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作者:方舟子 当前章节:15512 字 更新时间:2026-6-28 02:33

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大象为什么不长毛

书评1:对真相要有洁癖

“无知的人不是没有知识的人,而是不肯接受新知识的人,方舟子的行文说话的风格有争议,但如果以此为理由不去注意他提供的事实,就是无知。作为一个记者,我认同他‘对真相要有洁癖’的说法,真相不能附加任何前提,不能强制要求真相长着一张慈眉善目的脸,那样的结果很可能是普遍虚伪的产生。方舟子的观点并不代表正确,但唯有更精确的事实才能辩驳他,唯有这样方式的辩驳,才能保证科学本身‘只问是非,不计利害’的自由。”这是中国电视台记者柴静对方舟子的新书《大象为什么不长毛》所作的推荐语。

这个推荐语尽管说得很实在,有很有份量,但读来感觉有点重有点深。因为对于普通老百姓来说,是用不着劳神费力地去保证科学本身的自由的,唯一祈求的是:能切实了解事情的真相,不被蒙,不被骗。可生活往往就是这样残酷,被蒙被骗的绝大多数正是普通、善良、纯朴的老百姓。被人坑了,替人数钱不说,还要再三感谢别人。这样的事,在我们身边真是不少。

《大象为什么不长毛》一书《“保健水”能保健吗?》中就举出一例:一位韩姓女士命令全家人直饮华脉活性水生成器的水,心存怀疑的女儿被迫喝了这水后闹起了胃病,韩女士还搬出说明书说,“人家有提示,饮用活性水后,有不适反应,这不是副作用,而是一种好转现象。”

我们可以嘲笑韩女士的无知。但我们更应像方舟子所言,应感到愤怒,不仅愤怒于不良厂家的骗人,更愤怒于政府管理部门的不做为。我们更要扪心自问一下:为什么这样一个明罢的骗局,能招摇过市,堂而皇之地去坑人骗人呢?在骗局揭穿之前,我们有多少人去质疑过这一骗局,并站起来道真相呢?

很遗憾,这样的人少之又少。我们绝大多数人奉行中国的中庸之道,即“明哲保身”、“事不关已民,高高挂起。”于是,“流言”一流再流,骗子一骗再骗,于是“三人成虎“,这样的闹剧在国内一演再演。我们真地好好骗!直到有一天,”城门失火,殃及池鱼”,自己成为受害者时,我们才愤怒!

所幸的是,国内还是有那么几个敢于揭露真相的人,方舟子就是其中之一。“对真相要有洁癖”是方舟子一句经典语录,也是他身体力行,十余年不缀的动力。他的新书《大象为什么不长毛》也是这一句话的写照。

本书是方舟子近两年来在《中国青年报》等报刊上发表的科普美文的合集,介绍内容有奇妙的生命现象、有趣的科学发现、鲜为人知的科学史故事和与现实有关的科学问题,兼具知识性、趣味性和思想性。

与以往的科普相比,这本书更注重生活本身,书中许多事情就发生在我们身边,不少还是近几年的热门争论话题,如动物能否预测地震、华南虎骗局、三鹿奶粉案、猪流感等等。作者用很平实又极具逻辑的语言,一一详细剖析,有根有据的娓娓道出这些谜题背后的科学真相。

全书不仅合理引导了读者的思考,更是增添许多阅读的快感,帮助读者学会用科学分析问题,以炼就一双火眼金睛,看清事情的真相。

我衷心希望,该书能让更多的读者养成了解真相的洁癖,不人云亦云、不盲从、不迷信,学会用科学分析问题。

书评2:真理的聚居地,科学的导航仪

科学知识是人类社会成长的奠基石,只有以科学知识为基础,我们才会有举世瞩目的新发明,才能推动社会发展和人类进步。在追求科学的道路上,人们——尤其是青少年朋友们,持之以恒,孜孜不倦。他们以实事求是的精神和追求进步的心态,仔细研读前辈们的科学著作,以求站在巨人的肩膀上,看得更远。

《大象为什么不长毛》就是引领朋友们进入科学世界的一本经典著作,也是著名生物化学博士方舟子献给广大读者的一份不可多得的厚礼。该书以平时真切的语言,细致入微的分析,为广大读者解答了久惑于心的问题。让读者读之获益,难舍其卷。尤其为广大青少年朋友们提供了一个了解科学、认知科学的平台。

