越复杂的系统越不靠谱,可为什么生物的进化方向是由简单的复杂?甚至生态系统也是越复杂越稳定?

越复杂的系统越不靠谱,可为什么生物的进化方向是由简单的复杂?甚至生态系统也是越复杂越稳定?

因为“生物的进化方向是由简单到复杂”是假的,“生态系统也是越复杂越稳定”也是假的

如果你是要在某些考试里拿分,那么教材与考纲要你怎么编,你就怎么编。至于教材什么时候修改,那是编委会的事。

历史上,渐进进化论声称演化有“从简单到复杂”的趋势。但是,在实证上,复杂性是难以衡量的,而且后生动物的化石证据不支持有这种趋势[1]。在理论上,没有理由期望演化会导致这种趋势,小规模的统计趋势只能在局部环境稳定时出现、在环境改变时会随之改变(古尔德,1997 年)。渐进进化论早已过时。

历史上,许多人用人体解剖学和生理学来评价非人生物,错误地认为人是进化的最终产物、“进化的目标”或“最高等的动物”。这归因于人类中心主义和神学的存在之链之类,是一百多年来生物学领域中许多常见误解的根源。这些误解中最常见的是目的论[2],其次就是声称演化必然导致“复杂性”增加。其实,复杂性降低是很常见的,例如脊椎动物的下颚骨骼数量、指骨数量在过去数亿年间屡次减少。在大尺度上,简单生物的物种数增长更是比历史上的幻想还要夸张。

10.1007/s12052-008-0055-6

图为历史上给出的“复杂度”与时间的几种可能关系。a 是早期物种的复杂程度相对较高,简单物种与复杂物种的数量同步增长,统计上看“最大复杂度上升了,平均复杂度未变”;b 是早期物种就触及了简单程度的下限,简单物种与复杂物种的数量同步增长,统计上看“最大复杂度上升了,平均复杂度也上升了”,c 是真正的“从简单到复杂”,简单物种的数量减少而复杂物种的数量增加。

现实则更接近这样的:

从前 LUCA 生态系到现在,简单物种的数量增速远快于复杂物种

发生大规模物种灭绝的时候,表示“复杂生物”的曲线还会变得凹凸不平。

稳定性方面,实验和模型揭示了生物多样性对生态系统稳定性的各个组成部分的正面影响、负面影响、无影响,其总体影响从不保证为正。例如,对纤毛虫参与组成的 690 个微型生态系统的考察指出,物种丰富度增加了此类生态系统的时间稳定性,但降低了这些系统对气候变暖的抵抗力[3]——而你知道现在气候变暖的影响是多么强大。结果,生物多样化程度高的系统反而先被气温击破。

亦可考虑一种很容易控制变量的生物多样化:外来物种的抵达。这通常可以在生物多样性低时增加生态系统的稳定性,而在生物多样性高时降低生态系统的稳定性(物种入侵)。

1972 年,Robert May 用数学计算得出生物多样性对生态系统有害,随着物种数量增加,生态系统的稳定性必然降低。这和人们一厢情愿的“物种越是五花八门就越好”大相径庭,被称为多样性 - 稳定性悖论。反对者攻击这结论是通过假设物种之间具有线性相互作用的数学模型得出的。现实中,物种之间的相互作用当然不是那么简单,但你可以考虑地表生态系被希克苏鲁伯陨石大幅破坏时深层地下的单一物种生态系们的反应——就像什么也没发生一样。