前言

我們最執(zhí)著的疑問(wèn)之一是：宇宙中存在其它生命嗎？我們現(xiàn)在知道，天空中充滿了行星，但它們是空洞、無(wú)菌的世界，還是只孕育著簡(jiǎn)單、原始生命的世界，或是很有可能存在著會(huì)思考、會(huì)說(shuō)話、會(huì)制造機(jī)器的生物，讓我們可以與之對(duì)話？科學(xué)正開(kāi)始為回答這個(gè)問(wèn)題提供工具。在本書(shū)中，我們將討論我們所知道的從地球生命起源到我們自己所經(jīng)歷的步驟，通過(guò)這種方法，我們可以提出這樣的問(wèn)題：人類是否是銀河系的一個(gè)怪胎，或者從地球表面的海洋凝結(jié)到它們被不斷增加的太陽(yáng)輻射蒸發(fā)的 100 億年時(shí)間里，復(fù)雜、聰明和可能具有技術(shù)的生命是否極有可能在類似地球的行星上進(jìn)化。

本書(shū)是我們對(duì)事實(shí)和觀點(diǎn)的綜合，也是我們對(duì)為什么我們認(rèn)為復(fù)雜生命可能很常見(jiàn)的解釋。在這里，我們闡述了我們是如何理解從生命起源到我們?nèi)祟惖倪M(jìn)化路徑，以及我們認(rèn)為生命在宇宙的其他地方存在對(duì)生命意味著什么，以及為什么我們認(rèn)為其他世界，也許是多個(gè)其他世界，可能會(huì)出現(xiàn)聰明的、會(huì)制造工具的生物。在通往生物復(fù)雜性的階梯上，我們對(duì)某些步驟比對(duì)其他步驟更有信心。我們將在討論時(shí)指出那些較弱的步驟，但總體而言，我們認(rèn)為這個(gè)論點(diǎn)是令人信服的。

我們感謝弗朗西斯·韋斯特爾（Frances Westall）、查爾斯·科克爾（Charles Cockell）和一位匿名審稿人提出的建設(shè)性意見(jiàn)，感謝路易斯·歐文（Louis Irwin）經(jīng)常進(jìn)行的富有成效的討論，這些討論極大地改進(jìn)了本書(shū)，感謝我們的編輯克里斯蒂安·卡?。–hristian Caron）在本書(shū)的寫(xiě)作過(guò)程中給予的指導(dǎo)。我們還要感謝我們的家人，特別是我們的妻子喬安娜·舒爾茨·馬庫(kù)赫和簡(jiǎn)·貝恩斯，在我們寫(xiě)這本書(shū)的時(shí)候，她們不得不忍受我們比平時(shí)更忙碌。

?德克·舒爾茨·馬庫(kù)赫（Dirk Schulze-Makuch）于德國(guó)·柏林

?威廉·貝恩斯（William Bains）于英國(guó)·羅伊斯頓·梅爾本

簡(jiǎn)介

宇宙中除了人類之外還有智慧生命嗎？ 這是一個(gè)古老的問(wèn)題。 我們?nèi)匀粺o(wú)法回答這個(gè)問(wèn)題，但根據(jù)新的科學(xué)見(jiàn)解，我們可以推測(cè)答案可能是什么。 本書(shū)基于我們對(duì)地球生命的了解，以及它可以告訴我們復(fù)雜、活躍、使用工具的生命在其他地方進(jìn)化的可能性有多大。

