《百變異能者》:「自然選擇」令生物能適應環境,不必訴諸上帝設計

《百變異能者》:「自然選擇」令生物能適應環境,不必訴諸上帝設計

我們想讓你知道的是

《百變異能者》討論的是人類這個物種因適應所產生的長遠改變,也探索今時今日的人類對新環境有何適應能力。

另外,在經典遺傳學的解釋下,一個基因型是對應著一個或一組表現型。舉例說,在孟德爾(Gregor Mendel)著名的豌豆實驗中,黃色與綠色就是表現型。但豌豆有著哪種表現型卻是取決於它們的遺傳物質中記載著哪種基因型。在此解釋下,基因型與表現型仿佛是有著明確甚至是一對一的對應,但這是錯誤的。

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基因型(genotype)是指遺傳物質內的資訊,亦即是DNA內的核酸序列。生物的表現型(phenotype)雖受其掌控,但同時亦受環境所影響。

在考慮基因型與表現型的對應時,我們究竟忽略了甚麼呢?那就是跟適應息息相關的「環境」了。基因型並非只能刻板地記錄著某一種或某一系列的表現型。同一基因型在不同環境中其實可以產生不同性質的表現型,這就是所謂的「表型可塑性」(phenotypic plasticity)。

以最簡單的例子來說,同卵雙胞胎雖有著近乎一樣的基因型,但他們若身處不同環境中,有些表現型可以是截然不同的。再給大家另一個經典例子。在1909年,德國動物學家Richard Woltereck發現同一品種的水蚤置身不同環境裡會有著不同的外觀形態。當水蚤幼蟲感應到周遭環境可能出現捕獵者時,牠便會長出頭盔與尾部尖刺。相反,若四周環境安全,這些防具與武器則不會出現。換句話說,同一組基因型,在不同環境中可衍生出不同的表現型。這種表型可塑性正正說明適應不單是族群演變的後果,也是個體面對環境時的重要能力。若缺乏個體適應能力,環境只要一變,物種就只可束手無策等待滅絕。

此外,表型可塑性也令物種擁有攻佔新環境的能力。習慣了新環境,這些本來由表型可塑性所展現的能力甚至可以藉「遺傳同化」(genetic assimilation)的機制得以內化,直接寫進物種的基因內,成為該物種的新能力。意思即是說,表型可塑性不單影響個體,更能引導物種的演化及適應進程。在《百變異能者》的第二節中,人類既能夠以現代餐單吃喝,又能迅速適應原始人飲食法,大概也是因為我們身體的機制存在一定的自由度,容讓我們適應不同的環境。

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人類能夠適應不同的食物,大概是因為身體的機制有著一定自由度容許我們嘗試不同的生活方式。

最後容我寥寥數句介紹人類終極的適應力武器——「學習」。學習的本質也是一種「可塑性」(plasticity)——但並非表型可塑性,而是「神經可塑性」(neuroplasticity)。我們腦內的神經原能夠產生新的接駁或調控突觸的強弱,而這些改變均讓我們可以理解狀況,發展能力,適應環境,以致有利於存活。

《百變異能者》最後一節訪問了一位可跟狼群相處的奇人異士。這位男士正正是依賴人類的學習能力才能夠模仿狼的嗥叫聲,理解牠們的禮儀和進入牠們的生活。若說基因是生物的硬件,人類在時間的長河中有幸獲得超群絕倫的硬件,讓我們生出高效能的大腦,這是適應的第一層。而大腦內的軟件容許我們學習各式事物,生產不同工具,適應多種環境,那人類擁有百變異能者之名就真的是當之無愧了。

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人類不單被動的受環境篩選而獲得有利特徵,他更能主動學習新技能,從而適應嶄新的環境。
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學習源於「神經可塑性」,它甚至讓人有能力掌握狼群的習性,融入牠們的生活。

節目簡介:

《零距離科學》集合世界各地有趣的科學紀錄片,網羅與大眾息息相關的科學資訊,啟發觀眾的好奇心和求知慾,節目逢星期五晚9時30分在港台電視31及31A播出播映,本集「百變異能者」於6月28日播出。港台網站tv.rthk.hk及流動程式RTHK Screen視像直播及提供節目重溫:www.rthk.hk/tv/dtt31/programme/sciencewithyou

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責任編輯:歐嘉俊
核稿編輯:tnlhk



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Photo Credit:The News Lens Brand Studio

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