專門化
進化主體從一般向具體轉移。最早出現(xiàn)的細胞是具有一般功能、像生存機器一樣的凝塊。隨著時間的推移,在進化的打磨下,一般性轉變?yōu)槎喾N特殊性。在初始階段,生命的活動范圍僅限于溫暖的水池。但地球上的大部分地區(qū)都是極端環(huán)境:火山和冰川。進化創(chuàng)造出擅長在沸水和寒冰中生存的細胞,還有專門吞食油污、分離重金屬的細胞。專門化使生命得以開拓這些重要的但地形多變、環(huán)境極端的棲息地,并且占領了數(shù)百萬個生態(tài)位—例如其他有機組織的內部或者空氣中塵埃的凹坑。很快,地球上每一種可能適合生命的環(huán)境都出現(xiàn)了相應的生命形式,在那里繁衍生息?,F(xiàn)在,除了極少數(shù)配置醫(yī)院設備的臨時場所,這個星球上不存在無菌之地。生命細胞不斷專門化。
專門化趨勢也適用于多細胞有機組織。有機體內的細胞進行了專門分工。人體內有210種不同類型的細胞,包括肝和腎的特別細胞。人體具有獨特的心肌細胞,與骨骼上的普通肌肉細胞不同。發(fā)育為各種動物的原始的全能卵細胞分裂成具有更高專門性的細胞,經(jīng)過不到50次有絲細胞分裂,你和我最終成為由1015個骨骼細胞、皮膚細胞和腦細胞構成的統(tǒng)一組合物。
在進化過程中,最復雜的有機體中細胞類型數(shù)量顯著增加。事實上,這些有機體的某些部位更加復雜,因為那里包含了更加專門的細胞。因此,專門化過程追隨復雜性的軌跡。
有機體本身往往也會經(jīng)歷深層次的專門化。舉個例子,在漫長的歲月中,藤壺(由50種專門細胞構成)進化出特殊能力:身披6塊殼板的藤壺適合生活在潮汐運動劇烈的地方,那里每個月會被潮水淹沒幾次(潮水也帶來了食物)。蟹奴藤壺只棲息于活蟹的卵袋內。鳥類長出特殊的喙,專吃種子:纖細的喙吃小種子,肥大的喙吃堅硬的種子。有幾種植物(我們稱之為野草)是機會主義者,會侵占任何擾動土,而大多數(shù)植物生存技能的用武之地是某些特定的生態(tài)位,例如陰暗的熱帶濕地或干燥多風的山峰。眾所周知,樹袋熊專吃桉樹葉,熊貓偏愛竹子。
生命的專門化趨勢受到一場“軍備競賽”的推動。更多專門化的有機體(例如蚌依靠進食深海暗處的火山口噴發(fā)的含硫物質長大)為競爭者和捕食活動(例如螃蟹以食硫蚌為食)提供更多專門化條件,這導致更多專門化的生存策略(例如螃蟹里的寄生蟲)和覓食方法的出現(xiàn),最終孕育出更多專門化的有機體。