书中所写物种或现象,大多是人们熟悉的。也许有些问题,我们在少儿时就曾疑惑不解,也许有些问题,因为太过熟悉,反而被人们忽略了。而方舟子博士的这本书,则针对人们久惑于心的这些问题,以严谨的态度、持久的亲力亲为的观察研究和理性的分析,为人们拨开云雾,给了人们一个标准答案。此书严谨求实的这一特点,吸引了庞大的读者群,也使该书成为广大青少年朋友们的首选书,甚至成年人们也在忙碌的生活之余,抽出专门时间仔细阅读,他们一边恶补少年时错过的科学和真理,一边为没有错过此书而倍感欣慰。

全书在讲述科学原理和物种进化过程时,用词准确,表述详细经典,同时配有生动的图片、直观的坐标图和表格,图片增加了内容的趣味性和说明性,而坐标图和表格,则能让人们更为直观的进行数据对比,从而将知识细化到点,深化到心。将美丽的彩图和精确的数据表与坐标图等结合为一体,生动真实的详解每个科学疑难,这一特点,在青少年科普读物中绝无仅有。由此我们也可以看出,此书绝非一蹴而就,每一段文字都传达着科学和真理,每一个答案都渗透着著名生物化学博士的无穷智慧。

我问一位读者读该书的意义是什么,他毫不犹豫地回答:“读这本书,让那些长久困扰我们的问题得到了圆满科学的解答,更让青少年朋友们开阔了眼界,拓宽了知识面。”其实,这只是第一层,读这本书的另外一个意义在于:它能为成长中的青少年们培养起缜密的思惟和求实的精神。“鱼”好得而“渔”难求,完善缜密的思惟能力,和求真务实的精神品质永远具有开创性,是最有价值的人类财富。

错过这样一本难得的好书,也许就错过了一个成为时代巨子的机会,所以,在你追求科学渴求真理的道路上,请让该书伴你前行!

书评3:问题新鲜有趣,解答魔力无穷

大象为什么不长毛?绵羊为什么不是绿色的?为什么夜空会黑暗?小人国是传说还是事实?性格是基因遗传还是另有原因?

这些问题象磁铁一样吸引着人们,一旦问出来就让人无法不探究下去,只有得到准确真实的答案,我们方才罢休。

那么到底有没有这样一本书,能解决这些神奇的问题呢?

有啊!《大象为什么不长毛》就急你所急,恰到好处地给出了人们科学的答案。该书是著名生物化学博士方舟子的一部科普巨著。这本书语言生动,讲述详尽。在对各种各样新鲜有趣的问题做过亲力亲为的研究之后,方博士以最科学的方式和最严谨的态度,给我们提供了出人意料的答案。这些答案,与那些人云亦云的答案大相径庭,却没有一个不是真实而可考证的。

问题的新鲜有趣、奇异多样和答案的严谨求实是这本书的独特的妙处。科普读物大都生涩,字里行间满是专业语言,人们在阅读时,或者一知半解的翻过去,或者查词典、查百度,读完一本科普书,已是累的不想再读下一本。

然而对这本书,朋友们不用担心 ,这本书完全摒弃了其他科普书的常规讲述方式,它的每一个问题都富有魔力,抓着你的心,让你忘了一切地专注于每一行文字;它的每一解释都准确直接,让你看过就能明了;它的每一个插图,就像带你进入了具体的场景,让你投入到不知道是在读书还是身临其境。

这样新奇的问题,这样科学生动的解答,这样融知识性和吸引力于一体的内容,让这本成为广大读者,尤其是青少年们爱不释卷的热读书。

我敢肯定,《大象为什么不长毛》会带你进入一个科学而神奇的新世界,成为你最好的知心朋友!

