影片

文字稿

演化的機制

到底演化是什麼呢？

演化就是地球上生命的發展。

這是一個數十億年前開始的過程， 而且現在仍在繼續。

演化告訴我們這些數量龐大而多樣 的生命是如何可能發展起來的。

它顯示出原生動物是怎樣成為 今日我們所見到的不同物種。

這樣看來，演化可以回答我們每次看到 臘腸犬和大丹犬在一起時問的問題：

相同的祖先怎會生出如此不同的後代呢？

在回答這問題時，我們希望只專注於動物上， 而暫時排除如菌類或植物的生命體。

因此我們要問的第一個問題就是： 一隻動物如何演變成一類全新的物種？

但先很快地問一問：物種到底是什麼？

一個物種是一群可以互相繁殖後代的動物，

而這些後代也可以自己繁殖自己的後代。

不是很明白？那麼就一起看看以下幾點：

生物獨特性，這是由大量繁殖後代 和遺傳所保證的，

而第二個關鍵點就是物競天擇。

我們先來看生物獨特性。每一隻存在的生物都是 獨特的，而這是演化所必要的。

同一物種的生物可能會與其餘的十分相似；

然而，牠們會有少許不同的性狀和特徵。

牠們可能有些比自己物種的動物 體型更大、肥胖、強壯、或斗膽。

那麼，這些差別為何會出現？ 我們不妨仔細查看牠。

每種生物都由細胞組成， 這些細胞大都有一個細胞核。

細胞核含有染色體， 它們之中有DNA。

DNA包括不同的基因，而這些 基因就是生命資訊的承載體。

它們包含對細胞的指示、命令， 並決定這生物的性狀和特徵，

這個DNA就是每種生物所獨有的。

每個人之間的DNA都有點不同， 這就是他們有不同特徵的原因。

但這大量不同的DNA是如何製造出來的呢？

一個重要因素就是後代的大量繁殖。

在自然界中，我們可以觀察到大多數 生物都會繁殖供過於求的後代數量，

而致於牠們的物種得以生存， 同時也導致許多初生後代的夭折。

通常後代的數量甚至高於牠們 所住環境中可支援的數量。

這就是增加物種中生物多樣性的一個因素。

後代愈多，牠們之間就會有愈多小的差別。

這就是大自然想要的：差別越多越好。

造成生物個體獨特性的第二個 原由是基於遺傳因素。

順帶一提，遺傳是指DNA傳送至後代的行程。

兩種有趣的因素摻雜其中： 重新組合和突變。

重新組合就是兩種生物 DNA的隨機混合。

當牠們墜入愛河並交配， 牠們會兩次重組牠們的基因。

第一次是在牠們各自在造配子時重組─ 即是製造精子和卵子時。

配子會拿取並打散一半的基因。

第二次就是在雌性受精的時候。

雌雄雙方各提供50%的DNA， 即是牠們獨特性狀、特徵的50%。

然後它們會重組，或混合， 結果就是新的後代。

這些後代擁有這隨機混合的DNA， 即是牠們雙親的性狀和特徵。

這更增加了物種生物間的不同和多樣性，

然而突變也是演化的重要一環。

突變就是DNA中的隨機改變。

也可說是DNA在複製過程中的誤差，

這可能是由於毒素或其他 化學物質，或甚至輻射。

當DNA因此而改變時，突變就會出現。

這些轉變通常是負面的， 並可能導致如癌症等疾病。

但是，它們也可能會有中性或正面的效果，

人類的藍色眼睛就是一個隨機突變的例子。

在這些突變中，它必須影響配子，即精子或卵子，

因為只有配子的DNA會遺傳至後代身上。

這也是我們拍X光時保護性器官的原因， 而身體的其他部位則沒有風險。

總結來說，在遺傳的過程中，生物把牠們的 特徵以DNA的形式遺傳給後代。

DNA會被重組和突變所影響，因此 個後代都會和牠的兄弟姐妹有點不同，

並會得到牠雙親的隨機特徵。

這裡有一個重點字眼：隨機。

所有這些過程都是基於偶然的。

隨機的重組和突變使個體出現 隨機混合的性狀和特徵，

而這些個體則會自己混合性狀、 特徵，並把它們傳給下一代。

但當這些全都是隨機的時候，如 竹節蟲、蜂鳥、或琵琶魚等生物，

怎可能如此適應身邊的環境？

答案就是在第二個關鍵點，物競天擇之中。

每個個體都要經歷自然選擇的過程。

之前提到，每個生物個體都和 牠們的同類有點不同，

而物種中的動物間 有著廣泛的變化。

環境因素對生物有影響。 這些所謂的天擇因素包括：

掠食者、寄生蟲、同一物種的動物、毒素、棲息地的改變、或氣候。

每個個體都要經歷天擇的過程。

每種生物都有一些獨特 性狀和特徵混合在一起。

這些混在一起的特點可以為牠們的生存 提供幫助；然而也可能不會有任何幫助。

擁有不適應特點的動物會從環境中被選擇出來。

而那些擁有適應特點的動物得以生存下去， 並把牠們增強的性狀和特徵傳給下一代。

這就是生物多樣性為何是這麼重要的原因。

這也就是生物努力繁殖 後代如此不同的原因。

這增加牠們後代成功通過 大自然選擇過程的機會。

同時增加牠們物種生存的機會。

這方面一個好的例子就是在 遙遠島嶼上所住的一群燕雀。

牠們是科學界中最有名的動物之一，

牠們也叫達爾文雀，因為牠們是由達爾文 所發現的，而這也是牠們的故事。

數百年前，一小群燕雀大概因為一場風暴 而被吹至太平洋中的加拉巴哥群島。

牠們現在變成在一個完全陌生的環境中，

一個燕雀天堂：大量食物和沒有天敵。

牠們以極快速度大量繁殖。 牠們充滿了整個島嶼。

這意味著糧食供應變得越來越稀少。

整個天堂籠罩在饑荒之下， 朋友變成了競爭者。

這就是天擇發揮作用的時候。

牠們各自的個體和少許不同， 在這裡指的是少許不同的喙，

使得一些燕雀不需和其他鳥類競爭，

一些燕雀的嘴適合挖蟲。

另一些適合砸開種子。

牠們之後形成不同的生態位，在其生態位中 牠們不用為過多的競爭而擔心。

後來牠們開始只和自己 生態位的燕雀繁殖。

多個世代後，這些特徵增強了，

令牠們可以成功開拓自己的生態位。

挖蟲的和砸種子燕雀的差異大至

牠們不再可以一起繁殖， 因此形成不同的物種。

現今在加拉巴哥群島上有十四種不同的燕雀，

牠們全都是從同一群擱淺的燕雀演變而成的。

這就是演化形成新物種的過程：

透過獨特個體的互動、

後代的大量繁殖、

遺傳中的重組和突變、

還有最終的物競天擇。

為什麼這很重要？

因為它告訴我們生命的來源， 和生物完全適應身邊環境的原因，

而這也對我們有影響。

每個人都是35億年演化的結果，這也包括你。

你的祖先不停地搏鬥和適應以生存。

這個生存含有極端的不確定性。

如果我們考慮到曾經存在的 物種中有99%都已絕種的話，

那麼你就是成功生存的其中一個故事。

恐龍已絕種了，但你還在生，看這套影片，

因為你是特別的，就像現在 所有存在的生物一樣：

在宇宙中不可再生而且是獨一無二的。

字幕由 Amara.org 社群提供