问题

人类的活动严重影响了生物进化,同时,由于医学发展抵抗着自然的选择,是否会阻碍其他生物和人类进化?

回答
人类活动对生物进化的影响,以及医学发展对自然选择的“抵抗”,这确实是一个值得深入探讨的议题,因为它触及了我们与整个生命世界的关系,也关系到我们自身的未来。

首先,我们来聊聊人类活动如何“玩弄”着进化这盘棋。千百年来,我们以一种前所未有的方式重塑着地球。从开垦农田、砍伐森林,到城市扩张、污染排放,再到气候变化,我们几乎在每一个角落都留下了深刻的印记。这些改变,无异于给地球上的生物上演了一场场“真人秀”式的自然选择加速器。

想象一下,某个地方原本生活着一群适应特定环境的昆虫。人类突然在这里建起了一座化工厂,排放出有毒气体。那些对这种气体敏感的个体,要么迅速死亡,要么无法繁殖,它们的基因也就这样从种群中消失了。而那些碰巧拥有微弱抗性的个体,则有了更大的生存和繁殖机会,它们的基因得以传递下去。这就像是把一锅汤倒掉一半,只留下那一点点底子,然后告诉留下来的继续“努力”。

又比如,我们为了更高的产量,培育了抗虫害的农作物。这使得许多原本依赖这些作物为生的害虫,失去了食物来源,或者不得不适应新的化学物质。那些能够克服农药的害虫,就成为了新的“进化之星”,它们的后代会越来越顽强,形成我们常说的“抗药性”。这和我们人类发展出抗生素,细菌也随之进化出抗药性,道理是一样的。我们自己创造了选择压力,又被这些压力反噬。

再到我们熟悉的驯化动物。家犬就是最好的例子。它们从凶猛的狼演变成今天温顺可爱的伴侣,完全是人类漫长筛选和培育的结果。我们选择了那些听话、友好、容易与人互处的个体,将它们的基因放大,而那些不符合我们需求的狼,则被排除在外。这是一种人为的、有目的的进化,只不过我们是“导演”,而非“被导演”。

那么,医学发展抵抗自然选择,会不会阻碍其他生物和我们人类自身的进化呢?这是一个非常尖锐的问题。

对其他生物而言:

确实,人类医学的进步,尤其是在对抗疾病方面,一定程度上“削弱”了某些自然选择的压力。例如,曾经肆虐的许多传染病,在抗生素、疫苗和现代医疗的帮助下,致死率大大降低。这意味着,那些在过去可能因为某种基因缺陷而无法抵抗疾病,最终被自然淘汰的个体,现在能够存活下来,并将他们的基因遗传下去。

从理论上讲,这可能导致某些“弱”的基因在人群中的频率增加。我们可能不再像我们的祖先那样,对某些疾病具有天生的抵抗力。因为,一旦有新的疾病出现,我们的身体可能不像过去那样“训练有素”。

然而,这是否就意味着“阻碍”了进化呢?进化是一个非常复杂的、多维度的概念。自然选择只是其中一个重要的驱动力,但并不是唯一一个。

变异依然存在: 即使某些疾病的压力减小,新的基因突变依然在发生。这些突变是进化的“原材料”。
新的选择压力出现: 医学的进步本身也可能创造新的选择压力。例如,抗生素的滥用导致了超级细菌的出现,这恰恰是细菌在新的选择压力下加速进化的表现。我们改变环境,它们就得适应。
性选择、遗传漂变等因素: 除了自然选择,性选择(比如择偶偏好)、遗传漂变(随机的基因频率变化)等也在持续发挥作用。
适应环境变化: 随着我们对环境的持续改造,新的适应性压力也在不断出现,比如对污染物的耐受,对人工合成食物的消化能力等等。

所以,与其说阻碍,不如说人类活动和医学发展改变了“游戏规则”,改变了进化的方向和速度,甚至创造了新的进化路径。其他生物也在适应这些新的规则,有的可能在某些方面“退化”了某些古老的适应性,但可能在另一些方面获得了新的优势。

对人类自身而言:

