V（V） 1940年，诗人罗宾逊·杰斐斯（Robinson Jeffers）写道：“暴力是世界所有价值观的始祖。”。 “除了狼的牙齿把羚羊敏捷的四肢削得那么细之外，还有什么？除了恐惧使鸟儿展翅飞翔，饥饿使大苍鹰的头上镶嵌着这样的眼睛之外，还有其他什么？”
我们把这些进化隐喻铭记在心，解读它们意味着生命是一场杀戮或被杀戮的竞赛。 “达尔文主义”代表“残酷无情”，“适者生存”意味着残酷无情的生存。 我们看到选择压力磨练每个有机体以获得成功，并推动基因创新，这是事物的自然规律。
两种进化模型： 达尔文进化论早期被解释为“生死攸关的较量”，而对合作重要性的理解则是对其的补充。 马丁·哈维（Martin Harvey）/澳斯开（Auscape）/盖蒂图片社（Getty Images） 但我们现在知道，这张图是不完整的。 进化的进步既可以通过适应环境的竞争斗争来推动，也可以通过放松选择性力量来推动。 当生物体的自然选择放松时，突变的创造力就可以被释放，进化也可以加速。 减轻生活压力可以激发新的生物形式，就像死亡威胁一样强大。
放松选择力的最佳方法之一是合作，数学生物学家马丁·诺瓦克（Martin Nowak）称之为“为了生存而依偎”。新的研究只是加深和扩大了合作和解除选择压力的重要性。 这是一个巨大而舒适的世界。
T型 一个物种的适宜性可以被认为是一个多维景观，其定义是它与环境的兼容性。 物种在该景观中的位置由其肥力、新陈代谢、强度等参数决定。景观中的“峰值”代表物种适应度高的参数空间中的一个位置，是一个可能濒临灭绝的“山谷”。 地貌的坡度也很重要。 健身景观中一座宽阔、平缓的小山将代表一个种群可能变异并仍能生存的区域； 一条狭窄的脊线意味着一组剃刀般的可能性，即使是一个小小的改变也可能使一个新突变的个体陷入绝境。 当选择放松时，健身环境本身会发生变化，薄崖变宽，形成高原。 一旦一个性状解除了选择性限制，种群就能在相关性状中探索更广泛的可能性，进化可能会更自由地即兴发挥。
环境因素可以放松选择，比如捕食者数量的下降。 但人口也可以通过自己的行为放松对自己的选择。 2017年研究 谢菲尔德大学（University of Sheffield）的研究人员进行了一项研究，试图通过观察小鼠一种非常简单的行为来解开行为与进化之间的相互作用：蜷缩取暖。 科学家们模拟了一群老鼠，详细说明了它们的绝缘性和代谢率，以及它们是孤独者还是拥挤者。 他们使用进化算法优化每个种群的代谢成本，同时保持理想的温度范围。
恶劣的环境并没有推动行为的演变，这些行为促成了恶劣环境的殖民化。
在孤独者的情况下，允许老鼠有效维持适当温度的溶液空间很小。 这对一个物种来说是双重问题。 首先，如果可行的解决方案空间受到限制，进化的随机行走就更难实现——“就像大海捞针”。其次，一旦找到解决方案，就更难探索后续的、潜在的有益突变。 当一个物种沿着健康景观中的狭窄山脊缓慢移动时，任何错误的步伐都可能将其推向灭绝。 在研究人员的模型中，蜷缩取暖有助于放松对动物隔热层的选择，允许控制其新陈代谢的基因变化更多，而不会影响其保持最佳温度的能力。 这软化了适应度峰值，使后代可以快速探索广阔的适应度景观，积累更多的突变，提供更丰富的基因库，以后可能会选择用于未来环境变化时期。 当然，放松选择也会增加潜在有害突变的负荷，因此需要权衡。 但当选择放松，人群更自由地探索健身领域时，他们可能会更快地发现大型适应性创新。
作者将其与冷血爬行动物的热血动物进化进行了比较。 似乎爬行动物的一个分支进化出了一种绝缘因子，在它们开始保持较高的体温之前，可以放松选择，比如皮毛或大体重。 小型热血动物面临着巨大的新陈代谢挑战，因为它们的表面积与体积之比如此之高，以至于它们会辐射大量热量。 一旦隔热层就位，原材料的新陈代谢更容易发生突变，并达到稳定的体温。 当他们“发现”热血性时，他们意识到了一个巨大的优势：第一批哺乳动物能够在夜间可靠地狩猎和觅食，开辟了全新的生态位，最终造就了一类极为成功的动物。 作者认为，通过挤成一团，小鼠有效地形成了一个“超级有机体”——分享热量，在行为上接近大型有机体固有的益处，而不必进化成更大的身体，从而使它们的新陈代谢更自由地改变。 当然，计算研究必须考虑到任何模型的必要假设和简化，尽管它们允许我们模拟需要数千年才能在自然界中展开的实验。