與許多關(guān)于宇宙生命的書(shū)籍不同，我們不太關(guān)心細(xì)菌或藻類，只是它們照亮了我們的道路。 我們高興地承認(rèn)這是一種高度以人類為中心的方法，但我們有意這樣做，因?yàn)槲覀儗?duì)復(fù)雜、智能有機(jī)體的進(jìn)化感興趣。 我們仰望夜空，看不到外星人，所以我們和恩里科·費(fèi)米一起問(wèn)：“如果生命如此普遍，那么它們?cè)谀睦铮俊边@是一個(gè)悖論。 人們普遍認(rèn)為生命會(huì)在任何合適的星球上出現(xiàn)（盡管我們將在第二部分對(duì)此提出質(zhì)疑）。 然而，我們?cè)谔炜罩袥](méi)有看到智能、無(wú)線電傳輸、制造宇宙飛船的生命的例子。 因此，在行星的存在和技術(shù)文明的出現(xiàn)之間必定存在羅賓漢森所說(shuō)的“大過(guò)濾器”。 原則上，這個(gè)過(guò)濾器可以是大約過(guò)去 40 億年來(lái)導(dǎo)致現(xiàn)代人類的眾多步驟中的任何一個(gè)。 那么，哪些主要步驟或轉(zhuǎn)變很有可能發(fā)生，哪些不太可能發(fā)生？ 這對(duì)生命的可能頻率，特別是復(fù)雜和技術(shù)先進(jìn)的生命有什么影響？

為了回答這個(gè)問(wèn)題，我們可以識(shí)別當(dāng)前生物學(xué)的特征，這些特征對(duì)我們的存在和本質(zhì)至關(guān)重要，例如擁有骨骼或大腦，以及那些外圍的特征，例如擁有耳垂，并尋求在我們的進(jìn)化中找到點(diǎn)，獲得了關(guān)鍵特征。 我們并不是在爭(zhēng)論外表的相似性，或者我們?cè)谶@里戲仿的《星際迷航》謬論——復(fù)雜、聰明的外星人不可避免地都會(huì)擁有五肢、圓形虹膜和男性獨(dú)有的面部毛發(fā)。 與斯蒂芬·J·古爾德一樣，我們同意倒回并重放地球上生命的磁帶（或在類似的行星上再次播放）不會(huì)產(chǎn)生人類。 在這里，我們關(guān)心的是產(chǎn)生功能的過(guò)程，而不是具體的解剖結(jié)構(gòu)。 例如，脊椎動(dòng)物的眼睛是特定的，也許是獨(dú)一無(wú)二的，但視覺(jué)已經(jīng)進(jìn)化了很多次，產(chǎn)生了與昆蟲(chóng)、蜘蛛、軟體動(dòng)物、頭足類動(dòng)物、三葉蟲(chóng)，當(dāng)然還有哺乳動(dòng)物完全不同的眼睛。 我們不太關(guān)心一個(gè)生物如何聰明，而更關(guān)心它是否聰明。

生命從最早的形式到我們現(xiàn)在的進(jìn)化過(guò)程通常被描述為一系列主要步驟、轉(zhuǎn)變或關(guān)鍵創(chuàng)新，每一個(gè)都為新進(jìn)化的有機(jī)體提供了更原始形式所缺乏的重要新能力。 進(jìn)化并不是在有目標(biāo)的情況下線性發(fā)生的（沒(méi)有“頭腦”?。?每一個(gè)進(jìn)化步驟都會(huì)增加一套新的工具集，以解決每種生命形式在現(xiàn)有的解剖、生化和遺傳能力的基礎(chǔ)上遇到的環(huán)境挑戰(zhàn)。 那么從最后的共同祖先到人類的道路上有哪些關(guān)鍵步驟或創(chuàng)新？它們發(fā)生在哪里？ 從生命起源到像我們這樣技術(shù)先進(jìn)的社會(huì)，哪些重大關(guān)鍵創(chuàng)新極有可能發(fā)生，哪些不太可能發(fā)生？ “大過(guò)濾器”在哪里？

本書(shū)試圖提供一些答案。 標(biāo)題給出了我們的答案——我們認(rèn)為，一旦生命在一個(gè)世界上出現(xiàn)，復(fù)雜的生命就極有可能進(jìn)化出來(lái)。 如果生命是普遍的，我們相信我們生活在一個(gè)宇宙動(dòng)物園里。

第一部分 宇宙動(dòng)物園假說(shuō)?

