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Illustration of Adaptation

适应

适应是一种进化过程,通过这个过程,生物体能更好地在其栖息地生存。它也指对生物体生存至关重要的性状。

阅读于 6–8年级 收听于 4–8年级

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故事

无形的雕塑家

你有没有想过,是谁给了仙人掌锋利的尖刺,又是谁把北极熊的皮毛染成了耀眼的雪白色?是谁把蜂鸟的喙设计成了一把能完美打开花锁的钥匙?那个艺术家就是我。亿万年来,我一直在默默地工作,我是一位塑造万物的无形雕塑家。我很有耐心,会用上成千上万年,甚至数百万年的时间来完善我的作品。我不使用凿子或画笔。我的工具是时间、机遇和永无止境的生存竞争。我能让变色龙融入背景,皮肤就像一块变幻莫测的马赛克。是我给了长颈鹿长得惊人的脖子,让它能够到其他动物够不到的最高、最美味的树叶。我设计了用于飞翔的翅膀、用于游泳的鳍和能够劈开坚石的树根。我的工作室就是整个世界——从最深的海沟到最高的山峰。每一种生物都是一件杰作,被独特地塑造成能在地球的特定角落里茁壮成长。我给予它们生存所需的一切,甚至让它们繁荣昌盛。我是森林中变化的低语,是沙漠的宏伟设计师,是生命所有奇妙多样性背后那股沉默的力量。几个世纪以来,人类随处都能看到我的作品,却不知道我的名字。他们惊叹于动物与其家园的完美契合,但这位艺术家始终是个谜。他们充满好奇,但他们还不理解那个让生命变得如此奇妙复杂和多样的秘密过程。我是谁?我就是解答“如何”这个问题的答案。

我的身份被隐藏了很长一段时间,直到一位充满好奇心的年轻科学家踏上了一次将改变世界的伟大冒险。他的名字是查尔斯·达尔文。1831年,他登上一艘名为“小猎犬号”的船,开始了为期五年的南美洲海岸测绘之旅。他不仅仅是一名乘客,他还是一位研究自然的博物学家,他的双眼对周围的奇观充满了渴望。他旅程中最关键的部分发生在1835年,当时“小猎犬号”抵达了一个偏远的火山群岛,名叫加拉帕戈斯群岛。这些岛屿就像一个活生生的实验室,而达尔文正是揭开我秘密的完美侦探。他注意到了一些奇特之处。一个岛上的巨龟有着圆顶状的壳,非常适合啃食低矮的植物。但在另一个岛上,巨龟的壳却是马鞍形的,向上弯曲,使它们能够伸长脖子去够到更高的植物。他还看到了雀鸟。在一个岛上,雀鸟有强壮、粗大的喙,用来敲开坚硬的坚果。在另一个岛上,它们的喙又细又尖,非常适合从树皮后面啄食昆虫。达尔文问了自己一个有力的问题:“为什么每个岛上都有自己独特版本的生物呢?”这仿佛每一种动物都是为其岛屿家园量身定做的。他收集了样本,并在笔记本上详细记录了他的观察。回到英国后,当他研究自己的发现时,谜题的碎片开始拼接起来。他意识到,创造并非一次性的行为,而是一个持续不断、不断展开的过程。他明白,那些拥有有助于在特定环境中生存的特征的生物,更有可能活得足够长久并繁衍后代,将这些有益的特征遗传下去。经过许多代之后,这些微小的变化累积起来,就可能创造出全新的物种。他终于发现了我真正的本质。就在那时,他给了我我的名字:通过自然选择实现的适应。有趣的是,与此同时,另一位名叫阿尔弗雷德·拉塞尔·华莱士的杰出博物学家正在东南亚的岛屿上探险,通过他自己的观察,也得出了完全相同的革命性思想。这有力地证实了,任何拥有好奇心和敏锐观察力的人都能理解我的工作。

那么,我究竟是如何施展我的“魔法”的呢?这其实根本不是魔法,而是一个美丽而合乎逻辑的过程。想象一下,每一个生物——一只甲虫、一朵花、甚至是你自己——在每一个细胞里都有一本秘密的“食谱书”。科学家称这本食谱书为DNA。它包含了构建和运作该生物的所有指令:眼睛应该是什么颜色、应该长多高、心脏应该如何跳动。现在,想象一下,当这本食谱书被复制并从父母传给孩子时,出现了一个微小而随机的错误。也许是一个单词拼错了,或者一个计量单位稍微改变了。大多数时候,这些小变化无关紧要,甚至可能是有害的。但偶尔,某个变化会变得非常有用。这时候,我的伙伴——“自然选择”——就登场了。自然选择是决定哪些食谱能被传承下去的力量。让我给你举个例子。在工业革命前的英国,大多数桦尺蛾都是浅色的、带有斑点,这使它们能在布满地衣的树干上完美伪装。但后来,工厂开始排放黑色的煤烟,覆盖了树木,使树干变黑。突然之间,浅色的蛾子成了饥饿鸟类的明显目标。然而,由于食谱书中的那些随机变化,一些蛾子生来就有深色的翅膀。这些深色的蛾子现在成了在布满煤烟的树皮上伪装得最好的一群。它们得以存活,而它们的浅色表亲则被吃掉了。幸存者将它们的“深色翅膀”食谱传给了它们的后代,很快,工业区几乎所有的蛾子都变成了深色。我并没有有意识地决定去改变这些蛾子,是环境做出了决定。自然选择只是偏爱了在那个特定时期最有效的食谱。这就是我的秘密:随机的变异,加上环境的筛选。

我的工作还没有完成,它永远不会结束。我今天和数百万年前一样忙碌。你可以看到我帮助细菌进化以抵抗药物,这个过程让医生和科学家们时刻保持警惕。你可以在城市里看到我,鸽子和松鼠已经调整了它们的行为,以在一个由混凝土和钢铁构成的世界里茁壮成长。世界总是在变化,所以我也总是在工作,确保生命拥有随之变化的工具。但你呢?人类有一种特殊的适应方式,一种真正非凡的方式。北极熊经过许多代的演变才拥有了白色的皮毛,桦尺蛾也是如此才获得了深色的翅膀,而你拥有的东西则更为直接。你的超能力就是你的大脑。它让你可以在自己的一生中去适应。当你面对一道困难的数学题时,你不会等待你的基因发生改变,而是去学习一种新的解题方法。当天气变冷时,你不会等着长出更厚的皮毛,而是发明更暖和的夹克或建造更舒适的房子。你学习、创造、合作和解决问题的能力,是这个星球上最强大的适应形式。每当你学会一项新技能、克服一个挑战或想出一个绝妙的主意时,你都在使用你自己的个人超能力。这是我,这位变化之灵,送给你的礼物,它让你不仅能塑造自己的生活,还能塑造你周围的世界。所以,继续前进吧,保持好奇,富有创造力,并不断地去适应。

惊人事实

关于

适应是一种进化过程,通过这个过程,生物体能更好地在其栖息地生存。它也指对生物体生存至关重要的性状。

小猎犬号航行 1831
《物种起源》的出版 1859

参加测验

问题 1 的 5

查尔斯·达尔文的加拉帕戈斯群岛之行为什么对理解故事的叙述者如此重要?

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