通过研究相关物种的系统发育史，我们可以开始将行为的相互作用与现实世界中的进化动力学联系起来。 今年，来自瑞典隆德大学的科学家， 分析了育种策略 在4000种鸟类中，利用已知的鸟类遗传关系追踪它们进入新生态系统的活动。 长期以来，人们都知道，在恶劣的环境中，合作繁殖策略很常见。 这一假设是，困难的条件鼓励物种进化出社交行为（至少是向亲属进化）。 但如果这个假定的因果关系倒退了呢？ 通过分析鸟类的历史迁徙，研究人员发现，已经在良性环境中进化出合作行为的物种迁移到恶劣环境中的可能性是非合作繁殖者的两倍。 研究人员推测，合作可以缓冲不可预测的繁殖季节，使已经社会化的种群能够更成功地入侵新的生态位。 恶劣的环境并没有推动行为的演变，这些行为促成了恶劣环境的殖民化。
W公司 我们倾向于认为生命与栖息地是分开的：环境是一种容器，生命就像一种液体，可以适应它。阿瑟·坦斯利爵士于1935年提出了生态系统的概念。 他相信大自然就像一台机器一样运转，因此，他像一名工程师一样，试图绘制能量和物质在生命及其环境中的流动图。 但生态位并不是动物环境的原始物理参数：盐度、碱度、湿度、温度，正如我在二年级建造鞋盒立体模型时收集到的那样。 这是一个关系网，不仅是一个物种与其栖息地之间的关系，而且是与在同一空间中共存的所有其他物种之间的关系。 与坦斯利的机械论观点相反，生态位的动态性不亚于进化。 “古生物学家经常说，化石记录中的多样性爆发只是“填满了生态空间”，就好像每一个新物种都简单地栖息在一个预先存在的棋盘上，” 古生物学家道格拉斯·欧文写道 他建议更好的类比是物种自己建造棋盘。 例如，珊瑚通过建造珊瑚礁形成自己的保护生态位，减缓水流速度，减少对自身的侵蚀。 珊瑚礁还容纳了无数其他物种，其中许多物种进化出保护珊瑚的行为。 如果一个有机体可以通过改变自身或与其他物种的关系来改变其生态位，那么它就有机会构建一个世界，在这个世界中，它的后代将进化，重塑它，以更好地确保它们的生存。
进化不是武器竞赛，而是相互依存国家之间的和平条约。
这种关系的一个突出例子是 一个谜 在微生物学的黎明时期。 19世纪，细菌学家利用当时最尖端的技术培养微生物：一个温暖的肉汁桶。 医生罗伯特·科赫（Robert Koch）认识到，这种培养液可能含有许多不同的细菌菌株，他推测，如果给细菌提供一种固体培养基来生长，不同的菌落可能会相互分离并单独研究。 他用一把消毒刀把土豆切成两半，然后把病人伤口上的刮痕涂在上面，创造了第一个固体培养基。 随着不同菌落的形成，他将每个菌落分离到单独的土豆片上，但只有一小部分分离的菌株单独存活。
据估计，98%的细菌种类不能在实验室中单独培养，这一限制并不仅仅是一个学术问题：它严重阻碍了新生物医学化合物的发现。 我们最好的抗生素是从细菌身上偷来的； 经过数百万年的共同进化，许多细菌已经进化出高效毒物来相互阻挠。 但如果我们不能在实验室中培养大多数菌株，我们就无法分离出它们产生的潜在有用的化合物。 直到2015年，我们才发现 一类新型抗生素 自1987年以来，由于细菌进化如此迅速，许多细菌对我们过去30年使用的抗生素产生了耐药性。 毫无疑问，细菌抵制实验室生活的原因有很多，但其中最主要的是，在野外，细菌并不是自给自足的：它们共同进化，相互依赖。 从自然选择的角度来看，物种之间相互要求生存似乎是不稳定的，但相互依存的普遍性表明，物种之间必然存在着巨大的优势。 黑皇后假说描述了这样一种可能性。
