今天我們討論的,是一個經(jīng)典的“眼皮子底下的學術(shù)難題”問題:螺,包括海螺或者蝸牛,這些腹足綱軟的體動物,外殼為什么總是右旋?
這的確是匪夷所思的事情,畢竟我們生活在一個物理法則高度對稱的宏觀世界,當其它動物都長得如此對稱,就沒有理由認為右旋的螺就比左旋的螺有什么先天上的優(yōu)勢。
所以在找到更加決定性的證據(jù)之前,我們只能認為這是一次進化上上的偶然——同時也是一個必然發(fā)生的偶然。
-文字稿-
海濱生活的人往往有過沙灘拾貝的樂趣,內(nèi)陸長大的人也常常捉過雨后的蝸牛,于是有不少人都注意到,幾乎所有的螺殼都向右旋轉(zhuǎn),左旋的極其罕見——這就是一個著名的“眼皮子底下的學術(shù)難題”。
為了排除觀察方向帶來的分歧,軟體動物研究中將螺殼的旋轉(zhuǎn)方向定義為螺頂朝上、螺殼腹面朝向觀察者時,螺殼開口所在的側(cè)面方向:
根據(jù)目前的統(tǒng)計,軟體動物門腹足綱,即各種螺、蝸牛、蛞蝓等,是全體生物中僅次于節(jié)肢動物門昆蟲綱的第二大綱,有6到8萬個物種,約占全體動物界物種總數(shù)的5%左右——但在已經(jīng)記錄的3萬多個腹足綱動物中,左旋的只略多于1千種,其中左旋的海螺少于2%,左旋的蝸牛略多,約有5%。
直接針對這一現(xiàn)象,一種較早的粗糙理論認為這與它們胚胎發(fā)育時的地球自轉(zhuǎn)有關(guān),但在螺殼這樣的尺度上科里奧利力根本可以忽略,而且無論南半球還是北半球都是右旋螺更多。
在目前的解釋中,我們更多注意螺殼旋向與繁殖的關(guān)系:腹足綱的軟體動物總是雌雄同體異體受精,交配時側(cè)面扭合,而且它們旋轉(zhuǎn)的不僅是螺殼,連同生殖系統(tǒng)在內(nèi)的所有臟器也是螺旋在身體的一側(cè),所以就像螺絲和螺母那樣,只有同樣旋向的螺才能交配。
所以在一個螺類種群中,旋向占少數(shù)的集合的交配機會就將大大減少——這等效于一種非常強烈的性選擇,最終實現(xiàn)了種群內(nèi)部的“派系清洗”,同時也給螺殼旋向的最初來源提供了一種較清晰的假說:
腹足綱雖然龐大,但全部源自晚寒武紀的一個元祖種群:石灰質(zhì)的外骨骼雖然保護了軟組織,但是長得太高太大就容易傾斜反而危險,而不均勻地生長,使螺殼螺旋盤成一個大致的球體就是最好的解決方式。
那么與此同時,交配問題也浮出了水面:“右旋派”和“左旋派”互相不能交配,卻占據(jù)完全相同的生態(tài)位,必然形成激烈的競爭,最后只有一方勝出——至于為什么右旋派能勝利,目前看就像隨機拋起了一枚硬幣,我們沒有必要分析菊花朝上的原因,如果再拋一次,保不齊就是1朝上。
右旋派的勝利在每一次繁殖中都能得到強化,因此千秋萬代地保留下來,直到今天都是主流,只有在那些極小的種群中,左旋派才可能因為隨機突變局部翻盤,進而建立一個新物種——如果這種假說正確,我們將會在未來的基因研究中發(fā)現(xiàn)左旋螺進化自右旋螺,而且基因多樣性遠遠更低。
但這也引發(fā)了另一種爭議:某些物種既有左旋的也有右旋的,它們通常不能交配,也就意味著它們存在著生殖隔離,那么是否意味著它們是兩個物種?進一步的,那些右旋物種中的左旋突變個體,是否也要成為另一個物種?
但我們甚至不大清楚同一個物種的兩個旋向是否生活在同一個種群內(nèi),姑且說,如果旋向不同足以隔斷兩個群體的基因交流,那么它們就理應區(qū)分為兩個物種;但那些零星的突變個體在組建起自己的基因庫之前,就不能稱為一個物種,而只能視為健康的畸形。
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