1.宇宙動(dòng)物園假說(shuō)和進(jìn)化工具集

在本書(shū)中，我們將論證，一旦生命起源于行星體，在任何穩(wěn)定、足夠廣闊的環(huán)境中，復(fù)合生命的進(jìn)化都是極有可能的。

地球上的復(fù)雜生命是真正的（專性）多細(xì)胞生命形式，尤其是植物界（植物）、真菌界（酵母和真菌）和動(dòng)物界（動(dòng)物）的成員（專欄1.1）。由許多專業(yè)細(xì)胞組成是這類高級(jí)復(fù)雜生命的標(biāo)志。如果穩(wěn)定宜居的巖石行星很少見(jiàn)，那么復(fù)雜生命在宇宙中也很罕見(jiàn)。如果這些行星上的生命起源極其罕見(jiàn)，那么生命就非常罕見(jiàn)，我們就生活在一個(gè)相當(dāng)空虛的宇宙中。然而，如果生命起源很普遍，宜居的巖質(zhì)行星很多，那么生命就很普遍，我們就生活在宇宙動(dòng)物園中。最近在探測(cè)系外行星方面取得的研究成果似乎有力地表明，巖質(zhì)行星很常見(jiàn)。但并非所有行星都適合復(fù)雜生命的生存。有些根本無(wú)法孕育生命。有些可能只能支持簡(jiǎn)單的生命；復(fù)雜的生命需要較大的宜居體積，行星上必須有大量的生命（從技術(shù)上講，總生物量要大）。環(huán)境必須穩(wěn)定（盡管對(duì)于復(fù)雜生命來(lái)說(shuō)，溫度等環(huán)境參數(shù)可能不必像我們?cè)诘厍蛏嫌^察到的那樣受到嚴(yán)格限制）。但在這些宇宙限制下，我們的假設(shè)是，只要有足夠的時(shí)間，生命向更高復(fù)雜性的所有重大轉(zhuǎn)變或關(guān)鍵創(chuàng)新都將通過(guò)半穩(wěn)定棲息地中足夠大的生物圈來(lái)實(shí)現(xiàn)。我們對(duì)只有兩種轉(zhuǎn)變知之甚少，卻有很多猜測(cè)——生命本身的起源和科技智能的起源（或生存）。其中任何一個(gè)都可以解釋費(fèi)米悖論——為什么我們（至今）還沒(méi)有在宇宙中發(fā)現(xiàn)任何技術(shù)先進(jìn)的生命跡象。當(dāng)我們的太空飛行和遙感能力使我們能夠探索太陽(yáng)系外的其他行星和衛(wèi)星，并探測(cè)到它們上面可能存在的生物圈時(shí)，我們的假設(shè)將得到最終驗(yàn)證，這將是我們?nèi)祟愖顐ゴ蟮某删椭弧?/p>

1.1 生命轉(zhuǎn)變模型

經(jīng)過(guò)大約 40 億年的進(jìn)化，地球出現(xiàn)了一種具有智慧并使用技術(shù)的物種（我們?nèi)祟悾?地球上復(fù)雜動(dòng)物生命的進(jìn)化是生命獲得新能力的許多重大步驟的結(jié)果，并且其中一些步驟或主要轉(zhuǎn)變已經(jīng)被確定。 這些重大轉(zhuǎn)變發(fā)生在不同的地質(zhì)年代，與生命體所處的特定環(huán)境條件有關(guān)。 我們的目標(biāo)是探索這些關(guān)鍵創(chuàng)新的可能性有多大，從而探索同樣的轉(zhuǎn)變?cè)谄渌澜绨l(fā)生的可能性有多大。

為此，我們有一個(gè)簡(jiǎn)單的方法。 我們認(rèn)為，僅根據(jù)生命史上的重大轉(zhuǎn)變或關(guān)鍵創(chuàng)新的發(fā)生方式，可以將其分為三類解釋：

1. 關(guān)鍵路徑模型。 每一次轉(zhuǎn)變都需要先決條件，而這些先決條件需要時(shí)間來(lái)發(fā)展。 然而，時(shí)間（至少大部分）是由轉(zhuǎn)變和行星的基本性質(zhì)決定的，因此一旦行星上存在必要的先決條件，那么轉(zhuǎn)變就會(huì)在明確的時(shí)間尺度內(nèi)發(fā)生。 這就像注滿浴缸一樣； 一旦你打開(kāi)水龍頭，浴缸就會(huì)注滿水。 只是需要時(shí)間。

