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为什么我们日常见到的大多数爬行或哺乳动物,普遍进化成了四条腿?

图片:TeamK / CC0

兔小淘,只写自己想写的东西。

大众关于进化有一个很大的误区,就是狭义自然选择论:现有物种 or 性状一定是自然选择之后留下的,自然选择留下的物种 or 性状一定是最有效率的。

这个论调完全照搬百年前的进化论,和中学教科书一致。

但是诸位,进化论在这百年间是不断发展的啊,不断有新的理论添加进来,进化论早就不是我们中学所学的那样了。

现在随着分子生物学的发展,进化论有了一个很重要的补充,叫做中性理论,说白了就是,我今天长啥样基本因为随缘。简单来说有这么几点。

首先,绝大部分突变都是中性的,不算好也不算坏,这些性状是否遗传下去看随机因素。比如你和你老婆都是黑虹膜,你生了个儿子是棕色的,你除了要怀疑隔壁老王(划掉),你还要想这有可能是个中性突变,对你儿子没什么影响,不好也不坏,如果你儿子也有后代,这个性状也就保留下来了,如果他不行没后代,棕虹膜的性状就消失了。他有没有后代,刚出生的时候谁也不知道,完全看随机因素。

接着,在随机因素的作用下,也有一些好的性状不是特别的好,会在遗传中丢失;一些性状不是特别的坏,也会被正常遗传下去。还是拿儿子举例,如果他是蓝色虹膜,在中国比较受欢迎,按理说好找媳妇,这个性状就容易被遗传下去,结果哪天他突然出车祸(随机因素作祟),嘎嘣一下没了,这个有点好的性状也就没了。反之,他有了个白内障一样的白色虹膜,一堆女的嫌弃,本来不容易找媳妇的。结果忽然哪天出了个动漫叫火影忍者,里面的白眼人气爆棚啊(随机因素作祟),结果他就找到媳妇,反而把这个有点不好的性状遗传下去了。看明白了吗?对于这些不特别好,不特别坏的性状,他们在选择中只稍微占优势或劣势,遗传不遗传下去随机因素比较重要。

最后,现在的中性理论和几十年前提出时已经有了长足的发展,和自然选择学说互补。只是极不好或者极好的性状更容易被自然选择淘汰或留下,其他那些不太好,不太坏和中性的性状,能否遗传下去随机因素占了更多的比重。

接下来我说的话需要有一定的逻辑理解能力,如果不想烧脑请直接看最后一段。

在弄明白随机因素在进化上很重要这个前提之后,我们再看很多知乎关于进化的提问,比如为什么我们直立行走?为什么我们左右对称?下面的回答往往给你分析一堆直立行走,左右对称的好处,然后告诉你因为这些好处,我们就直立行走 / 左右对称了。这套回答方法放到普通的因果问题里是可以的,但放在进化上就有了很严重的逻辑问题,因为进化和性状不成完全的因果。这就好比,你问我今天为啥吃鸡肉?我回答你鸡肉好吃,热量低,所以我今天吃鸡肉。看似这个回答没有问题,但其实我吃鸡肉的原因是我忽然特别想吃啊。所以好处≠原因。回到进化上,自然选择和性状这二者不能完全构成因果,因为性状也同样限制了物种的生态位和选择的方向(比如昆虫的六条腿更适合他们的体型,他们也很难靠现有生理结构往更大的体型方向上进化)。

那我们回到这个问题,为什么动物有 4 条腿?很多回答说了一堆稳定性,体重,重心之类的问题(许多回答在我看来逻辑阐述有很大问题),然后分析几条腿对昆虫特别好,几条腿对脊椎动物特别好,得出结论昆虫 6 条腿,脊椎动物 4 条腿是最好的。这个逻辑其实是有问题的,弄错了进化和性状的关系。进化和性状这更像是个鸡生蛋蛋生鸡的问题,并不是进化单方面影响性状,而是性状也限制了进化方向。

我是最后一段:

所以这个问题的真正答案很简单:在系统发育上来看,陆生脊椎动物的物种拥有共同祖先(是某种原始两栖类,在始蛙亚目发生之前),而这个共同祖先在生理上具有四肢,所以目前绝大部分陆生脊椎动物都具有四肢。

翻译过来就是:你妈是四条腿,你爸也是四条腿,你和很多脊椎动物的祖先都 4 条腿,所以你就四条腿了。你要问为啥你祖先也四条腿?这就是随机因素啊。肢体的演化涉及了久远的演化时间,肢体也不是一开始就是呈现出现在四肢的样子的,只是登陆的这一支物种祖先恰好有四条腿。肢体的数量在起源时没有受到强烈的选择压。我们的祖先很久以前就是左右对称,所以偶数的肢体成为必然。加上没有任何证据显示其他数量的偶数腿活的不好(看看隔壁昆虫纲),而且就算是我们脊椎动物,也出现了上肢特化,和四肢全退化也活的好好的例子。所以是随机因素导致了你祖先恰好四条腿,毕竟你把时间再往前推,都是单细胞的时候大家怎么知道自己以后多少条腿?

照例加一个 PS 来映射一下我的中心思想防止有些朋友没理解:

如果把地球的物种全部消灭,重新来一次进化,会怎样呢?结果就是,每个生态位会和现在完全一致,但是占据这个生态位的物种会和现在有很大不同。那时候海底族的知乎,可能就该问:为什么天上飞的龙族有 4 对翅膀?然后有很多人回答表示,4 对翅膀的好处多多,所以天上飞的就该有 4 对翅膀。

这么看来,是不是觉得很多回答有些怪异了?

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