一切有组织的行为都是由信息支配的。只要有信息进化的范式,就可以产生出各式各样的信息。
在六千五百万年前的中生代,爬行动物是这个星球上的主宰。爬行动物中有专门吃植物的巨型蜥脚类恐龙,有海里的鱼龙,有单独行动的大型食肉恐龙,有成群狩猎的恐爪龙,还有天上飞的翼龙。
在恐龙灭绝之后,哺乳动物与鸟类兴起了。有趣的是,哺乳动物中也有专门吃植物的巨兽——大象,巨犀,也有海中的鲸类,也有单独行动的大型食肉动物——老虎,也有成群狩猎的狼。飞行的哺乳动物并不强大,在哺乳动物时代占据翼龙生态位的是鸟类。
在澳大利亚,没有发达的哺乳动物(真兽亚纲),有袋目动物统治着这片大陆。有袋目动物也进化出了各种类似真兽亚纲的动物。比如类似狼的袋狼,类似树懒的树袋熊,类似羚羊的袋鼠,类似獾的袋獾。
生物总是在进化之中。如果一个地区没有任何大型的食草动物,那么小型的食草动物就会进化为大型的食草动物;如果一个地区没有大型的食肉动物,那么小型的食肉动物就会进化得更大;如果海中没有大型的高等生物,那么在海边活动的高等生物就会逐渐适应海洋生活;如果没有食肉动物,那么食虫动物或者杂食动物就会进化为食肉动物;如果一个地区没有飞行的生物,那么树栖的生物就会逐渐进化出飞行的能力;如果没有树栖的生物,那么第一个会爬上树的生物首先会获得一个安全的避难所,之后会进化得更善于利用树上的资源,最后变为专业的树栖生物,比如长臂猿,树蛇或者树蛙。
大象与蜥脚类恐龙并没有商量过,鱼龙和海豚也没有商量过。它们之所以相似,是因为生态位的存在是客观的。哪种生物在进化中适应了这个生态位,这种生物的身体结构就变得与这个生态位相符。
即使生态位没有空出来,有优势的生物也可以侵入其他生物的生态位。海里一直都有大型食肉鱼类鲨鱼,但是作为爬行动物的鱼龙和作为哺乳动物的鲸却都可以再次适应海中生活,与鲨鱼争夺猎物。这是因为与鱼类相比,爬行动物与哺乳动物的循环系统与神经系统都有非常大的优势。这些系统的优越之处是在陆地上进化出来的,但是并不只在陆地上有用。它会在进化中逐渐扩散到每一个需要它们的地方。
理查德·道金斯在《自私的基因》中为了说明信息与生物之间的关系,讲了一个有趣的故事,这个故事可以看成是以上原理的终极推广:
如果把随便哪一种生物放到一个星球上,再给它适宜的生存环境与一定量但是有限的食物,那么这种生物在足够长的时间之内就可以进化出整个生态系统。不管一开始放在这个星球上的生物是蚂蚁,松树,微生物还是真菌,它们都会不断适应新的环境,不断分化为新的物种,不断进入新的生态位。
我们可以想象一下以上过程是如何进行的:
如果这种起始的生物是细菌,那么它进化的途径就会与地球生物的进化途径比较类似:首先,有些细菌会长得更大,或者变成多细胞,这样它们就可以吞噬其他的细菌,成为动物的祖先;而由于食物有限,另一些细菌就会进化出光合作用的能力,这样它们就可以在缺乏食物的地方生存,成为植物的祖先。两类生物逐渐进化,就会形成与我们的世界类似的生物圈。
如果起始的生物是蟑螂,那么一部分蟑螂就会进化为类似于螳螂的掠食者(两者的亲缘关系其实很近),而另一部分蟑螂则会像蚧壳虫那样进化出厚厚的外壳来防御天敌。这些蚧壳虫式蟑螂为了解决运动能力差,觅食不便的问题,就可能进化出光合作用的能力。为了更好地进行光合作用,它们的口就进化为根系,从地下吸收矿物质和水分。这些蚧壳虫式的蟑螂就变成了植物的祖先。它们过着像后螠或者蚧壳虫那样的生活:幼体可以四处爬行,当幼体碰到定居的雌性时,就寄生在雌性身上,发育为雄性;如果碰到合适的定居点,就发育成雌性,在此扎根进行光合作用。同时,蟑螂本身是食腐生物,所以一般情况下蟑螂的尸体会被同类清理掉。但是总有一些过小的碎屑是蟑螂清理不掉的,所以一些体型更小的蟑螂就会进化出来,因为它们清理这些碎屑更有优势。这些小蟑螂死去时产生的碎屑仍然无人清理,于是更小的蟑螂就进化出来……直到最小的单细胞分解者被进化出来。这样进化下去,蟑螂就会进化出整个生物圈。
