专门化
进化主体从一般向具体转移。最早出现的细胞是具有一般功能、像生存机器一样的凝块。随着时间的推移,在进化的打磨下,一般性转变为多种特殊性。在初始阶段,生命的活动范围仅限于温暖的水池。但地球上的大部分地区都是极端环境:火山和冰川。进化创造出擅长在沸水和寒冰中生存的细胞,还有专门吞食油污、分离重金属的细胞。专门化使生命得以开拓这些重要的但地形多变、环境极端的栖息地,并且占领了数百万个生态位—例如其他有机组织的内部或者空气中尘埃的凹坑。很快,地球上每一种可能适合生命的环境都出现了相应的生命形式,在那里繁衍生息。现在,除了极少数配置医院设备的临时场所,这个星球上不存在无菌之地。生命细胞不断专门化。
专门化趋势也适用于多细胞有机组织。有机体内的细胞进行了专门分工。人体内有210种不同类型的细胞,包括肝和肾的特别细胞。人体具有独特的心肌细胞,与骨骼上的普通肌肉细胞不同。发育为各种动物的原始的全能卵细胞分裂成具有更高专门性的细胞,经过不到50次有丝细胞分裂,你和我最终成为由1015个骨骼细胞、皮肤细胞和脑细胞构成的统一组合物。
在进化过程中,最复杂的有机体中细胞类型数量显著增加。事实上,这些有机体的某些部位更加复杂,因为那里包含了更加专门的细胞。因此,专门化过程追随复杂性的轨迹。
有机体本身往往也会经历深层次的专门化。举个例子,在漫长的岁月中,藤壶(由50种专门细胞构成)进化出特殊能力:身披6块壳板的藤壶适合生活在潮汐运动剧烈的地方,那里每个月会被潮水淹没几次(潮水也带来了食物)。蟹奴藤壶只栖息于活蟹的卵袋内。鸟类长出特殊的喙,专吃种子:纤细的喙吃小种子,肥大的喙吃坚硬的种子。有几种植物(我们称之为野草)是机会主义者,会侵占任何扰动土,而大多数植物生存技能的用武之地是某些特定的生态位,例如阴暗的热带湿地或干燥多风的山峰。众所周知,树袋熊专吃桉树叶,熊猫偏爱竹子。
生命的专门化趋势受到一场“军备竞赛”的推动。更多专门化的有机体(例如蚌依靠进食深海暗处的火山口喷发的含硫物质长大)为竞争者和捕食活动(例如螃蟹以食硫蚌为食)提供更多专门化条件,这导致更多专门化的生存策略(例如螃蟹里的寄生虫)和觅食方法的出现,最终孕育出更多专门化的有机体。