第3章 联盟司令部

生物的进化方向是怎样决定的

地球上没有完全相同的生物，也不会有完全相同的个体，就算是同卵双胞胎，也会有这样那样的差异。可是，科学家却断定，生活在地球上的这些形形色色的生物，祖先只有一个。那么，地球上的生物本是同根生的依据是什么呢？

小至细菌，大到象、鲸，它们的身体无一例外都由细胞组成，它们的生命活动都在细胞中进行，它们的传宗接代也都由细胞来完成。此外，所有生物的生命活动都离不开蛋白质，它们的性状传递离不开DNA。正是生物之间的这些同一性，使生物学家做出了所有生物都有共同祖先这一结论。比较解剖学和比较胚胎学的研究，同样也支持这个结论。

可是，共同的祖先怎么会产生面目全非、多种多样的后代呢？很久以前这个问题就困扰着人类，虽然有不同的答案，但最令人信服的只有一个，那就是五花八门的生物都是由共同的祖先不断变化发展而成的。生物的变化发展也叫生物的演化，就是我们所说的“生物进化”。

地质学家对化石的研究证明了“生物进化”这一观点的正确性。地球形成于46亿年前，地质学家和古生物学家在36亿年前的地层中发现了细菌化石，在36亿年以后的地层中陆续发现了不同种类的化石。科学家们发现，最早出现的动物化石是生活在水中的无脊椎动物，以后依次出现的是鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类；最早出现的植物化石是水生藻类，随后依次是蕨类、裸子植物、被子植物。结合化石出现的年代先后和化石种类，科学家们看到了生物发展变化的趋势，那就是地球上的生物是沿着简单到复杂、水生到陆生、低等到高等的方向变化发展的。

那么，是什么推动了生物的进化呢？英国科学家达尔文的回答最令人信服，他认为生物进化的原因是“自然选择”或者“适者生存”。达尔文从马尔萨斯著的《人口论》中看到人口增长快于生活资料增长的论述，并赞同这种观点。他认为，任何生物只要每个个体留下两个后代，随着它们后代数量的增加，生物总数的增长必然快于生活资料的增长，解决这个矛盾的唯一途径就是彼此之间要进行生活资源的争夺，为了生存所进行的生活资源争夺称为“生存竞争”，也叫“生存斗争”。

在“生存斗争”中，必然是“勇”者胜。就像狼和兔的关系，狼群中跑得快的就容易逮住兔，得以生存下来，而兔群中跑得快的容易保住性命。狼与狼、兔与兔、狼与兔之间都在为生存而展开竞争，竞争胜利者就被大自然保留下来。由此可知，是大自然选择了生存竞争中的胜利者，简称“自然选择”。当然也可以认为，“生存竞争”中的胜利者是适合大自然的，所以“自然选择”也叫“适者生存”。

从狼与兔的例子中，我们可以看到，虽然同为狼，其中也有跑得快的和跑得慢的之分，同种生物中的不同个体就是变异个体。正是因为各种生物都存在遗传变异，才造成了个体的不同，才会发生生存竞争，也正是因为有了生存竞争，才会引起自然选择，正是由于适合大自然的变异个体得到了生存，生物才会发展“进化”。（潘重光）

为什么说是自然选择造就了单细胞动物和单细胞植物

达尔文认为，同一种生物在相同条件下生活时，自然选择可以按不同的方向进行，这样同种生物就会产生出不同的后代。大约在25亿年前的原始海洋中，原始单细胞生物的数量不断增加，对现成的有机物消耗量越来越大，食物已经供不应求，死亡越来越逼近原始单细胞生物。与此同时，原始单细胞生物在消化分解食物的过程中所释放出的二氧化碳也越聚越多，二氧化碳的增加为光合作用创造了条件。

此时，原始单细胞生物中至少产生了两类变异：一类是细胞膜很薄的单细胞生物，这些生物的细胞能随着细胞质的流动而滚动，有的还能伸出“伪足”，就像长了脚，这些会动的细胞可以在消耗完四周的现成食物后换个地方继续觅食，而那些不会动的细胞就只能在原地等死；另一类产生变异的单细胞生物虽不能动，但体内有了叶绿体，膜外还有一层厚厚的壁，因为它们能自力更生制造有机物来养活自己，所以不必依赖现成的有机物，真正实现了“自给自足”。这两类变异所产生的生物在生存竞争中取得了胜利，它们的后代得以繁衍和壮大。