作者序:告诉我为什么

幼儿开始会说话后,最爱问的是“这是什么?”。等到再大一点,他们就会不停地改问“为什么”了。儿童虽然很有探索精神,喜欢刨根问底,但是也很轻信,不管多么刁钻古怪的问题,大人用一两句话随便给一个答案,他们也就满足了。

等儿童再长大一些,有了怀疑的态度,学会了做思考,就不容易打发了。于是解答“为什么”的科普读物应运而生。我们这一代人,基本上小时候都受过《十万个为什么》的熏陶。那是知识读物极度缺乏的时代,难得有一套科普书能稍稍满足少年儿童的求知欲。用今天的眼光看来,这套富有时代色彩的书籍的内容和写法都乏善可陈,没能经得起历史的考验,倒是那个学自苏联、不符合汉语表达习惯的书名成了名牌,衍生出众多模仿、跟风之作,国内各家出版社出版的以“十万个为什么”为名的图书,据说至少有一百多种。

这些图书其实是以问答方式编写的百科知识入门读本,问题大多很抽象,解答也像考题标准答案一样的呆板、枯燥。它们被归为少儿读物,似乎人一旦长大,就没有了探究“为什么”的兴趣。只有少数成年人还继续保持童心,享受探索的乐趣。在古代他们是喜思想家,在现代他们是科学家。科学研究的目的,简单地说也是为了回答儿童喜欢问的那两个问题:“是什么”(对事实的描述)和“为什么”(事实背后的机理或因素)。

在科学出现之前,人们对“为什么”的解答都是出于臆想。中国学者的解答依据是神话传说和阴阳五行之类的玄学。西方学者则多了一个神学解答,而且人们从小就被灌输。有一首传统英语儿歌《告诉我为什么》如此唱道:

告诉我为什么星辰闪耀,

告诉我为什么常春藤缠绕,

告诉我为什么天空如此蔚蓝,

那么我将告诉你为什么我爱你。

如果你以为这是在激励儿童去做科学探索,那就错了。这首歌的第二段马上就给出了简单得不能再简单的回答,要对儿童做所谓“终极关怀”:

因为上帝创造星辰闪耀,

因为上帝创造常春藤缠绕,

因为上帝创造天空如此蔚蓝,

因为上帝创造了你,那就是为什么我爱你。

把想不明白的问题,都归为上帝(或神仙、外星人),从此不去做进一步的探索,是一种非常煽情然而也非常懒惰的做法。何况这些问题都已有了并不复杂的科学解答,并不需要抬出“上帝”来吓人。恒星会发光是由于它们有巨大的质量,在引力作用下恒星内部有很高的温度,引起核聚变,释放出大量的能量。常春藤缠绕而上是为了获得阳光进行的向性运动(植物的叶子有朝着阳光生长的向光性,而茎有朝与重力相反方向生长的负向重力性)。晴朗的天空之所以呈蔚蓝色是由于空气分子对阳光的散射引起的,阳光中的蓝光波长短,散射比较强。这种现象是英国物理学家瑞利发现的,称为瑞利散射。至于男女之爱,则离不开激素的影响。美国著名科普作家阿西莫夫曾经据此给上面的儿歌改了歌词:

核聚变让星辰闪耀,

向性运动让常春藤缠绕,

瑞利散射让天空如此蔚蓝,

我之所以爱你是由于睾丸激素。

对这些解答当然可以继续追问为什么。比如,植物为什么会产生向性运动?我们可以从生物化学、细胞生物学和分子生物学的角度解释向性运动的机理(和植物生长素或生长抑制物质的不均匀分布有关)。为什么会出现这样的机理?我们可以从进化生物学的角度解释这是自然选择的结果。

一步一步地追问下去,可以让我们更深入地研究某种自然现象,对它有更透彻的了解。现在回答不了的,也可以留待以后的研究结果。但是这种追问不可能无限地继续下去,总有必须叫停的时候。这个时候,我们就会说这个问题没有科学意义,是个伪问题。比如,如果有人继续问,为什么会有自然选择?我们只能告诉他,这是在满足一定的条件后必然会出现的最基本的自然规律,去追究为什么会出现自然规律,没有科学意义。

有些人可能会兴奋地说,原来科学并不是什么问题都能回答的啊,科学回答不了的,就交给我们哲学家、神学家来进行“终极关怀”。对上面的问题,有人会说,自然规律是上帝创造的。但是这既无法让人信服,也不增加任何知识量,纯属多余。否则,我们也可以学着继续追问:为什么上帝要创造自然规律?为什么会有上帝?……如果你要说上帝是“第一因”,到了上帝这里就不能再追问了,那么我们也可以把自然规律做为“第一因”,没有必要再加一个子虚乌有的“上帝”。科学回答不了的,哲学、神学的回答也只是自作聪明。