2. 隨機(jī)游走模型。 每個(gè)轉(zhuǎn)變?cè)谔囟〞r(shí)間步中發(fā)生的可能性極小，并且可能性不會(huì)隨時(shí)間（顯著）變化。 這可能是因?yàn)樵撌录枰獦O不可能的事件發(fā)生，或者需要許多極不可能的步驟。 因此，在轉(zhuǎn)變偶然發(fā)生之前必須經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。 一旦行星上存在生命，最終就會(huì)發(fā)生關(guān)鍵的創(chuàng)新，但它何時(shí)發(fā)生取決于機(jī)會(huì)，并且是否會(huì)在行星耗盡宜居環(huán)境時(shí)間之前發(fā)生尚不得而知。 這就像必須用骰子連續(xù)擲出一定數(shù)量的 6； 它可能會(huì)也可能不會(huì)在允許的時(shí)間內(nèi)發(fā)生。?

3.多重路徑模型。 每個(gè)轉(zhuǎn)變或關(guān)鍵創(chuàng)新都需要許多隨機(jī)事件來(lái)創(chuàng)建復(fù)雜的新功能，但這些的許多組合可以產(chǎn)生相同的功能輸出，即使不同輸出的遺傳或解剖細(xì)節(jié)并不相同。 因此，一旦生命存在，在給定時(shí)間段內(nèi)發(fā)生轉(zhuǎn)變的可能性就很高，但確切的時(shí)間尚不清楚。 這就像打牌時(shí)有一手好牌一樣； 獲得某一手牌的機(jī)會(huì)很小，但有許多不同的“好牌”，您可以確信自己會(huì)時(shí)不時(shí)地獲得一手好牌。

每一種創(chuàng)新都可能屬于第四類，我們將其命名為 “揠苗助長(zhǎng)”事件。在這一類解釋中，創(chuàng)新是可能發(fā)生的（因?yàn)樗且粋€(gè)關(guān)鍵路徑或許多路徑過(guò)程），但創(chuàng)新的結(jié)果破壞了創(chuàng)新發(fā)生的先決條件。新的有機(jī)體“自作自受”。我們認(rèn)為，生命的重大轉(zhuǎn)變?cè)诤艽蟪潭壬峡梢杂眠@套工具來(lái)解釋。

關(guān)鍵路徑模型的一個(gè)例子可能是對(duì)大約 5.41 億年前地球上出現(xiàn)多種多樣的硬殼動(dòng)物（通常稱為寒武紀(jì)大爆發(fā)）的解釋之一。這個(gè)論點(diǎn)（我們將在第 9 章中再次討論）指出，動(dòng)物需要氧氣來(lái)幫助它們進(jìn)行高能量的新陳代謝。在動(dòng)物出現(xiàn)之前的十多億年里，植物的細(xì)菌前身一直在制造氧氣。但是所有的氧氣都被地球表面的巖石和通過(guò)火山從內(nèi)部排出的火山氣體消耗掉了。只有當(dāng)這些巖石被完全氧化，無(wú)法再吸收氧氣時(shí)，大氣中才會(huì)開(kāi)始積聚氧氣。因此，從產(chǎn)生氧氣的光合作用進(jìn)化到動(dòng)物生命的出現(xiàn)，中間必須經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)的時(shí)間。有氧光合作用一旦出現(xiàn)，動(dòng)物就極有可能出現(xiàn)，但這需要經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的延遲。

