藏下来，它的环境恰巧便于黑色的蛾子不易被看见。而以前白色的蛾子，此时就很容易被发现。所以，在污染的环境中，黑色的蛾子的数量多于白色的蛾子的数量。

不同的环境布景的颜色产生了不同的优势表现型。我们讲变化有时候你根本知道它的变化到底是好还是坏，就像我们看见白色的蛾子和黑色的蛾子，当你们处在两个都容易看见的情况下，他们两个差不多。但是把它放在白色的环境，那黑色的蛾子的显然就没有优势。反过来把它放在被污染的黑色背景环境下，白色的蛾子就没有优势了。

同样两种生物，但是就是由于环境不一样，于是它的出现频率就发生了变化，白色的蛾子在白色的环境中就很容易生存下去，而在灰色的环境中它可能就生存不下去。所以进化是没有方向性的，进化也不是说它更高级和更低级了，没有更高级和更低级的说法，只有更适应和不适应的说法。

所以，我们在企业的发展过程中，不一定看我比它高级或者比它怎么样，实际上是我这个企业在这样一个环境下它是不是更适合生存、发展、繁衍，这才是我们考虑的。同样一个企业，把它放在不同的环境，实际它最终的结果是不一样的，这就是我们讲的进化带来的一些差异。

群体进化的适应度

我们一起看看进化群体的适应度，适应非常的重要，环境选择它适应的表型，淘汰不适应的表型。在下一代中间，最适合的表型比例会不断的增加，这有一个黄色的球，当时产生了一个突变，虽然它的频率很低，但在繁殖过程中，它可能会逐渐扩大它的频率，这就是一种适应的表现。

有时候我们说小小的变化看着不起眼，但一旦找到了适合的环境，它可能会非常快的发展起来。所以，我们不要忽略一些小小细微的变化，也不要忽略看不起眼的一些产品，也许它到了一个新的环境，它可能会产生强大的生命力，把其他的东西都淘汰掉，就只有它生存。所以这也是生命之道。

所以，增速一旦找到最适合的环境，它会疯狂的起来，成为这个群体的主流。

我们从一维的思维的生和死到二维思维的进化，在进化的过程中，其实有很多种不同类型的选择。刚才讲到这是一个所谓平衡性的选择，就是某一种类型它的frequency达到一个最高的状态。

杜鹃的故事

我们听过杜鹃的故事吧，它把自己生的鸟蛋混在人家的鸟蛋里面。而且杜鹃生的鸟蛋个头比较大，因为母鸟有一个特殊的喜好，它对于个头大的个体有特殊的感情，因为母鸟知道那是最强壮的一种表型。但长期以来被欺骗的鸟会觉醒。于是它怎么进行分辨？母鸟会改变它的鸟蛋的颜色，将其变成蓝色。但杜鹃不知道，还是把鸟蛋产在别的鸟的窝里，这个鸟一旦看见有不是蓝色的鸟，就会把蛋给弄走或从窝里推出去。

当然这个故事后面是，杜鹃也学会了这一招，于是它也进化出另一种机制，又产生了蓝色的鸟蛋。进化就是这样的，叫魔高一尺道高一丈，就是这样一个过程。这就是我们讲的平衡的选择。

还有一种选择性叫定向选择，当有两种蛾子产生时，如果把白色的环境变成灰色的环境，就等于定向把灰的蛾子定向增多，这就是不同选择的机制。

生命进化的形式

演化不是演进，不是说越大、越强的东西越好，最适合的东西才是最好的。演化是没有方向性的。

而且我们通常认为从演化的角度而言，物种是从水生到陆生，好像陆地上生存比水里更先进。其实实质上并不是那样。比如，鲸鱼先从水里到了陆地上，但是它发现这么大的体型不适合陆地，于是它又重新回到水里，才能支撑起它的体重。因为在海洋里有很强大的浮力，所以它非常容易在这样的环境下生存，所以它重新回到水里，而没有再回到水里的大体型的其他物种就灭绝了。

生命进化的形式大致有两种：

形式一，聚变形式。像植物有时候染色体突然加倍，从2倍体变成多倍体，这种变化也许会带来生存更好的发展，但绝大部分这种聚变型的情况，发生所谓翻天覆地的变化，都是失败的。

形式二，渐变式。每次变一小点，逐渐产生变化，这种变化比较温和，所以失败的例子比较少。

人工选择和自然选择也很重要。自然选择是靠大量牺牲个体、牺牲能量、牺牲群体实现的，因为它是依靠大量的试错、大量的能量损耗，来找到最佳的发展机会的方法。当然我们企业的发展不能够完全模仿自然的选择，因为这损失太大。我们可以模仿人工的选择，人工选择就有非常强的目标性。农作物的育种就是模仿进化的过程，通过人工的选择来实现的。

在人工选择下，你会定向的发展一个产品，最后让大家都喜欢，这个过程中它只会损耗很低的能量。

生命的奥义，实际我们讲到进化是一个非常重要的中心的法则，只有进化生命才能够发展，否则它就不会从简单变成更复杂，从单个变成多个的。

四、小结

我们从个体进入一维的个体进入二维的群体，在群体的过程中，我们对象是群体，不同物种的群体。我们知道在个体水平上它的生存繁殖是第一要务，而在二维的层次上，在群体或者物种的层次上，物种的发展进化是它最重要的要义。

所以，物竞天择适者生存，而且这个变化是最适合的变化，它是根植于基因上的，基因产生了变异，由基因和环境共同作用产生它的表型。我们天择是择这样一种表型，让最适合的个体保留下来，当它适合的群体适合的个体大到一定程度，这个群体就产生了进化。

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