1、变异
《信息、生命与物理学》保罗·戴维斯
第4章 达尔文学说2.0
与拉马克学说“调情”
细胞能通过某种方式感受到这一危险,并加快特异基因的突变速度。——生物进化能够根据环境来调整掷骰子的频率!
生命可以被描述为一条陡然上升的信息学习曲线。生物不必通过试错法来演化,每一代也无须浪费时间从头开始做重复工作。它们可以从生命过往的经验中受益,这一进步趋势显然违背了热力学第二定律。
2、转座子、病毒
《信息、生命与物理学》
第4章 达尔文学说2.0
基因中的麦克斯韦妖
《贪婪的大脑:为何人类会无止境地寻求意义》
第2章 大脑进化简史:思维的科学
激发基因活力的其他途径
转座子(transposons),或称作跳跃基因,是一整段基因编码,可以在基因组内从一个地方跳转到另一个地方。
一些病毒入侵对我们极为有利,可以将其他物种的有用信息转移到我们体内,或者重组我们的DNA编码而产生新特性,比如早期哺乳动物的胎盘的形成就与病毒残余物有关。
生命体的DNA编码之所以具有普遍性,原因之一是DNA能够促进不同来源的新基因信息的导入。如果真是这样,那么我们会发现,尽管外部世界的斗争从不间断,而且很残酷,但整个生物圈为了优化内在的基于DNA的“想法”而进行奇怪的合作。
3、表观遗传、形态发生
《信息、生命与物理学》
第3章 生命的逻辑
形态发生的奥秘
DNA中的信息被称为基因型,而真实的物理细胞被称为表型。所以,一种基因型可以产生很多种不同的表型。
不同层面的信息模式和信息流:DNA(分子层面),酵母菌的细胞周期(细胞层面),多细胞生物的形态发育,生物群体和社会性组织。
第4章 达尔文学说2.0
越来越多的表观遗传因子被发现,它们驱动着生物信息模式和信息流的构建。
4、有性繁殖:某种意义上实现了拉马克式的进化
《贪婪的大脑:为何人类会无止境地寻求意义》丹尼尔.博尔
第2章 大脑进化简史:思维的科学
保持基因活力的三种方式——基因突变、性繁殖与死亡
性繁殖会提高基因创造力:动物两性的基因混合产生新的基因信息,能提高后代应付危险的能力。这种补偿复制速度慢的方式极为有效,所以大部分动物都进行性繁殖。充分利用性繁殖的一种动物是地位较低的线虫(nematode worm)。秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)结构简单,发育后代的速度很快(约为4天),繁殖方式为有性繁殖。这种线虫可以自由选择生育后代的方式——通过自体受精或者与其他线虫交配。从信息处理角度看,如果线虫生活的环境很安全,有充足的食物,那么不妨采用自体受精的方式,因为它的有关生存的基因信息准确无误。但如果线虫生活在有致命危险的环境中,它的下一代的DNA就要做重大调整,而经性繁殖产生的下一代可能具有更好的基因来应付恶劣的环境。
这也从基因层面部分解释了现代人类生育能力下降的原因。
5、死亡
《贪婪的大脑:为何人类会无止境地寻求意义》
第2章 大脑进化简史:思维的科学
保持基因活力的三种方式——基因突变、性繁殖与死亡
在自然界,死亡很可能使生物体避免积累过时的信息。如果没有自然死亡,一个物种的基因创造力会受到过时的思想的损害,随着时间推移,这种损害会变得越来越严重。老一代生命体的死亡能使一个家族或物种有更强的能力应对变化的环境。进化的动力就是繁衍后代,生存居次要地位。死亡作为一种进化手段,展示了繁衍与生存之间的矛盾:为了使基因能够更准确地反映最新的相关信息,有利于繁衍后代,有机体会毫不犹豫地放弃生存。