1
00:00:03,489 --> 00:00:07,166
演化的機制

2
00:00:07,166 --> 00:00:10,058
到底演化是什麼呢？

3
00:00:10,058 --> 00:00:13,808
演化就是地球上生命的發展。

4
00:00:13,808 --> 00:00:20,058
這是一個數十億年前開始的過程，
而且現在仍在繼續。

5
00:00:20,058 --> 00:00:25,529
演化告訴我們這些數量龐大而多樣
的生命是如何可能發展起來的。

6
00:00:25,529 --> 00:00:33,834
它顯示出原生動物是怎樣成為
今日我們所見到的不同物種。

7
00:00:33,834 --> 00:00:42,496
這樣看來，演化可以回答我們每次看到
臘腸犬和大丹犬在一起時問的問題：

8
00:00:42,496 --> 00:00:50,310
相同的祖先怎會生出如此不同的後代呢？

9
00:00:50,310 --> 00:00:57,926
在回答這問題時，我們希望只專注於動物上，
而暫時排除如菌類或植物的生命體。

10
00:00:57,926 --> 00:01:04,848
因此我們要問的第一個問題就是：
一隻動物如何演變成一類全新的物種？

11
00:01:04,848 --> 00:01:11,894
但先很快地問一問：物種到底是什麼？

12
00:01:11,894 --> 00:01:17,188
一個物種是一群可以互相繁殖後代的動物，

13
00:01:17,188 --> 00:01:22,229
而這些後代也可以自己繁殖自己的後代。

14
00:01:22,229 --> 00:01:26,395
不是很明白？那麼就一起看看以下幾點：

15
00:01:26,395 --> 00:01:33,976
生物獨特性，這是由大量繁殖後代
和遺傳所保證的，

16
00:01:33,976 --> 00:01:37,772
而第二個關鍵點就是物競天擇。

17
00:01:37,772 --> 00:01:47,560
我們先來看生物獨特性。每一隻存在的生物都是
獨特的，而這是演化所必要的。

18
00:01:47,560 --> 00:01:51,187
同一物種的生物可能會與其餘的十分相似；

19
00:01:51,187 --> 00:01:55,520
然而，牠們會有少許不同的性狀和特徵。

20
00:01:55,520 --> 00:02:01,520
牠們可能有些比自己物種的動物
體型更大、肥胖、強壯、或斗膽。

21
00:02:01,520 --> 00:02:08,226
那麼，這些差別為何會出現？
我們不妨仔細查看牠。

22
00:02:08,226 --> 00:02:13,727
每種生物都由細胞組成，
這些細胞大都有一個細胞核。

23
00:02:13,727 --> 00:02:21,560
細胞核含有染色體，
它們之中有DNA。

24
00:02:21,560 --> 00:02:28,488
DNA包括不同的基因，而這些
基因就是生命資訊的承載體。

25
00:02:28,488 --> 00:02:36,751
它們包含對細胞的指示、命令，
並決定這生物的性狀和特徵，

26
00:02:36,751 --> 00:02:42,590
這個DNA就是每種生物所獨有的。

27
00:02:42,590 --> 00:02:49,565
每個人之間的DNA都有點不同，
這就是他們有不同特徵的原因。

28
00:02:49,565 --> 00:02:55,134
但這大量不同的DNA是如何製造出來的呢？

29
00:02:55,134 --> 00:02:59,568
一個重要因素就是後代的大量繁殖。

30
00:02:59,568 --> 00:03:04,358
在自然界中，我們可以觀察到大多數
生物都會繁殖供過於求的後代數量，

31
00:03:04,358 --> 00:03:09,548
而致於牠們的物種得以生存，
同時也導致許多初生後代的夭折。

32
00:03:09,548 --> 00:03:14,230
通常後代的數量甚至高於牠們
所住環境中可支援的數量。

33
00:03:14,230 --> 00:03:17,610
這就是增加物種中生物多樣性的一個因素。

34
00:03:17,610 --> 00:03:22,109
後代愈多，牠們之間就會有愈多小的差別。

35
00:03:22,109 --> 00:03:28,801
這就是大自然想要的：差別越多越好。

36
00:03:28,801 --> 00:03:35,136
造成生物個體獨特性的第二個
原由是基於遺傳因素。

37
00:03:35,136 --> 00:03:42,303
順帶一提，遺傳是指DNA傳送至後代的行程。

38
00:03:42,303 --> 00:03:49,971
兩種有趣的因素摻雜其中：
重新組合和突變。

39
00:03:49,971 --> 00:03:54,885
重新組合就是兩種生物
DNA的隨機混合。

40