科学家们推测，同一种原始单细胞生物，就是这样通过自然选择，产生了原始的单细胞动物和单细胞植物的。（潘重光）

为什么草原上的狮子比羚羊少得多

在一望无际的非洲大草原上，生活着各种动物：鹿、斑马、羚羊、猎豹和狮子等。当太阳升起的时候，成群结队的鹿、斑马、羚羊在草原上悠闲地啃食着鲜美多汁的青草，狮子和猎豹则成群或独自埋伏在草丛中，随时准备对这些猎物发起进攻。看到这，我们不禁要问，为什么草原上狮子的数量远比羚羊少，这些不同物种之间的数量有什么关系吗？

1942年，美国耶鲁大学的生态学家林德曼为我们揭开了这其中的奥秘。不过，他研究的不是草原上的生物，而是位于美国明尼苏达州一个四周被沼泽环绕的湖泊——赛达伯格湖中的生物。他根据食物链的原理把生物划分为好几个等级：植物进行光合作用生产有机物，属于第一营养级；草食动物以吃草为生，属于第二营养级；肉食动物捕食草食动物，属于第三营养级。他发现相邻的营养级之间存在着令人惊奇的数量关系，即后一个营养级的生物总量总是前一个营养级生物总量的1/10左右！林德曼称之为“1/10定律”。在发现“1/10定律”之前，林德曼对赛达伯格湖进行了长达3年的研究，积累了大量的数据，就是没有理出一个科学的头绪。一位中国同学无意中说了一句最普通的谚语——“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃稀泥”，这使他茅塞顿开，于是从食物链的角度揭开了生态系统的奥秘。

如果把这种关系按照食物链的顺序自下而上表现在图上，我们会发现位于最底层的植物数量最多，然后是草食动物，再是肉食动物，位于顶层的大型肉食动物数量最少，看起来就像一个下面大、上面小的“金字塔”，称为群落中的“数量金字塔”。

类似的规律同样也存在于非洲大草原上，即植物的数量是最多的，食草的鹿、斑马和羚羊其次，而狮子、猎豹这些金字塔顶端的捕食者数量最少。（邓泓）

为什么没有三条腿的动物

在《山海经·大荒东经》中有这样的记载：“东海中有流波山，入海七千里。其上有兽，状如牛，苍身而无角，一足，出入水则必风雨，其光如日月，其声如雷，其名曰夔。黄帝得之，以其皮为鼓，橛以雷兽之骨，声闻五百里，以威天下。”这一传说中的古代神话奇兽，居然是一种只有一条腿的动物。

腿是动物的运动器官。现实中，蜗牛依靠一条“腿”爬行，青蛙、蜥蜴、豹子、大象等利用四条腿跳跃、爬行和行走，人类、蝙蝠、鸟儿和已经灭绝的翼龙等长着两条腿。然而，任凭你绞尽脑汁，估计也没办法列举出哪一类动物长着三条腿，其原因很可能与生物的进化历程有关。

在生命诞生之初，一个细胞就是一个生命。之后，地球上开始出现了由多个细胞构成的生命，比如最原始、最低等的多细胞动物——海绵。虽然有些海绵有一定的形状和对称性，但多数是像植物一样不规则地生长，形成扁的、圆的、树枝状等不对称的身体结构。接着，水母等腔肠动物开始出现，它们体内的中央轴（从口面到反口面）有许多个切面，可以把身体分为两个相等的部分，生物学上将具有这种形态的生物称为“辐射对称生物”。它们只有上下之分，没有前后左右之分，只能在水中固定着或随水流漂浮，被动地从周围环境中摄取食物。后来，为了取得主动出击的权利，一类既适于游泳又适于爬行的动物出现了。要做到这一点，它们的身体必须明显地分出前后、左右、背腹。而在形态上，通过动物体的中央轴，只有一个对称面（或说切面）可以将动物体分成左右相等的两部分，这类动物被称为“两侧对称动物”或称“左右对称动物”。这种由不定向运动朝定向运动的转变，使得动物适应的范围更广，是一种比辐射对称更高等的进化形式。

属于两侧对称的动物有很多，如蜗牛、螺等软体动物，人类、豹子、大象等哺乳动物，鸟类，蛙、蜥蜴等两栖爬行动物，蜻蜓、蝗虫等昆虫。顾名思义，它们体现在腿的数量上时要么是1（可以一分为二），要么是2、4、6等偶数，否则在体形上就无法对称了。因此，三条腿的动物不可能存在于两侧对称的行列中。