如果起始的生物是松树,那么松树死亡之后的遗体就没有生物来分解。于是一部分松树就进化出了用根部分泌消化酶来分解其他松树的能力。这些松树可以从根部获得营养,所以它们就不需要再进行光合作用,于是它们的叶片就退化了,只剩下根、茎和生殖器官,变成类似于真菌的生物。它应该拥有发达的维管束和花、松塔与种子,因为这些器官与它作为分解者的身份是不矛盾的。当松树的根拥有了消化死去树木的能力时,只要稍加修改,就可以消化活着的树木,于是寄生的松树就出现了。不管是腐生的松树还是寄生的松树,它们之间都需要竞争,而那些可以更快运动到死去或者衰弱松树身边的个体肯定会更容易生存。所以这些不进行光合作用的松树之间就展开了一场感官灵敏度和生长以及运动速度的竞赛。植物可以比较方便地控制液泡中液体的压强与流动,于是一些小型的松树也许就会进化出类似于蜘蛛或者棘皮动物的液压运动系统,它们甚至可以靠这些系统来飞快地跑动。这就是动物的起源。这些动物虽然会移动,但是它们的生殖器官应该仍然是松塔。它们会在繁殖季节聚集到一起,然后散发出花粉,就好像珊瑚虫和粘菌的繁殖一样。它们的生殖器官在非繁殖季节应该并不存在,而且应该是位于身体的背侧而不是腹侧,这样才方便花粉传播。雌花和雄花分别位于身体的前端和后端,以防止自花授粉。受精后,它的雄性生殖器官会脱落,而雌性生殖器官会直接长成果实,最后也脱落。它也许会学会把果实埋在一个隐秘的地方以保证安全。种子萌发的时候,胚根的主生长点会发育为口,胚根的几个侧枝会发育为足。当这些松树进化得更像动物以后,它们应该就不会再把花粉释放到空气中,而只是一对一的交配,因为这样可以增加性选择的效率。
而且,只要起始的生物是多细胞生物,那么它们就可以免受病原体的折磨。在这种状况下,它们脱落的单个细胞(比如癌细胞)就更可能生存下去。这些脱落的细胞应该就会成为这个假想星球上单细胞生物的祖先。
所有生命现象的背后都是信息。只要生命具有执行信息、修改信息(进化)的能力,它就可以得到品种繁多各式各样的信息,它们就可以转化为任何一种其他生物——只要它们共用同一套信息处理系统。
信息是万能的。一切有序的生存、发育、繁殖、竞争、适应、学习的行为都是由信息控制的。只要有优秀的信息,就有可以生存的生物。而只要有信息的进化机制,那么就有新的优秀的基因。进化机制看上去简单,但是只要有进化机制,一个生态位的生物经过足够长的时间就可以进化到另一个生态位上去。
把任何一种生物放到这种情况下,产生的生物圈都是差不多的,因为它们的信息处理平台是差别不大的。但是如果把人类放到这种情况下,得到的结果就会大不一样。人类大概会先建立工业体系,然后是信息化与智能化。生物的竞争力取决于它们的DNA,人类的竞争力取决于他们的知识与方法。生物只能通过进化来修改自己的DNA,但是人类可以用思维来指导知识的获得与实践。其他生物可能需要经过上亿年才能完成整个生态圈的构建,但是人类可能只需要几千年就可以完成整个文明体系的建立。而且人类所建立的“生态圈”功能会远远比生物所建立的生态圈强大。比如DNA不管怎么进化都进化不出原子弹和宇宙飞船,而人类可能在这样的星球上发展几千年之后就可以拥有宇宙飞船。这就是信息处理能力造成的差别。如果在这个星球上不仅有人类,还有蟑螂,那么蟑螂就将不会像上面我们推测的那样进化。因为在人类存在的情况下,它所能占据的生态位相当有限。它只能一直作为人类身边的害虫而存在。当人类的科技发展到一定程度以后,人类只要愿意,就可以随时把它们消灭。
一切有组织的行为都是受信息控制的。生物所能实现的功能,其实就是信息的功能。生物之间的竞争,其实就是信息之间的竞争。竞争力的终极来源,其实就是信息处理能力。只要有信息处理能力,假以时日,任何相应的信息都可以被产生出来,任何相应的竞争力都可以被产生出来。更发达的信息处理平台,不仅能加快进化,还可以制造出低等信息处理平台所不可能制造出的产物。一旦更发达的信息处理平台产生了,它的工作成果就会很快取代其他信息处理平台的工作成果。
在各种生命之间的竞争中,信息的作用是万能的。只要有相关的信息处理能力,任何事情都可以做到。
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