医学发展让我们摆脱了很多曾经的“生死考验”。这让更多人有机会活到繁殖年龄,并将他们的基因传递下去。从这个角度看,它似乎确实减缓了某些“淘汰”的速度。

基因多样性的维持: 过去,许多遗传病可能因为患者无法存活而迅速被剔除。现在,医学可以帮助他们生存,甚至繁衍后代,这就使得这些潜在的“不利”基因得以在人群中维持一定的频率。这可能增加了我们群体整体的基因多样性。
应对新挑战: 尽管我们抵抗了某些古老的选择压力,但人类仍然面临着无数新的挑战。比如,全球化的生活方式、不健康的饮食习惯、长时间的精神压力等等,这些都可能成为新的选择因素。我们的身体和基因也在不断地做出微调来适应。
“被动”的进化? 有一种观点认为,当我们依靠外部力量(如药物)来克服生理上的不足时,我们自身“内在”的进化动力可能会减弱。我们不再需要通过改变自身基因来适应环境,因为我们可以通过技术来改变环境或弥补不足。这确实是一种“非生物性”的进化方式。

但关键在于,这是否真的是“阻碍”?

进化并不一定意味着“变得更强壮”或者“抵抗力更强”。进化是“适应”。人类通过医学和技术,正在以一种截然不同的方式进行“适应”——一种文化和技术驱动的适应。我们通过创造工具、知识和治疗方法,来解决我们所面临的问题,而不是仅仅依赖于基因层面的改变。

与其担心医学“阻碍”了进化,不如说我们正处于一个“人类主导的进化”时代。我们不再是被动地接受自然的选择,而是主动地参与到这个过程中,甚至在某种程度上引领它。

比如说,基因编辑技术(虽然目前还面临伦理和安全问题)如果未来能够成熟应用,将可能让我们直接干预自身的基因,实现我们想要的“进化”方向。这听起来很科幻,但也说明了我们正在尝试绕过传统的进化路径。

总结一下:

人类活动确实是生物进化史上一个超级强大的“催化剂”和“塑形者”。医学发展在一定程度上“绕过了”某些传统的自然选择机制,但它并没有停止进化,而是改变了进化的方向、速度和方式。

对其他生物: 它们被迫适应我们创造的新环境和新压力,这导致了物种的改变、消失和新适应性的出现。
对人类自身: 我们通过技术和文化,正在以一种更主动的方式“进化”,我们可能因此维持了更多的基因多样性,但也需要警惕因为“低估”了某些潜在的生理脆弱性而带来的风险。

最终,我们不能用过去的标准来衡量现在的进化。人类正在以一种我们自己都难以完全预测的方式,书写着属于自己的进化故事。我们所做的,与其说是“阻碍”了进化,不如说是将进化的大权,部分地从自然手中,转移到了我们自己的手中,同时,也让其他生物与我们一同踏入了这场未知的旅程。这既是机遇,也是巨大的挑战。

网友意见

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题目表达了作者超越“边都不沾”的界限、抵达“完全相反”领域的思想感情:

人类活动确实严重影响了一部分生物的进化,将其种群中的基因频率变化——也就是进化——速度明显加快。这也没什么,进化没有“越快越好”之类价值判断。

  • 新物种诞生的速度可能正随着人类活动而加速。早已有研究显示,在灭绝率高的恶劣环境中,新物种诞生的速度更快。过去一百多年间,人们的交通工具将各种生物搬运到世界各地,产生数以亿计的“进入从未抵达过的环境”并立即地理隔离的新种群和大量的“曾经分离了数百万、上千万年的物种之间的杂种”。
  • 亚马逊雨林、珊瑚礁等“生物多样性最丰富的地区”听起来好听,其实在人或自然界的其他成员造成破坏后恢复得格外慢,这可能误导了许多人。那些地方的物种形成率很低、碳流转很快,亚马逊雨林的土壤其实相当贫瘠。

医学发展并没有抵抗“自然的选择”——这是个常见的误解,以为“减少了死于病原体的人、让有缺陷的残疾人活下来”会阻碍人类进化。其实恰恰相反,多一个人存活下来,就稍微丰富了人类那少得可怜的基因多样性,而且这之中“明显有毛病”的不利基因可以被人的交配策略与繁殖过程筛掉。

  • 一些对进化论一知半解的萌头日常吹嘘有性生殖这样有用、那样有用,在这个极少数能吹的地方反而不吹了。
  • 中性基因多样性与物种的适应性、灭绝率等没有简单的关系,并不值得那么在意。而且,如果你就是喜欢这玩意,你可以靠现代技术编辑自己的基因。

