为什么生物演化不可逆？

源济

为什么生物演化不可逆？

作者 / 赵泠

不是那样。

“生物演化不可逆”“已经退化的生物特征不能再次演化出来”之类不准确说法，是对“多洛定律 /Dollo's law of irreversibility”的常见误解。该定律是比利时古生物学家路易斯·多洛在 1893 年提出的，本来是说：

• 在概率上，物种不可能两次遵循完全相同的进化轨迹。
• 在不同物种的生物身上出现的完全相同的复杂器官，在概率上不可能是各自独立演化的产物，而一定是同源器官。

例如，鸟的翅膀是由祖先身上有爪的前肢演化而成，鸟要是有一天又长出了有爪的前肢，应该是用翅膀演化出来的或是用和翅膀相关的基因指导的，而不是凭空捏出一组新爪子来；鲸的前肢是由祖先的肉鳍演化而成，鲸要是有一天又长出了肉鳍，应该是用前肢演化出来的以下略。

看起来，提问者提到鲸和鱼鳍的时候，想的是辐鳍鱼或软骨鱼那样的鳍。鲸是肉鳍鱼，要另外长出那种鳍需要大量演化创新、用到共同祖先身上相应部位涉及的一些基因，而鲸的前肢变形为更像肉鳍的形态就容易很多。

最左是泥盆纪晚期的肉鳍鱼“提塔利克鱼”的肉鳍的骨骼。Getting a Leg Up on Land. Jennifer A. Clack; December 2005.

Illustration: Fredrik Johansson

whalingmuseum.org, learn/research-topics/whale-science/biology/comparative-anatomy/

在十九世纪末的一般读者看来，学术界普遍不说人话，本来十分简单的“多洛定律”在反复传播中被误解为“进化是不可逆的，生物退化掉的结构和器官不能在任何过程中以同样的形式出现”——这个理解是完全错误的，反例众多。

• 读者是人类的话，灵长类的颈部肌肉、胸肌区和上肢肌肉就是这玩意的反例^[1]，你就是战胜了“演化不可逆法则”的可怕物种——实际上根本没有这种法则。
• 蛙类在距今约 2.3 亿年前退化了下颌骨的牙齿，但 Gastrotheca guentheri 在时隔 2.1 亿年后又在下颌骨上长出了非常类似牙齿的构造，有珐琅质和象牙质^[2]。
• 竹节虫的一些种类一度放弃了翅膀，后来又长出了翅膀^[3]。
• 在漫长的时间里，许多腹足纲动物的壳从复杂的螺旋卷曲逐渐简化，直到在一些目里成为单纯的片状。从一亿年前到两千万年前，舟螺都是简单的片状壳，但是那之后一些舟螺从这个状态搞出了新的卷曲状壳。

“已灭绝的物种不可能重新出现”这样看起来非常安全的推论其实都是有反例的：

该物种的祖先物种还生存的场合，可以再创造出和该物种极度相似乃至基因上视为同一物种的新物种，在人类操作下特别容易（因为许多物种其实是能够自交或无性繁殖的种间杂种，人类可以反复进行一样的操作来让它们在灭绝后重生），在自然界例如不会飞的白喉秧鸡的自然复活^[4]：

• 40 万年前，从马达加斯加飞到阿尔达布拉岛的白喉秧鸡演化出一些适应当地环境的特征，包括失去飞行能力，成为新物种。13.6 万年前，该物种随阿尔达布拉岛被大海淹没而灭绝。10 万年前，该岛浮出水面，从其它岛屿飞来的白喉秧鸡很快适应了该环境，并再次演化出不会飞的白喉秧鸡，其骨骼形态变得和出土化石十分相似。

究其原因，你或自然界的其他部分都可能搞出“足够相近的进化轨迹”，具体到特定性状，对进化轨迹的要求就更低了。“完全相同”并非必要。