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方舟子:長(zhǎng)頸鹿的脖子為什么那么長(zhǎng)?

2010-05-19 20:50:33

來(lái)源:人民網(wǎng)

  長(zhǎng)頸鹿是從“短頸鹿”進(jìn)化而來(lái)的,這個(gè)事實(shí)毫無(wú)疑義,古生物學(xué)家甚至找到了介于二者之間的過(guò)渡型“中頸鹿”的化石。但是長(zhǎng)頸鹿的脖子是怎么進(jìn)化來(lái)的?這個(gè)問(wèn)題的答案就不是那么顯然了。我們從中學(xué)生物課學(xué)到過(guò),歷史上有兩種關(guān)于生物進(jìn)化的理論曾經(jīng)爭(zhēng)得很厲害,課本上舉的例子,正是關(guān)于長(zhǎng)頸鹿的進(jìn)化。

  第一個(gè)關(guān)于生物進(jìn)化的理論是拉馬克提出來(lái)的,其核心是有一種內(nèi)在的動(dòng)力驅(qū)使生物向前發(fā)展,而由于“用進(jìn)廢退”,習(xí)性會(huì)讓生物的器官出現(xiàn)獨(dú)特的形態(tài)。在1809年出版的《動(dòng)物哲學(xué)》一書(shū)中,拉馬克舉長(zhǎng)頸鹿為例說(shuō)明后者:“觀察習(xí)性影響長(zhǎng)頸鹿奇特的形態(tài)和大小,是很有意思的:這種最高的哺乳動(dòng)物生活在非洲內(nèi)地,那里的土壤幾乎總是干枯、貧瘠的,因此它不得不靠吃樹(shù)葉為食,一直盡力要夠到樹(shù)葉。由于該物種長(zhǎng)期保持著這個(gè)習(xí)慣,導(dǎo)致了它的前肢變得比后肢長(zhǎng),而它的脖子則延長(zhǎng)到了這樣的長(zhǎng)度,長(zhǎng)頸鹿即使不用后肢直立,高度也能達(dá)到6米。”

  達(dá)爾文提出了第二個(gè)關(guān)于生物進(jìn)化的理論,那就是自然選擇學(xué)說(shuō)。不過(guò),最早用自然選擇來(lái)解釋長(zhǎng)頸鹿脖子的進(jìn)化的,不是達(dá)爾文,而是獨(dú)立提出自然選擇學(xué)說(shuō)的華萊士,是他在1858年寄給達(dá)爾文的論文中簡(jiǎn)單地提到的。

  華萊士當(dāng)時(shí)并不知道達(dá)爾文已秘密研究自然選擇學(xué)說(shuō)很多年。他的來(lái)稿促使達(dá)爾文在第二年發(fā)表《物種起源》。也許是不想和華萊士撞車(chē),達(dá)爾文在《物種起源》的早期版本中并沒(méi)有提及長(zhǎng)頸鹿的脖子進(jìn)化,而是以長(zhǎng)頸鹿尾巴為例。一直到《物種起源》的第6版,為了反擊動(dòng)物學(xué)家米瓦特的批評(píng),才用很長(zhǎng)的篇幅討論長(zhǎng)頸鹿脖子的進(jìn)化。其主要觀點(diǎn)是:原始長(zhǎng)頸鹿中有的較高有的較矮,當(dāng)食物缺乏時(shí),較高的個(gè)體能吃到較高處的樹(shù)葉,是其他動(dòng)物吃不到的,因此有生存優(yōu)勢(shì),能留下更多的后代。一代又一代選擇的結(jié)果,長(zhǎng)頸鹿的脖子就變得越來(lái)越長(zhǎng)。

  遺傳學(xué)建立以后,人們知道了后天獲得的性狀是無(wú)法遺傳的,即使長(zhǎng)頸鹿的祖先由于老是伸脖子讓脖子長(zhǎng)了一點(diǎn),也無(wú)法讓后代天生就有長(zhǎng)脖子。拉馬克的假說(shuō)無(wú)人相信了,達(dá)爾文的說(shuō)法就傳開(kāi)了。非洲草原在旱季時(shí)的確會(huì)出現(xiàn)食物缺乏,而長(zhǎng)頸鹿作為最高的動(dòng)物,也的確能吃到其他動(dòng)物吃不到的樹(shù)葉,達(dá)爾文的解釋非常直觀,很有說(shuō)服力。

  但是這個(gè)解釋也只是假說(shuō),并沒(méi)有證據(jù)。反而有些反面的證據(jù)。例如,長(zhǎng)頸鹿并不是總是伸長(zhǎng)脖子吃高處的樹(shù)葉,在有的地方,長(zhǎng)頸鹿大約有一半的時(shí)間是彎著脖子吃低處的樹(shù)葉。而且,與達(dá)爾文設(shè)想的相反,在旱季時(shí)反而是高樹(shù)的葉子少了,長(zhǎng)頸鹿不得不去吃矮灌木的葉子,這個(gè)時(shí)候長(zhǎng)脖子似乎并沒(méi)有顯示出生存優(yōu)勢(shì)。

  長(zhǎng)脖子還有生存劣勢(shì)。由于頭比心臟幾乎高了3米,為了能保障大腦的血液供應(yīng),長(zhǎng)頸鹿的心臟很大,動(dòng)脈管壁很厚,使得長(zhǎng)頸鹿的血壓是所有哺乳動(dòng)物中最高的。對(duì)生存不利的特征有時(shí)也能進(jìn)化出來(lái)。例如雄麋鹿的大角并不利于生存,但是由于雄麋鹿用角打架爭(zhēng)奪配偶,讓大角有了生殖優(yōu)勢(shì),這些笨重的特征不僅保留了下來(lái),反而越來(lái)越笨重。達(dá)爾文把這種現(xiàn)象叫做性選擇。

  那么長(zhǎng)頸鹿的長(zhǎng)脖子是不是對(duì)它們的求偶很重要呢?是的。在求偶季節(jié),雄長(zhǎng)頸鹿會(huì)揮動(dòng)長(zhǎng)脖子互相撞頭進(jìn)行決斗,脖子越長(zhǎng),就越容易獲勝取得交配的機(jī)會(huì)。這種決斗非常激烈,有時(shí)甚至能導(dǎo)致死亡。雌鹿也比較喜歡接納脖子較長(zhǎng)的雄鹿。

  因此瑞典動(dòng)物學(xué)家西蒙斯和納米比亞動(dòng)物學(xué)家希培斯在1996年提出長(zhǎng)頸鹿的長(zhǎng)脖子是性選擇的結(jié)果。那么為什么雌長(zhǎng)頸鹿也會(huì)有個(gè)沒(méi)什么用的長(zhǎng)脖子呢?有時(shí)候只對(duì)一性有用的特征,由于遺傳的原因,也會(huì)在另一性出現(xiàn),例如雄性哺乳動(dòng)物的乳頭。不過(guò)在這種情況下,兩性還是會(huì)出現(xiàn)顯著差別的(畢竟雄性的乳頭是不發(fā)育的)。西蒙斯和希培斯認(rèn)為雄長(zhǎng)頸鹿的頭、脖子都比雌鹿重,就體現(xiàn)了這種差異。

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