Wallace Arthur 是發育生物學的權威及動物演化的首要思想家。其著作《不期而育：談動物王國的興起》，中文版由中興大學生命科學系副教授吳聲海所翻譯。主要是在探討生物複雜程度演化的原因(這也是本書的特點)，並從胚胎發育，也從宏觀的角度，來看動物的演化。壯觀又多樣的生物，其實都出自簡單而自然的過程，就像達爾文在《物種起源》所言：「以此觀之，生命是極其壯麗的。」(there is grandeur in this view of life)。
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不期而育談動物王國的興起 Creatures of Accident: The Rise of Animal Kingdom (2005) 作者：Wallace Arthur，譯者：吳聲海 |
摘要：
(一)演化的生命觀點
- 生命的演化可以用兩個象限來表示，一個是水平的，代表多樣性，可以用草坪來比喻；一個是垂直的，代表複雜度，可以用階梯來比喻。演化是草坪、灌木叢、樹木、階梯的混合。生物的後代，有些是由某個中等複雜的單一祖先，演化出許多不同種類的後代，這些後代都是處在階梯的同一級上；有些則變得和祖先截然不同，構造越來越複雜、甚至有可能是更簡單。複雜度的定義，是看生物身體組成部位(細胞、組織、器官、或是體節)之數目多寡。
- 區別生物與非生物的主要特性，在於每一個有實體的物種的生物，都會繁殖。
- 科學界對演化的研究，一向把注意力放在同一複雜度內的多樣性改變(微演化與巨演化)，卻甚少著墨於複雜程度是如何改變或增加(超演化，megaevolution)，這是「震耳欲聾的寂靜」。
(二)胚胎的發育
- 細胞：99%以上的生物由細胞所組成，例外是病毒、合胞體。除了維持生存(吸收營養與代謝物質)以外，細胞在胚胎發育時最重要的三件大事是：分裂(複製)、分化(內部產生變異，長成不同形式的細胞)與運動(例如胚胎發育時，細胞的移動)，這些都要靠細胞間的訊息傳遞來驅動。可以再包括凋亡。
- 胚胎的發育，可分成幾個階段：
- 卵裂(cleavage)，是受精卵的分裂。
- 原腸胚形成期(gastrulation)，是細胞運動形成空心胚胎，這個空腔是腸管。
- 器官形成期(organogenesis)，細胞分化成各器官。
- 某些動物，還可以再加上：
- 生長，例如人類在胚胎兩個月大到20歲的期間，器官繼續以細胞分裂的方式生長。
- 變態(metamorphosis)，例如毛蟲變成蝴蝶，在這階段，細胞會分裂、運動、分化與細胞凋亡)。
- 胚胎發育在細胞族群的層次，有「模式生成」(pattern formation)，其過程是影響一群細胞能形成某種特定形狀。
- 用於發育的基因(的開啟與關閉)，會與蛋白質、細胞、甚至環境，在發育的過程中，多方向的交互作用，因而造就了生物個體。
(三)複雜程度增加的演化
- 複雜度增加的生命歷史：
- 35億年前：分子聚落成有外膜的簡單細胞。
- 20億年前：富含內部構造，即有一個包含遺傳物質的細胞核與各式胞器的真核細胞的形成。
- 5億年前的寒武紀：所有主要的動物類群，即各動物門(包括最複雜的脊椎動物)，全部出現。
- 在此以後，動物的複雜度，僅有小幅度增加。在植物界中，複雜度最高的開花植物，直到1.5億年前才出現。
- 胚胎發育的重演，是指複雜動物的胚胎會經歷一個與構造簡單的祖先胚胎相似的階段。
- 複雜程度增加的原因：天擇得以作用的變異，是由突變產生的。突變基因一旦被開啟，會在發育中的胚胎呈現顯著的後果，造成「發育重新設計」。但細胞增生所驅動的發育過程，會使某些發育重新設計是可能的，另外一些則是無法產生的。經由發育重新設計，其變異在質與量的偏移，可以影響演化進行的方向。變異產生時，天擇通常會往複雜度維持不變而作用，但也可能使複雜度增加，或減少。天擇較常青睞複雜程度較高的變異，因而促使複雜程度呈現升高的趨勢。
- 重複部分的分歧，是造成複雜程度增加最重要的機制，並且運作在許多不同的層次上。重複部分，諸如器官、體節、細胞等構造，及基因(遺傳)層次的運作。在構造層次，例如魚有很多組緦，有些就形成脊椎動物的上下顎。在基因層次，控制發育過程的發育基因家族(例如homeobox gene,同源盒基因)，其程度越複雜，通常會造成發育過程的複雜度增加。
- 基因收編(co-option)：動物體內，原本就有從事某件功能的基因，被收編來做另一件類似的工作。
- 動物複雜程度增加的步驟：
- 從單細胞到多細胞，從不規則體制到對稱體制，從輻射對稱到兩側對稱，從無頭(例如海綿、水母)到有頭，從沒有呼吸、循環器官到有這些器官。
- 所有這些改變，都是起源於基因的突變、發育的重新設計與天擇這三個過程，以及由它們衍生出的其他過程，諸如基因複製、重複部分的分歧、基因收編。
- 演化是一個意外的過程。演化的階梯，每梯級之間的間隔變化多端。絕大部分梯級之間，靠得很緊密(緩慢漸進)，但也有可能出現寬大的間隔。
- 大滅絕，有時可能會幫忙清除阻礙，協助演化具創造力的一面來增加複雜程度，但也僅只於此。生物複雜程度的增加，是基因層次小狀況的意外所造成的，而不是全球性大規模意外的結果。
(四)結語
- 太陽系以外：作者預測，還會有許多的恆星系具有生命，如果有足夠充分的時間，都會演化出複雜的生物；所有的生命都會是以碳生物化學為基礎，所有的生命都是包在半液態的物質中(細胞)。所有這些星球上生物的演化，都會是根據少數個體產生的變異，經由天擇過程所驅動。
- 科學與宗教：作者反對創造論，反對有神論，也反對無神論。作者認同不可知論(agnostic)，這代表的是對有神論與無神論的缺乏信仰，是拒絕去相信任何沒有足夠證據的事物，這個立場是科學的基礎之一。我們應該要有開放的心胸，抱持不偏執的心態，以及碰上與自己世界觀相左的證據時，會考慮其可能性的意願。
延伸閱讀：
- 動物胚胎發生，維基百科。
- 鄉宇文化公司的本書網頁，有本書介紹及試讀本。