那么，有没有可能出现在辐射对称的生物中呢？在一种被称为五辐射对称的动物中，确实有长着五条腕的海星可作缓慢移动。按此推论，你可能会提出也应该有三条“腿”的“某种海星”，可惜目前为止尚未发现。而且从根本上来说，这类固定着或漂浮着作被动运动的生物其实没有真正“腿”的结构。

或许，在生命演化的历史长河中，曾出现过三条腿的动物。只是非常遗憾，不管是现生的动物还是相关的化石中，都没有找到这类动物。至于新闻报道中偶见的长着三条腿的动物，那是因为环境和基因突变形成的畸形，是没有办法稳定遗传到下一代去的。（余丽江）

为什么雄性动物爱臭美

“女为悦己者容”，人类的女性画唇描眉、穿衣打扮，是为了让自己看起来更漂亮，借以吸引异性的目光。有趣的是，在动物中也有这个现象，不过爱臭美的可不是雌性，而是雄性。“雄为雌性而容”存在于许多动物中，尤以鸟类为个中翘楚。雄鸟们打扮自己用得最多的手法就是有一件漂亮的婚装——色彩鲜丽的婚羽。大多数鸟类在婚羽上存在着显著的两性差异，如雉科、蜂鸟科、伞鸟科、太阳鸟科、极乐鸟科等等。除了有漂亮的婚羽外，雄鸟们装扮自己的法宝还有眉栉、肉垂、肉冠、肉裙、肉角、喉囊等。每到求偶季节，这些部分就会变得格外醒目。如雄伞鸟在繁殖季节除了具有羽毛构成的伞以外，还有一个悬于胸部的肉垂，在求偶时可以充血膨胀到和身体等长。在爱美方面最有创意的要数园丁鸟了，这种鸟的雄鸟自身不漂亮，但它另出奇招——建一个漂亮的求婚亭。一般长得越不出色的雄鸟，搭的平台越为华丽。除了鸟类，雄性的蝶和鱼也是爱臭美的动物。许多凤蝶和鸟翼蝶的雄性都非常漂亮，而雌性则毫不起眼。许多雄鱼也会用色彩艳丽的婚装来迷倒雌鱼，如在交配时期的红尾鹦嘴鱼，雄性的体色呈华丽的绿蓝相间，鱼鳍是橘红色；而雌性则浑身淡红色，尾鳍上稍微有一点鲜黄色。

雄性动物之所以这么爱美，这与雌性动物的择偶标准密不可分。雌性在选择配偶时，一定会考察配偶性是否成熟、性准备状态的好坏及性功能是否健全等直接影响繁殖成败的关键因素，而雄性动物爱漂亮的行动如漂亮的婚羽、气囊，华美的求偶场所等一系列求偶炫耀的强度，一般与雄性体内性激素的水平直接相关。因此，雌鸟会选择那些性吸引特征显著、求偶炫耀富有活力并能持久的异性为配偶。这样，越爱臭美的雄性就会获得越多的雌性青睐，甚至可以一夫多妻，从而产生较多的后代，保证了后代的繁衍；而那些不受雌性欢迎的雄性就会被边缘化，甚至失去交配的机会，面临断子绝孙的危险。由此看来，雄性动物爱漂亮可不是单纯喜欢臭美，而是关系到种族繁衍的大事。（刘漫萍）

为什么雄性动物妻妾成群

在动物世界里常见到雄性动物妻妾成群的现象。狮子与大猩猩过着家庭式的群体生活，谈不上真正的一夫多妻，真正的一夫多妻者以草食性兽类和海兽类居多。这些动物的雄性拥有庞大的后宫：如一头雄性红鹿拥有20～30头雌性；一头雄性驯鹿拥有40～50头雌性；一只雄性海狮拥有15只左右的雌性；一只雄性灰海豹拥有20只左右的雌性；一只雄海象则拥有10多只甚至50只雌性；一只雄海狗平均也拥有15～60只雌性。除了兽类外，鸟类也有一雄多雌的现象，如极乐鸟。

妻妾成群之所以存在，那是因为雄性动物不参与对后代的抚育，所有养育孩子的工作都由雌性承担，雌性具有独立养育子女的能力，加之动物的繁殖期又十分短暂，一旦错过就失去繁衍后代的机会。在这种情况下，丈夫不需要与一个妻子维持长期的关系，繁衍众多的族群才是首要任务，这才造成了雄性动物妻妾成群的现象。当然，如前面所说，这种情况也只发生在强壮、漂亮，拥有更多雄性特征的个体身上，不少雄性连拥有一个老婆都困难，这与动物要获得更好的基因以维持后代的进步是相一致的。（刘漫萍）