还有,医学发展大大促进了致病微生物的演化

  • 这不止是老生常谈的抗生素耐药性。人们已经看到医院环境中的粪肠球菌对酒精的耐受力在 18 年间增强了十倍[1],对异丙醇的耐受力也在上升。许多含酒精的洗手液的浓度较低并会被冲洗,让病原体反复暴露于非致命浓度的酒精——在新冠病毒大流行期间尤其如此。这有望进一步增强若干病原体对酒精的耐受力。
  • 至于碘伏和次氯酸钠,那不止是“耐药”这个程度了。Burkholderia cepacia 复合种(Bcc,含 24 个物种[2])可以在碘伏里生活,可以耐受过氧化氢、次氯酸钠[3]、氯己定、三氯生、苯扎氯铵、洗必泰等[4],能够污染商业生产的聚维酮碘和水基的鼻喷雾剂、漱口水、注射液、洗手液、婴儿湿巾等。
  • Bcc 在自然界广泛分布于土壤、淡水、海水、植物根际,其中 B. cepaciaB. cenocepaciaB. vietnamiensis、B. anthinaB. seminalis 常见于世界各地的水环境
  • Bcc 对多种抗生素、多种防腐剂具备固有的抗性(第一次遭遇就能抵抗)[5],能够使用某些抗菌剂作为碳源
  • Bcc 不但可以对洋葱、烟草等植物致病,还能感染免疫力较低的人(例如婴儿、60 岁以上的老年人、艾滋病患者、接受化疗的癌症患者),引起肺炎,可以人传人,可以致死。
  • 研究人员对从美国 3 个大城市的操场、运动场、公园、远足小径、住宅庭院、花园中的 91 个地点收集的土壤和根际样本的 DNA 提取物进行 PCR 分析,显示约 90% 的样本为 Bcc 阳性[6]
  • 根据美国 FDA 数据,2004 年至 2011 年间,34% 的非无菌医药产品召回涉及 Bcc[7]

这可以让你直观地感受到“抗药性强的微生物一定会牺牲其它方面的能力,在没有药物的时候竞争不过没抗药性的微生物”之类“朴素的美好愿望”的可悲。

参考

  1. ^ Pidot SJ, Gao W, Buultjens AH, Monk IR, Guerillot R, Carter GP, Lee JYH, Lam MMC, Grayson ML, Ballard SA, Mahony AA, Grabsch EA, Kotsanas D, Korman TM, Coombs GW, Robinson JO, Gonçalves da Silva A, Seemann T, Howden BP, Johnson PDR, Stinear TP. Increasing tolerance of hospital Enterococcus faecium to handwash alcohols. Sci Transl Med. 2018 Aug 1;10(452):eaar6115. doi: 10.1126/scitranslmed.aar6115. PMID: 30068573.
  2. ^ Bcc 是革兰氏阴性非发酵 β-变形菌,每个细胞通常有 3 条规模在 6MB 到 9MB 的 DNA 链,能够快速突变和改变表观遗传特性,可以迅速适应新接触的环境。它们广泛分布于环境中,具有非凡的代谢多功能性,可以与多种植物互利共生(固氮,或制造毒素攻击其他细菌、单细胞真核生物、线虫、真菌),可以在营养有限的条件下生存、代谢贫营养水环境中存在的有机物。
  3. ^ Peeters E, Nelis HJ, Coenye T. Evaluation of the efficacy of disinfection procedures against Burkholderia cenocepacia biofilms. J Hosp Infect. 2008 Dec;70(4):361-8. doi: 10.1016/j.jhin.2008.08.015. Epub 2008 Nov 1. PMID: 18977555.
  4. ^ Biocide susceptibility of the Burkholderia cepacia complex. Rose H, Baldwin A, Dowson CG, Mahenthiralingam E J Antimicrob Chemother. 2009 Mar; 63(3):502-10.
  5. ^ Torbeck L, Raccasi D, Guilfoyle DE, Friedman RL, Hussong D. Burkholderia cepacia: This Decision Is Overdue. PDA J Pharm Sci Technol. 2011 Sep-Oct;65(5):535-43. doi: 10.5731/pdajpst.2011.00793. PMID: 22293841.
  6. ^ Culture-based and non-growth-dependent detection of the Burkholderia cepacia complex in soil environments. Miller SC, LiPuma JJ, Parke JL Appl Environ Microbiol. 2002 Aug; 68(8):3750-8.
  7. ^ Sutton S, Jimenez L. 2012. A review of reported recalls involving microbiological control 2004–2011 with emphasis on FDA considerations of “objectionable organisms.” Am Pharm Rev 15:42–57.

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