00:03:54,885 --> 00:04:01,469
當牠們墜入愛河並交配，
牠們會兩次重組牠們的基因。

41
00:04:01,469 --> 00:04:08,303
第一次是在牠們各自在造配子時重組─
即是製造精子和卵子時。

42
00:04:08,303 --> 00:04:13,860
配子會拿取並打散一半的基因。

43
00:04:13,860 --> 00:04:18,553
第二次就是在雌性受精的時候。

44
00:04:18,553 --> 00:04:28,670
雌雄雙方各提供50%的DNA，
即是牠們獨特性狀、特徵的50%。

45
00:04:28,670 --> 00:04:33,547
然後它們會重組，或混合，
結果就是新的後代。

46
00:04:33,547 --> 00:04:41,025
這些後代擁有這隨機混合的DNA，
即是牠們雙親的性狀和特徵。

47
00:04:41,025 --> 00:04:47,454
這更增加了物種生物間的不同和多樣性，

48
00:04:47,454 --> 00:04:52,290
然而突變也是演化的重要一環。

49
00:04:52,290 --> 00:04:55,653
突變就是DNA中的隨機改變。

50
00:04:55,653 --> 00:05:00,361
也可說是DNA在複製過程中的誤差，

51
00:05:00,361 --> 00:05:05,206
這可能是由於毒素或其他
化學物質，或甚至輻射。

52
00:05:05,206 --> 00:05:09,874
當DNA因此而改變時，突變就會出現。

53
00:05:09,874 --> 00:05:15,900
這些轉變通常是負面的，
並可能導致如癌症等疾病。

54
00:05:15,900 --> 00:05:20,154
但是，它們也可能會有中性或正面的效果，

55
00:05:20,154 --> 00:05:26,191
人類的藍色眼睛就是一個隨機突變的例子。

56
00:05:26,191 --> 00:05:32,244
在這些突變中，它必須影響配子，即精子或卵子，

57
00:05:32,244 --> 00:05:37,819
因為只有配子的DNA會遺傳至後代身上。

58
00:05:37,819 --> 00:05:45,494
這也是我們拍X光時保護性器官的原因，
而身體的其他部位則沒有風險。

59
00:05:45,494 --> 00:05:53,662
總結來說，在遺傳的過程中，生物把牠們的
特徵以DNA的形式遺傳給後代。

60
00:05:53,662 --> 00:05:59,362
DNA會被重組和突變所影響，因此
個後代都會和牠的兄弟姐妹有點不同，

61
00:05:59,362 --> 00:06:05,081
並會得到牠雙親的隨機特徵。

62
00:06:05,081 --> 00:06:10,219
這裡有一個重點字眼：隨機。

63
00:06:10,219 --> 00:06:13,775
所有這些過程都是基於偶然的。

64
00:06:13,775 --> 00:06:19,609
隨機的重組和突變使個體出現
隨機混合的性狀和特徵，

65
00:06:19,609 --> 00:06:24,027
而這些個體則會自己混合性狀、
特徵，並把它們傳給下一代。

66
00:06:24,027 --> 00:06:31,859
但當這些全都是隨機的時候，如
竹節蟲、蜂鳥、或琵琶魚等生物，

67
00:06:31,859 --> 00:06:39,319
怎可能如此適應身邊的環境？

68
00:06:39,319 --> 00:06:43,821
答案就是在第二個關鍵點，物競天擇之中。

69
00:06:43,821 --> 00:06:49,475
每個個體都要經歷自然選擇的過程。

70
00:06:49,475 --> 00:06:53,736
之前提到，每個生物個體都和
牠們的同類有點不同，

71
00:06:53,736 --> 00:07:00,524
而物種中的動物間
有著廣泛的變化。

72
00:07:00,524 --> 00:07:06,024
環境因素對生物有影響。
這些所謂的天擇因素包括：

73
00:07:06,024 --> 00:07:15,317
掠食者、寄生蟲、同一物種的動物、毒素、棲息地的改變、或氣候。

74
00:07:15,317 --> 00:07:18,775
每個個體都要經歷天擇的過程。

75
00:07:18,775 --> 00:07:23,023
每種生物都有一些獨特
性狀和特徵混合在一起。

76
00:07:23,023 --> 00:07:31,782
這些混在一起的特點可以為牠們的生存
提供幫助；然而也可能不會有任何幫助。

77
00:07:31,782 --> 00:07:39,350
擁有不適應特點的動物會從環境中被選擇出來。

78
00:07:39,350 --> 00:07:47,332
而那些擁有適應特點的動物得以生存下去，
並把牠們增強的性狀和特徵傳給下一代。

79
