高個子、矮個子,孰長孰短
第一輪:比祖先
布裏斯托爾大學的一個學者小組分析了生活在9~19世紀的500具遺骨,得出的結論是,壽命同身高有直接聯係。學者們是根據腿骨的長度確定身高,根據骨骼的結構確定年齡的。結果表明,在我們的祖先中,個子高的人壽命長。
對這一現象尚未找到充分的科學依據,隻能作推測。一般認為,在母體內就得到良好營養(這在古時候是很難得的)的嬰兒,成人後個子高,而且不容易得心血管和呼吸係統疾病。該學者小組組長戴維·根舍認為,個子高矮同決定壽命長短的遺傳因素有關。
第二輪:比身高
高個子和矮個子,誰更容易得病?難以一言以蔽之。隻能說有些病高個子容易得,而有些病矮個子容易得,不過,矮個子容易得的病更多些。
根據最新研究,身高不到163厘米的人,患中風的幾率,特別是患腦溢血的幾率,比身高超過175厘米的人大一倍。目前尚未發現身高同局部貧血性中風之間的聯係。但研究人員的普遍結論是:身高每降低10厘米,患各種中風的幾率就高20%。
個子越矮,患心髒病和高血壓的幾率就越高,特別是對身高不足160厘米的男子而言。解釋這一現象的理論是,除了遺傳因素外,個子矮是由於童年時代營養不良,而這又會對心血管係統的形成產生不良影響。這類人的血管內徑小,容易被沉積的脂肪堵塞,而他們的膽固醇水平和凝血指標又高於高個子同齡人。
威爾士醫院一組醫生對3000名患者作了15年研究得出的結論是,矮個子加短腿,可能成為易發糖尿病的征兆。這是兒童時代不正確的飲食造成的:不正確的飲食結構在童年時代減緩了發育,成人後又引起嚴重疾病。
大自然就是這麽設定的:男子漢要高大偉岸,而女子則宜嬌小玲瓏。所以,對婦女來說,高個子危險。根據荷蘭進行的醫學研究,高個子使得婦女患乳腺癌的危險增大。這一規律主要表現在絕經期後。在靜脈缺血症患者中,多數是女性,特別是身高超過175厘米的女性。
容易得軟骨病的多半是體重超標、不愛活動和個子高的人,這種疾病的發病率,男女無甚差別。
第三輪:比飲食
科學家發現,在美國出生並長大的日本人,身高往往超過土生土長的日本人,原因在於飲食。前者吃大量的肉食,而後者主要吃海產品。
然而,科學家又發現,靠正確的飲食雖然可以調整身高,但必須從幼兒時代開始。讓15歲的小個子拚命吃肉,為時晚矣。如果讓14歲以下的少年大吃牛排,他就極有希望增高數厘米。肉類、某些海產品和蔬菜等富含鋅的食品,也有助於增高。但同時應當記住,不要走極端。盡管人們普遍認為高個子優於矮個子,但最健壯的是中等個。對歐洲人來說,不久前中等個的標準是:女子165厘米,男子175厘米。今天,這項標準應當增加5—7厘米,因為我們普遍長高了。
物種的形成“靜悄悄”
關於查爾斯·達爾文的“物種起源”理論具有諷刺意味的事實之一是,雖然該理論提供了充足的證據,證明新物種由已有物種進化而來,但並未告訴我們這是如何發生的。不難發現自然選擇能導致某個物種隨時間變化,但單一物種為何分裂成進化樹上的兩個完全不同的分支卻不是那麽清楚。假如某一外部改變使某個種群的成員較其他種群的成員更容易存活,那麽毫無疑問,這一改變會使整個物種向那個方向進化。兩個單獨的物種如何能源自一個物種?