动物为什么爱打架

在电视、电影播放的动物世界里，我们总能看到雄性动物激烈相争的场景，无论是凶猛的虎、狼，还是温驯的食草动物，甚至平时彬彬有礼的海鸥、鸟翼蝶等，在求偶期间，这些雄性动物都会化身为好斗分子，对其他雄性大打出手。

雄性动物间的角斗，无疑是力量和耐力的大比拼，如两头美洲野牛相斗，可以大战无数次直到日落黄昏，有些个体间的战斗甚至能持续两天。芒背丝鱼到了发情期时，所有雄鱼的腹侧都会变成红色。对于雄鱼来说，所有的其他雄鱼都是敌人。即使雌鱼不在身旁，这种雄鱼见到红色物体也照样攻击。科学家们还通过实验证实，在繁殖期雄性芒背丝鱼的好斗是与生俱来的。

有趣的是，雄性动物间的争斗虽激烈，但绝大多数情况下都是点到为止，胜的留下，输的撤退，非常守信。如昆虫中的迷卡斗蟋，胜者有君子之风，而输的一方则会心服口服，甘拜下风，绝不死缠烂打；海象、狮子等雄性，争斗起来不管多猛烈，在一方认输后，另一方也绝不会赶尽杀绝。在动物看来，对手逃走即是放弃权利，无须再去追杀。不过也有例外，少数种类的雄性争斗中也不乏丢掉性命的，如雄性林麝因为在争偶时打斗太过激烈，往往会造成很大的伤亡。

大多数动物的两雄争斗都是同种间的生存竞争，它们为异性、领地、地位而战。为了种族繁衍，雄性使出了浑身解数，不仅通过争斗夺取拥有丰富食物来源的领地，还要直接通过角力格斗来取得雌性的青睐。争领地在某种意义上也就是争夺与雌性的交配权。在雄性不能参与育幼的情况下，雌性从有性生殖得到的唯一好处就是能够利用雄性的优质基因。因此，雌性择偶时往往选择那些具有优质基因的雄性，而优质基因往往表现在格斗中获胜的雄性身上。从这种意义上来说，雄性动物之间爱打架并非像人类那样更多的是一种炫耀，而是为了繁衍更好的后代，是神圣而必要的。（刘漫萍）

动物为什么有时对孩子很冷酷

一般而言，满两岁的小河狸会在春季告别父母离家独立生活，但对于仍无法独立的孩子，做父母的还是会很耐心地试着赶孩子出去，而小河狸则不明白为什么父母要赶它走。相对于生活在加拉帕戈斯群岛上的信天翁来说，小河狸无疑是幸运的。因为这种信天翁为了保险有时会产下两个卵，而孵化的时间会相差七天，如果两个卵都顺利孵化，那么对于小的那个信天翁来说就是灭顶之灾，因为大的雏鸟不但会争抢母亲哺育的食物，而且还会恶意地将小的雏鸟踢出巢外。被赶出去的小鸟，要么被炎热的太阳晒死，要么被猎食者吃掉，而这一切都发生在信天翁妈妈的眼皮底下，但它却对发生在身边的凌虐事件置若罔闻。对于鹰来说，雏鹰在学习飞翔时，如果迟迟不张开翅膀试着飞翔，亲鸟会一脚将雏鸟从高高的巢中踹下去，好像根本不顾雏鸟的死活。

为什么这些动物对自己的孩子那么冷酷，全无做父母的爱心？那是因为在有限的生存资源下，只有集中优势资源保存最有可能存活下来的个体，才能确保动物后代的延续。在动物们的眼中，与保证动物种族的繁衍相比，那些看似狠心的举动都显得微不足道，这才有了信天翁放任另一个孩子被凌虐至死的冷酷现象发生。在严酷的自然条件下，亲鸟没有能力抚养两只雏鸟同时成长，乱发善心的结果就是两只雏鸟都可能夭折。而老鹰将雏鹰踹下巢、河狸将孩子赶出去都是为了让它们学会独立，否则等待它们的也会是死亡。这是动物在经历严酷的生存竞争后被自然所选择的一种生存方式，体现了适者生存的规律。

动物的冷酷只是为了保存优良后代，它们虽然残忍，但确实保证了种族优良基因的传承。（刘漫萍）