00:07:47,332 --> 00:07:50,239
這就是生物多樣性為何是這麼重要的原因。

80
00:07:50,239 --> 00:07:56,479
這也就是生物努力繁殖
後代如此不同的原因。

81
00:07:56,479 --> 00:08:01,893
這增加牠們後代成功通過
大自然選擇過程的機會。

82
00:08:01,893 --> 00:08:05,337
同時增加牠們物種生存的機會。

83
00:08:05,337 --> 00:08:10,922
這方面一個好的例子就是在
遙遠島嶼上所住的一群燕雀。

84
00:08:10,922 --> 00:08:14,587
牠們是科學界中最有名的動物之一，

85
00:08:14,587 --> 00:08:23,089
牠們也叫達爾文雀，因為牠們是由達爾文
所發現的，而這也是牠們的故事。

86
00:08:23,089 --> 00:08:32,978
數百年前，一小群燕雀大概因為一場風暴
而被吹至太平洋中的加拉巴哥群島。

87
00:08:32,978 --> 00:08:36,922
牠們現在變成在一個完全陌生的環境中，

88
00:08:36,922 --> 00:08:42,227
一個燕雀天堂：大量食物和沒有天敵。

89
00:08:42,227 --> 00:08:48,059
牠們以極快速度大量繁殖。
牠們充滿了整個島嶼。

90
00:08:48,059 --> 00:08:51,252
這意味著糧食供應變得越來越稀少。

91
00:08:51,252 --> 00:08:56,753
整個天堂籠罩在饑荒之下，
朋友變成了競爭者。

92
00:08:56,753 --> 00:08:59,392
這就是天擇發揮作用的時候。

93
00:08:59,392 --> 00:09:03,475
牠們各自的個體和少許不同，
在這裡指的是少許不同的喙，

94
00:09:03,475 --> 00:09:10,821
使得一些燕雀不需和其他鳥類競爭，

95
00:09:10,821 --> 00:09:16,185
一些燕雀的嘴適合挖蟲。

96
00:09:16,185 --> 00:09:21,215
另一些適合砸開種子。

97
00:09:21,215 --> 00:09:28,382
牠們之後形成不同的生態位，在其生態位中
牠們不用為過多的競爭而擔心。

98
00:09:28,382 --> 00:09:32,689
後來牠們開始只和自己
生態位的燕雀繁殖。

99
00:09:32,689 --> 00:09:37,216
多個世代後，這些特徵增強了，

100
00:09:37,216 --> 00:09:40,937
令牠們可以成功開拓自己的生態位。

101
00:09:40,937 --> 00:09:45,799
挖蟲的和砸種子燕雀的差異大至

102
00:09:45,799 --> 00:09:52,104
牠們不再可以一起繁殖，
因此形成不同的物種。

103
00:09:52,104 --> 00:09:57,939
現今在加拉巴哥群島上有十四種不同的燕雀，

104
00:09:57,939 --> 00:10:02,023
牠們全都是從同一群擱淺的燕雀演變而成的。

105
00:10:02,023 --> 00:10:05,882
這就是演化形成新物種的過程：

106
00:10:05,882 --> 00:10:08,549
透過獨特個體的互動、

107
00:10:08,549 --> 00:10:10,604
後代的大量繁殖、

108
00:10:10,604 --> 00:10:13,966
遺傳中的重組和突變、

109
00:10:13,966 --> 00:10:17,299
還有最終的物競天擇。

110
00:10:17,299 --> 00:10:20,467
為什麼這很重要？

111
00:10:20,467 --> 00:10:27,642
因為它告訴我們生命的來源，
和生物完全適應身邊環境的原因，

112
00:10:27,642 --> 00:10:30,355
而這也對我們有影響。

113
00:10:30,355 --> 00:10:37,216
每個人都是35億年演化的結果，這也包括你。

114
00:10:37,216 --> 00:10:41,195
你的祖先不停地搏鬥和適應以生存。

115
00:10:41,195 --> 00:10:45,548
這個生存含有極端的不確定性。

116
00:10:45,548 --> 00:10:49,965
如果我們考慮到曾經存在的
物種中有99%都已絕種的話，

117
00:10:49,965 --> 00:10:55,692
那麼你就是成功生存的其中一個故事。

118
00:10:55,692 --> 00:10:59,771
恐龍已絕種了，但你還在生，看這套影片，

119
00:10:59,771 --> 00:11:06,299
因為你是特別的，就像現在
所有存在的生物一樣：

120
00:11:06,299 --> 00:11:10,775
在宇宙中不可再生而且是獨一無二的。