進化新論：聰明可能短命

同樣處在進化過程中的動物，為何有的更聰明、學習能力更強呢？瑞士夫里堡大學進化生物學家Kawecki教授和一些科學家研究發現，對于動物來說，變聰明也未必是一件好事，有時候還可能會對動物的健康不利。

“人們總覺得昆蟲就像是被本能驅動的小機器人。”不過，在加拿大麥克馬斯特大學的生物學家路汶·杜卡斯看來，昆蟲也非常善于學習，并理應獲得更多的尊重。

“人類為何如此聰明？”這個問題一直讓很多科學家著迷。然而，夫里堡大學進化生物學家Tadeusz Kawecki卻喜歡換一個角度來看問題：“如果變聰明是如此美好的一件事，為什么絕大多數的動物寧愿一直做笨蛋？”

昆蟲也有學習能力

在動物世界里，學習能力是普遍存在的。即使只有302條神經元，肉眼無法看見的土壤線蟲都有學習能力。這些食菌類微生物如果食用了致病菌株就會得病，不過它們可不是天生就有辨別危險細菌的能力，它們需要時間去學習區別細菌的品種。

“人們總覺得昆蟲就像是被本能驅動的小機器人。”不過，在加拿大麥克馬斯特大學的生物學家路汶·杜卡斯看來，昆蟲也非常善于學習，并理應獲得更多的尊重。杜卡斯用黑腹果蠅的幼蟲來做研究，不久他便發現它們可以學著將特定的氣味和食物以及其他天敵聯系起來。在另一組實驗中，杜卡斯還發現年輕的雄性果蠅會浪費大量時間向拒絕它們的雌性果蠅求愛，它們要花費很長時間才能明白被接納的信號是什么。

杜卡斯教授假設，所有具備神經系統的動物都有學習能力，即使對于那些科學家暫時還沒有發現有學習能力的物種也如此。雖然學習能力可能廣泛存在于動物之中，但是杜卡斯很想知道為什么有些物種特地把學習能力進化成首要的功能。“你不能說學習只是為了適應環境的變化”，有一種可能性是動物們不用借助神經系統也可以適應環境：細菌可以通過改變行為幫助它們生存；如果微生物感覺到了有毒物質的接近，它就會躲得遠遠的，如果它發現了一種新的食物，基因會轉化來適應它的新陳代謝。“遺傳網絡就像大腸桿菌一樣在適應環境變化上無所不能。”杜卡斯說。

訓練蒼蠅變聰明

Kawecki教授和他的同事們通過研究蒼蠅找到了強有力的證據，證明學習會對動物產生負面作用，從而影響它們的發展。為了得到更聰明的蒼蠅樣本，研究人員把一盤橘子果凍和一盤菠蘿果凍放在蒼蠅面前。雖然這兩種味道對于蒼蠅來說同樣美味可口，但是停在橘子果凍上的蒼蠅卻發現果凍里摻著帶有苦味的奎寧。在接下來的實驗中，研究人員依然給蒼蠅們提供了這兩種果凍，但這次，兩盤果凍都沒有放奎寧。蒼蠅停在兩盤果凍上大快朵頤，雌蒼蠅還在上面產卵。

“那些還記得在橘子果凍上嘗到苦味的蒼蠅這次會選擇菠蘿味的果凍而不是橘子味的。”Kawecki教授說。于是他收集菠蘿果凍上的蒼蠅卵，并且孵化它們所產的下一代蒼蠅繼續這項實驗。研究人員持續重復這個實驗，唯一的變化是他們將奎寧摻到了菠蘿果凍而不是橘子果凍里。

研究人員通過15代蒼蠅的反復遺傳性訓練使這些蒼蠅變得越來越聰明。實驗剛開始時，蒼蠅需要花好幾個小時來辨別普通果凍和摻過奎寧的果凍，而現在最聰明的蒼蠅只需要不到1小時就能做到了。

聰明的蒼蠅壽命短

但是蒼蠅也為其快速學習能力付出了代價。Kawecki教授和他的同事選了一些聰明的蒼蠅幼蟲來與其他種類的蒼蠅幼蟲做對比實驗，將它們全部放在一起，只給少量的酵母作為供給，來觀察它們的存活率。同樣，他也選了一些普通的蒼蠅幼蟲做同樣的實驗。結果發現，約50%的聰明蒼蠅幼蟲活了下來，而存活下來的普通蒼蠅幼蟲卻有80%。這個實驗表明：變聰明并不等于變長壽。

Kawecki教授說：“我們選取了一個種類的蒼蠅，只給它們很差的食物供給，經過對30代蒼蠅的觀察，我們發現它們的生存發展能力變強了，長壽了，但是學習能力如何了？答案是：退化了。”

學習能力并不只在蒼蠅年幼的時候給它們帶來危害。Kawecki教授和他的同事們曾在《進化》雜志里發表了一篇論文，指出能夠快速學習的蒼蠅比那些沒有經歷過奎寧果凍實驗的蒼蠅平均壽命短15%，而那些長壽蒼蠅比普通蒼蠅的學習能力低40%。在另一個實驗里，研究者發現一些特殊的學習行為會使蒼蠅付出代價。在實驗室中，他們訓練一些有快速學習能力的蒼蠅通過強效震動來區別氣味，結果這些蒼蠅比未受訓的蒼蠅壽命短20%。

杜卡斯教授說：“平時我們使用電腦儲存記憶是免費的，但是生物體存儲記憶卻是需要付出代價的。”而壽命短不僅僅是聰明動物所要付出的唯一代價。

智愚適中更易生存

杜卡斯教授認為，只有當學習能力的進化是為了更好地適應環境時才是有意義的。“比如你要依靠特時特地的信息做出反應時，這種能力就是好的。”例如一些蜂類，它們依靠單一花種生活，靠自身本能就能發現大量的花蜜，蜜蜂則適應不同的花種，每種花都有不同的形狀和不同的開花時間。學習在這種情況下是一個比較好的策略，倫敦大學科學家們的一項測試就發現，學習能力快的土蜂比學習能力慢的土蜂多采集40%的蜂蜜。

Kawecki教授猜想，每類生物的進化應該恰到好處，要做到付出與收獲平衡。他的實驗證明，在野外生存的蒼蠅有著能夠變聰明的潛在基因，但是只有在實驗條件下的進化才朝理想方向發展，而在大自然，蒼蠅任何學習能力的提高都會付出昂貴的代價。

人過度學習可能生病

Kawecki教授和杜卡斯教授都認為科學家應該找出動物進化的平衡點，而他們必須對這些物種的學習方式和程度進行有效測量。只有他們自身的知識增加時，才能讀懂人類的學習天賦。“人類的進化已經到達了極限。”

杜卡斯說，人類學習和因為學習所付的代價已經達到平衡。當人們休息的時候，人類過于龐大的大腦需要燃燒全身20%的卡路里。一個新生兒的大腦非常大，以至于有可能對母子雙方造成雙重損耗。好在新生兒懂得太少，所以不會消耗過多的能量，他們需要許多年才能學會自我生存的能力。

Kawecki教授表示，人類是否會為過量的學習支付隱藏的代價，這一問題仍然值得研究。“我們推測，有些疾病正是智力高度發展的副產品。”對于許多動物來說，學習主要是為了找食物或找配偶，人類與它們不同，因為其居住在一個復雜多變的社會環境中。相同的是，人類也需要學習所帶來的好處。“如果你想利用你的智力在集體中脫穎而出的話，那么接著就可能是武力競爭，”杜卡斯說：“所以沒有絕對的最優標準，你只是必須比其他人表現得更聰明。”

（摘自《常德晚報》）