动物为何没有进化出轮子?

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  动物能跳、能跑、能游、能飞,有时甚至将自己蜷缩成一个球,脑袋紧挨着脚后跟,向前滚动。不过,任何动物都没有进化出一个可以单独滚动的身体部位,也就是轮子。这种现象令人不解,因为与眼睛相比,轮子的结构要简单得多。眼睛由角膜、瞳孔、晶状体、视网膜、中心窝、神经盘和视神经构成,每一个都由特定的细胞组成,所有这些必须完美运转才能正常成像。相比之下,轮子不过是一个绕着固定轴旋转的柱面。在动物王国的历史上,眼睛曾一次次地进化,而轮式移动却从未出现!
  要想揭示这种现象背后的原因,我们首先要了解生命是如何进化的。眼睛之所以不断进化是因为它每一次进化都让动物获得一些优势。最初的动物眼睛不过是表面的一个变异的光敏细胞斑点,帮助动物确定太阳的位置。经过数千年的进化,这个斑点变成了一个小洞,并提高了确定入射光线方向的能力。再通过进一步的变异,这个小洞变成了带有一个小开口(瞳孔)的小穴,形成了与针孔相机类似的系统。逐渐地,小穴里充满了液体,同时出现新的结构,如晶状体和角膜,从而提高了对入射光线进行聚焦的能力。据生物学家估计,眼睛的完整进化过程至少需要40万年。
  其实轮子也是一个不可简化的复杂系统,各部位必须完美配合才能正常工作。如果轮子和轴不采用圆形设计,彼此不相配或者相对直径不理想,轮子就无法旋转。制造轮-轴系统是一项复杂的工作,这也就解释了人类为何到了青铜器时代才发明了轮子,当时人类已经有能力铸造合金、开凿运河、制造帆船,甚至能够设计出竖琴以及一些复杂的乐器。
  进化是一个渐进的过程,如果最初的原型轮无法赋予动物任何生存优势,轮子的进化过程就永远不会发生。进化生物学家理查德·达金斯指出:“有些东西,从工程学的角度看非常平常,却无法通过进化产生,轮子就是其中之一,因为它处在黑暗峡谷的另一侧。”
  最后,我们可以做这样一个假设:如果一只动物突然跃过一条峡谷,发现自己拥有了用于长出一对完美轮子的基因图谱,可它如何长出轮子呢?要想自如地转动,轮子就不能与支撑身体其他部分的车轴“无缝连接”。可是,如果没有连接点,有生命的轮子又如何接受营养物质以及排出废物呢?正如达金斯所言:“让一个自如转动的器官长出血管同时还要确保这些血管不打结,这太难了!血管已然如此,更不用说神经了。”
其他文献
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