在 黑皇后模型 ，生物体 脱落基因 用于以下功能的编码 其他物种 在已经提供的环境中。 这是对更为人熟知的红皇后假说的一个颠覆，红皇后假说假设生物体受到某种进化军备竞赛的影响，为了避免灭绝，不断地采用新的武器和防御手段。 尽管进化通常被描述为复杂性的前进，但生物体实际上经常会脱落基因。 维持生物功能的代谢成本很高，如果严格来说它们不是必需的，最好将其排除在基因组之外。 （黑皇后假说的名字来源于红桃游戏，玩家试图避免捡起黑桃皇后以避免特别沉重的惩罚。） 两种自由漂浮的海洋蓝藻 , 聚球藻属 和 原绿球菌 它们利用光合作用养活自己，但都会受到该过程中有毒副产品过氧化氢的伤害。 过氧化氢酶是一种能中和过氧化氢的酶，生产成本特别高。 尽管双方都需要它来生存，但只有 聚球藻属 携带着它的基因。 聚球藻属 清除环境中的所有过氧化氢，同时 原绿球菌 享受优惠保护。
帮助物种，如 聚球藻属 可以成为生态系统中的关键物种。 因为它们为许多物种提供了必要的共同利益，它们可能会被依赖它们的物种保护起来，免受竞争，就像珊瑚一样。 的成功 原绿球菌 直接取决于 聚球藻属 如果它开始长大，其数量将因过氧化氢的增加而减少。 棋盘已经变了：存在不是零和游戏。 脱下过氧化氢酶过氧化物酶基因对 原绿球菌 正如我们所见，放松对物种的选择可能会让它在其他领域探索新的功能。
工作中的演变： 促进合作的技术加速了我们物种的进化。 长期和谐共存可能是真正共生关系的进化先驱。 数十亿年前，另一种古老的蓝藻 被吞没和“驯化” 由植物的祖先。 它脱落了独立存在所需的大多数基因，成为我们现在所知的叶绿体。 作为对安全环境的回报，这些叶绿体为它们的宿主进行光合作用，为最终传播到地球大部分地区的新生命形式提供了燃料。 这种分工很可能是多细胞生物发展的种子。 在这里，进化不是武器竞赛，而是相互依存国家之间的和平条约。
Y（Y） 如果没有宽松的选择，你和我可能永远不会进化。 人类创造了一个独特的全球生态位，在这个生态位中，我们基本上不受选择性力量的影响：农业可以避免饥饿，药物可以保护我们免受疾病的侵袭，文化规范可以促进群体和谐。 我们的进化受到了选择缓冲行为的深刻影响。 例如，一些现代人类特征的出现似乎与能源消耗的增加有关，这与我们饮食中肉类的引入有关。 我们的祖先 直立人 开始 吃更多的肉 然而，它的下颚和牙齿是用来压碎坚硬的植物物质的，不适合咀嚼果肉。 这一物种似乎不仅使用工具狩猎，还使用工具加工肉类（可能还用火烹饪肉类）。 能量丰富的肉类对我们的新陈代谢和消化系统的放松选择-我们可以花十倍的时间咀嚼植物 铺平了道路 为我们的现代生理学服务。 我们的牙齿、下颚和内脏萎缩，使更多的能量分配给肿胀的大脑，这就需要一个漫长的、富含热量的童年才能充分发育。 装备粗糙但有效的手斧， 直立人 改变了它的进化命运。 在人类和其他学会社交的动物中，选择缓冲作用尤其强大：适应性习惯，如挤在一起取暖和使用工具准备食物，可以比基因组变化更快地席卷种群。
直到今天，我们的基因组仍然受到文化的影响。 以乳糖酶基因为例，它编码消化牛奶中乳糖的酶。 虽然它存在于所有人类基因组中，但传统上在婴儿期后，当儿童停止哺乳时，它就会被关闭。 但相对而言，在我们的自然历史中，饲养牛的几个不同群体在其一生中进化出消化乳糖的能力，从而能够获得一种新的、有价值的营养形式。 如今，正是这些群体的后代能够在成年时饮用牛奶而不会产生不良影响。
随着人类聚集成越来越大的群体，越来越复杂的技术被加速发现。 在高密度居住区，工匠和创新者可以专注于他们的手艺和交流思想。 工具开发的选择对我们大量和平共处的能力产生了相关压力，可能会选择攻击性、不合作的个人。 大多数人都说，我们变得更温和了， 更多合作物种 随着时间的推移。 例如，我们的睾丸激素水平， 看起来已经下降了 根据我们化石化的前辈的眉毛大小判断。 一些科学家认为 复杂人类文化的出现 实际上， 驯化了我们自己 .
对于那些最热衷于老派达尔文观点的人来说，适者生存和暴力是美德，那么，信息很清楚：放松。
凯利·克兰西（Kelly Clancy）在瑞士巴塞尔大学（University of Basel）担任博士后，研究神经科学。 此前，她以天文学家的身份周游世界，并在土库曼斯坦和平队服役。 她因设计无药物大脑疗法而获得2014年Regeneron创新奖。
主要图片：SuperStock/Getty Images
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