物種形成是個複雜的事情,發生的規模和所需時間完全不同。沒有理由認為,它僅由一種力量控製——畢竟我們知道,與基因突變和現有基因重組相埒的還有環境影響、資源衰竭、寄生蟲、遷移和疾病。因此,雖然科學家提出了很多理論和觀點來說明物種形成的原因,但它仍然是生物學上的最大難題之一。
在圍繞這一難題的一係列行動中,有兩個非常引人注目的趨勢。一個是,把關注的焦點從認為物種形成是重大的環境和地理改變的直接結果這樣一些理論移開;新焦點認為物種形成發生在無任何劇烈改變的情況下,即發生在處於幾乎相同的環境中,而且是非常相似的生物的某一雜種繁殖種群中。
另一個趨勢是,研究者越來越多地利用數學模型。該方法更常用於探究物理問題。研究人員利用這些模型描述物種形成的自然動態。而且,當把數學模型應用到“非劇烈的”物種形成的情形中時,它們產生了一些非常有趣的結果。
數學運算顯示,物種形成遠非一個令人吃驚的現象,如果不出現這一現象倒非常奇怪了。導致這一結果的過程似乎與使宇宙充滿物質以及產生亞原子粒子、行星、沙丘,還有最後產生人類的過程完全相同。看起來似乎不可思議,但中子、獨角鯨、電子和大象的不同特點在某種程度上都要歸因於一個決定物質世界中大量現象的原理。
物理學家和數學家通常稱該原理為“對稱破裂”。一個例子是沙丘的形成。簡化為理想的數學模型:一股始終不變的風吹過一處始終不變的沙漠將產生平行的沙脊。沒有特色的沙漠具有平麵的所有對稱性:旋轉任意角度,看起來都是一樣的。但是,風降低了對稱程度:平行的沙脊把一個明確的方向引入景觀。
這種對稱破裂自然地發生在任何地方。例如,假如你從底部均勻加熱一個盛有**的平盤,那麽在某一臨界溫度,會出現一個複雜的對流單體圖案,將一致性打破。對流單體一般為六邊形,還有少量為五邊形,而且它們大小幾乎相同。如同沙丘的情況一樣,在這個例子中,對稱被打破,變成一個大致為六邊形格子的對稱。
然而,對稱破裂與物種形成有什麽關係呢?雖然對有性種群中的“同一物種”的最常見定義是“能夠雜交繁殖”,但是生物學家一段時間以來一直在尋找另外一個定義取而代之,因為在大多數的情況下,這一定義不合適。
生物學家沒有尋找對物種的一個正式定義,而是回到更加直覺的觀點,即如果生物體實際上無法區分,那麽就屬於同一物種。相似的程度可以通過列出解剖和行為特征,然後觀察二者有多匹配來量化。這時就牽扯到對稱性了。
一個物體或係統的對稱性就是保持其結構的一種變形。就物種形成而言,變形是重新排列,即改組模型中使用的標簽來識別個體生物。
根據這一觀點,對某個物種的定義就是它是對稱的,物種形成就是對稱破裂的一種形式。有了這一定義,數學家和物理學家就能應用現有的對稱破裂原理。該原理描述了特定的一個對稱群體一般如何、為何和何時分裂為亞群——在這裏指物種。
那麽造成最初分裂的原因是什麽呢?我們有關物理學中對稱破裂的知識顯示,關鍵的一步是種群中出現某種不穩定性。物理學中的一個例子是,用越來越大的力量彎曲一根棍子,某件東西突然屈服了——棍子斷成兩截。為什麽?因為斷成兩截是個穩定的狀態,而一根受到過大應力的棍子是不穩定的。對稱性迅速喪失,而且是不可逆的。
物種形成的對稱破裂模型確實顯示,不穩定性可以是一個觸發因素。確切地說,假如小的形狀或行為改變一般能在後代中減弱,那麽就能稱一個物種“穩定”。假如因為新生代改組親代的基因,自然選擇又拋棄運轉不那麽良好的基因組合,這些改變變得失控,那麽物種就是不穩定的。
我們至少可以說,對稱破裂方法使我們對整個問題有了新的看法。物種因為不可控製地喪失穩定性而發生演變。事件發生的實際順序——哪一個基因做了什麽,以及以什麽順序——決定對該穩定性喪失的具體反應,不過這取決於令人困惑的各種偶然因素,比如哪些鳥的喙較大、哪些鳥的喙較小。概括地說,此類細節不如總的環境重要。它們看起來似乎是物種形成的原因,但實際上,隻是影響深遠的不穩定性的結果。一個受到過大應力的棍子必定斷裂。
一個受到過大應力的鳥群,要麽必定形成新的物種,要麽必定消亡。物種形成並不令人吃驚,它隻是世界運轉的方式。