隨機(jī)游走模型的一個(gè)例子是，有人認(rèn)為哺乳動(dòng)物之所以成為地球上占主導(dǎo)地位的大型動(dòng)物，是由于兩個(gè)先決條件：早期小型哺乳動(dòng)物的進(jìn)化，以及它們可以進(jìn)化成為我們今天看到的大型、多樣化動(dòng)物的生態(tài)位。早在三疊紀(jì)時(shí)期，地球上就已經(jīng)出現(xiàn)了早期哺乳動(dòng)物（專欄1.2），但是大型食草動(dòng)物和以它們?yōu)槭车拇笮褪橙鈩?dòng)物的生態(tài)位已經(jīng)被恐龍?zhí)钛a(bǔ)了。哺乳動(dòng)物仍然是小型的夜行動(dòng)物。白堊紀(jì)末期，一顆彗星或小行星在今天墨西哥的?？颂K魯伯鎮(zhèn)附近與地球相撞，再加上之前的氣候變化，恐龍滅絕了，為哺乳動(dòng)物的進(jìn)化開(kāi)辟了生態(tài)位。那次撞擊可能發(fā)生在侏羅紀(jì)末期，也可能發(fā)生在始新世，也可能還沒(méi)有發(fā)生。如果它根本沒(méi)有發(fā)生，那么哺乳動(dòng)物今天可能仍然是 7000 萬(wàn)年前的稀有、小型、夜行動(dòng)物。

多重路徑模型的一個(gè)例子是成像視覺(jué)的進(jìn)化。在昆蟲(chóng)、頭足類動(dòng)物、脊椎動(dòng)物以及三葉蟲(chóng)等已滅絕的類群中，能夠?qū)κ澜邕M(jìn)行成像（而不僅僅是探測(cè)明暗）的眼睛已經(jīng)進(jìn)化了很多次。它們是獨(dú)立進(jìn)化的，6.1宇宙動(dòng)物園假說(shuō)和進(jìn)化工具集都具有不同的結(jié)構(gòu)，只要比較一下昆蟲(chóng)和人類的眼睛就會(huì)發(fā)現(xiàn)這一點(diǎn)。但是，所有這些不同的、獨(dú)立進(jìn)化的眼睛都具有相同的功能。

我們以這種方式對(duì)創(chuàng)新進(jìn)行分類，是因?yàn)檫@可以告訴我們一些關(guān)于時(shí)間和概率的信息，而這正是我們想要知道的，我們不必?fù)?dān)心機(jī)制問(wèn)題（例如，究竟哪些基因參與了昆蟲(chóng)或脊椎動(dòng)物眼睛的構(gòu)建，以及它們是如何進(jìn)化的）。請(qǐng)記住，我們?cè)谶@里關(guān)注的是一種功能（例如成像視覺(jué)）的進(jìn)化，而不是一種結(jié)構(gòu)（例如像我們的眼睛一樣有晶狀體和視網(wǎng)膜的眼睛）。
1. 關(guān)鍵路徑模型。為此，只需一組先決條件為真。一旦這些先決條件就位，創(chuàng)新就會(huì)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生，并在先決條件發(fā)生的所有場(chǎng)合出現(xiàn)。先決條件只需要時(shí)間，偶然性的作用并不大。時(shí)間可能會(huì)很長(zhǎng)（如上文提出的氧氣與動(dòng)物生命之間的聯(lián)系），但如果你對(duì)地球及其生物圈有足夠的了解，時(shí)間是可以預(yù)測(cè)的。如果一項(xiàng)創(chuàng)新不止一次地出現(xiàn)在 "關(guān)鍵路徑 "過(guò)程中，那么在不同的例子中，它很可能會(huì)遵循相似的進(jìn)化路徑，因此該功能的獨(dú)立進(jìn)化將來(lái)自相似的機(jī)制或結(jié)構(gòu)。
2. 隨機(jī)游走模型。除了存在能夠?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)新的生命之外，不需要任何特定的、具體的先決條件（例如，視覺(jué)不太可能在沒(méi)有光的環(huán)境中進(jìn)化）。因此，創(chuàng)新會(huì)隨機(jī)發(fā)生。因?yàn)楦鶕?jù)定義，這種創(chuàng)新出現(xiàn)的可能性很小——如果可能，它會(huì)很容易發(fā)生，而不會(huì)成為關(guān)鍵創(chuàng)新或重大轉(zhuǎn)變——那么它就不可能發(fā)生兩次。
3. 多重路徑模式。多重路徑過(guò)程沒(méi)有特定的先決條件，只有事先存在能夠?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)新的生命。然而，一旦滿足了任何適當(dāng)?shù)南葲Q條件，創(chuàng)新就會(huì)在一段時(shí)間后（以世代為單位）相當(dāng)可靠地發(fā)生。因此，創(chuàng)新最終會(huì)發(fā)生幾乎是不可避免的。但是，由于創(chuàng)新有很多種方式，因此每次創(chuàng)新都會(huì)通過(guò)不同的機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)。
多重路徑過(guò)程與隨機(jī)游走過(guò)程不同。在隨機(jī)游走過(guò)程中，許多事件必須發(fā)生，但何時(shí)發(fā)生是隨機(jī)的——結(jié)果就是整個(gè)事件的發(fā)生時(shí)間是隨機(jī)的。相比之下，在多重路徑過(guò)程中，許多隨機(jī)事件的組合可以導(dǎo)致一個(gè)事件或創(chuàng)新。數(shù)學(xué)的一個(gè)奇特結(jié)果是，整體事件的發(fā)生時(shí)間比其任何組成部分、單個(gè)（隨機(jī)）事件的發(fā)生時(shí)間更容易預(yù)測(cè)。這在日常生活中屢見(jiàn)不鮮?？觳偷甑睦习鍩o(wú)法預(yù)測(cè)某位顧客何時(shí)會(huì)進(jìn)店點(diǎn)漢堡，但他可以在一天結(jié)束時(shí)預(yù)測(cè)賣(mài)出漢堡的數(shù)量，從而提前適當(dāng)進(jìn)貨。多重路徑模型認(rèn)為，如果一個(gè)事件可以由許多隨機(jī)事件的組合引起，那么它將不可避免地發(fā)生，而且在一個(gè)確定的時(shí)間段內(nèi)發(fā)生的概率很高。

因此，我們可以區(qū)分圖 1.1 所示的三種模式。如果重大創(chuàng)新只發(fā)生過(guò)一次，我們可能傾向于隨機(jī)游走模型。如果它在進(jìn)化過(guò)程中多次出現(xiàn)，我們可能更傾向于 多重路徑模型。如果創(chuàng)新發(fā)生了多次，而且機(jī)制多種多樣，那么我們就更有信心認(rèn)為 多重路徑模型 是描述關(guān)鍵創(chuàng)新是如何實(shí)現(xiàn)的適當(dāng)方法。如果它在地質(zhì)記錄中發(fā)生了很多次，但時(shí)間非常接近，我們可能會(huì)認(rèn)為這是一個(gè)關(guān)鍵路徑過(guò)程。即使我們不知道它是什么時(shí)候進(jìn)化的，但看到一種功能獨(dú)立地進(jìn)化了好幾次，而且每次都使用相同的機(jī)制（例如同一組基因或相同的基本解剖結(jié)構(gòu)），那么我們也可能會(huì)傾向于關(guān)鍵路徑模式。

我們提出了這三種類型的解釋，以便我們可以嘗試回答我們?cè)瓉?lái)的問(wèn)題。 顯然，人類是獨(dú)一無(wú)二的。 我們只進(jìn)化了一次，進(jìn)化出像人類一樣的東西的機(jī)會(huì)微乎其微，而人類的進(jìn)化之路非常復(fù)雜，而且大多是未知的。 但我們并不關(guān)心人類是否在其他地方進(jìn)化。 我們想知道使用工具的、智能的、動(dòng)態(tài)的有機(jī)體是否在其他地方進(jìn)化，這是關(guān)于功能的進(jìn)化而不是解剖學(xué)。 我們的模型使我們能夠?qū)⒛稠?xiàng)功能進(jìn)化的可能性與它進(jìn)化的具體路徑以及最終生物體的解剖學(xué)或生物化學(xué)性質(zhì)區(qū)分開(kāi)來(lái)。 我們可以問(wèn)“視覺(jué)多久進(jìn)化一次？” 并且不會(huì)迷失在構(gòu)成人類或昆蟲(chóng)眼睛的特定基因和細(xì)胞的迷宮中。

結(jié)構(gòu)與功能之間的這種區(qū)別非常重要，因此我們只想再舉一個(gè)例子。 胎盤(pán)（胎衣）被認(rèn)為是哺乳動(dòng)物所獨(dú)有的。 它允許母親在子宮里喂養(yǎng)嬰兒，讓胎兒成長(zhǎng)到相當(dāng)成熟的狀態(tài)，同時(shí)受到母親的保護(hù)，免受從病毒到老虎等一切侵害。 哺乳動(dòng)物的胎盤(pán)確實(shí)是獨(dú)一無(wú)二的。 它具有其他動(dòng)物群中所沒(méi)有的特殊解剖結(jié)構(gòu)。 但它的功能并不是獨(dú)一無(wú)二的。 胎盤(pán)的功能是使母親的組織和胎兒的血液供應(yīng)足夠接近，以便營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)能夠輕松地從母親傳遞到母親體內(nèi)的胎兒。 如果我們問(wèn)其他動(dòng)物是否進(jìn)化出了專門(mén)的組織或器官來(lái)執(zhí)行這種功能，那么答案肯定是肯定的； 蝎子、某些種類的蟑螂、某些蜥蜴、鯊魚(yú)和蛇的母體組織和胚胎組織排列在特定的組織中，以便生長(zhǎng)中的胎兒從母親那里獲取氧氣和營(yíng)養(yǎng)。 其中一些胎生動(dòng)物（例如胎盤(pán)爬行動(dòng)物）允許胎兒組織直接接觸母親的血液，直到最近這還被認(rèn)為是哺乳動(dòng)物的獨(dú)特特征。 胎生動(dòng)物已經(jīng)獨(dú)立進(jìn)化了很多次，每次都有不同的解剖結(jié)構(gòu)，賦予相同的功能。 胎生進(jìn)化絕不是哺乳動(dòng)物獨(dú)特的、不可能的、隨機(jī)游走的特征，而是一個(gè)在廣泛的動(dòng)物群體中發(fā)生的多重路徑過(guò)程。

因此，如果我們有一些例子可以研究，我們就可以把一種功能出現(xiàn)的可能性與該功能如何發(fā)生的細(xì)節(jié)區(qū)分開(kāi)來(lái)。

在本書(shū)中，我們關(guān)注的是進(jìn)化的主要步驟，以及由此產(chǎn)生的根本性的、改變生物圈的功能。 在本書(shū)的第二部分中，我們將分析生命的重大轉(zhuǎn)變或關(guān)鍵創(chuàng)新，探討它們是遵循關(guān)鍵路徑模型、隨機(jī)漫步模型還是多重路徑模型。 基于這些分析，我們可以判斷生命如何輕松地征服每次重大轉(zhuǎn)變（圖 1.1）。 地球是否像彼得·沃德和唐納德·布朗利在他們的《稀有地球（Rare Earth）》一書(shū)中所說(shuō)的那樣，是宇宙中一個(gè)特殊且不尋常的生命之地？ 或者，我們的結(jié)果是否意味著我們生活在宇宙動(dòng)物園里？ 但在討論這個(gè)問(wèn)題之前，為了能使復(fù)雜的宏觀生命得以進(jìn)化，我們必須先了解一下行星的條件必須是什么樣的。

延伸閱讀

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2.Bains, W., & Schulze-Makuch, D. (2015). Mechanisms of evolutionary innovation?point to genetic control logic as the key difference between prokaryotes and?eukaryotes. Journal of Molecular Evolution, 81, 34–53.

3.Conway Morris, S. (2003). Life’s solutions: Inevitable humans in a lonely Universe.?Cambridge: Cambridge University Press.

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5.Smith, J. M., & Szathmary, E. (1995). The major transitions in evolution. Oxford:?W. H. Freeman.

6.Ward, P. D., & Brownlee, D. (2000). Rareearth: Why complex life is uncommon in the?Universe. New York: Springer.