大象为什么不长毛

可能是由于在电视、电影、画册上已司空见惯,很少有人意识到,大象是最独特的动物之一。独特到什么程度呢?动物学家把多达5400种的哺乳动物根据其亲缘关系的远近,很吝啬地划分为29个目,而大象就占了一个目——长鼻目。长鼻目仅仅含有三个现存物种,即亚洲象、非洲丛林象和非洲森林象,再也没有别的现存物种能与大象划入同一个目。而我们人类所属的灵长目含有350个物种,我们的近亲可比大象多多了。

大象的独特首先表现在它的庞大。它是现存最大的陆地动物,能长到高4米,重7吨,是排在第二位的犀牛的2倍。它的形状也很独特,最引人注目的当然是那长长的鼻子以及巨大的耳朵。大象还有一个特征比较少有人注意到,那就是它身上的毛发极其稀疏。身披毛发是哺乳动物的特征之一,99%以上的陆地哺乳动物都有皮毛,大象是罕见的例外。

有一个科学爱好者注意到了这一点。我收到他写的题为《大象的体毛为何非常稀疏》的小论文,大意是说始祖象的体形变大进化成大象后,身上毛囊的密度自然会大大降低,大象的体毛当然会变得稀疏了。这个解释是经不起推敲的。体形大并不意味着毛发就变稀疏。实际上,已在一万年前灭绝的猛犸象就长着浓密的长毛。如果有必要,现存的大象也可以身披毛发。

猛犸象生活在寒带,需要毛发御寒;而现存大象都生活在热带,没有这个必要。所以大象不长毛的一个因素,是气候。但是,和大象生活在同一个地方的许多哺乳动物,例如斑马、长颈鹿、狮子,都有毛发,为什么大象的体毛却严重退化了呢?

哺乳动物是恒温动物,必须把体温维持在一个特定的温度才能保证正常的生理活动,比如大象的体温必须维持在大约36摄氏度,过高或过低都有生命危险。体热是在细胞代谢过程中产生的,它们的总量差不多是固定的,但是环境的温度是在不断变化的。如果气温低于体温,那么就要防止体热散失,这是毛发的主要功能;而如果气温高于体温,则要想办法尽量把体热散掉。

大象生活在地球最炎热的地带,因此,对大象来说,如何散热要比如何保温更重要。既然体热来源于细胞代谢过程,那么细胞越多,产生的热量就越多,也就是说,身体体积越大,产热越多。体热的散发主要是通过皮肤进行的,身体表面积越大,散热越快。但是,动物体形变大时,体积和身体表面积却不是按相同的比例增长的:体积按立方增大,而表面积按平方增大,体积的倍数增长要比表面积快得多。假如你吹一个气球,让其半径增大1倍,这时候气球的体积是原来的8倍,而表面积仅仅是原来的4倍。

由于体积和表面积不成比例的增长,考虑到大象体形的庞大,散热就成了一个极其严重的问题。大象的体积大约是狮子的30倍,即产生的体热大约是狮子的30倍,但是大象皮肤总面积大约只是狮子的10倍,还有20倍的热量需要设法散掉。因此,大象不能像狮子那样保留妨碍散热的体毛。与此类似,体形排第二的犀牛、排第三的河马,也是没有体毛的。

大象的体积大约是犀牛的2倍,但是表面积仅仅是犀牛的大约1.5倍。把体毛去掉,对犀牛来说,用于散热是够了,但是对大象还不够,必须有其他办法来帮助散热。什么办法呢?长一对巨大的耳朵。大象的耳朵不仅大,而且薄,里面充满了血管,血流经这里,很容易就把热量散发了。特别是耳朵扇动起来,更容易把耳朵里的血的温度快速降下来,能让血温降低5摄氏度。冷却的血在体内循环,帮助把全身的温度降下来。

现存的三种大象,亚洲象体形最小,生活的地区比较靠北方,又是生活在森林中,气温较低;非洲丛林象体形最大,生活在阳光暴晒的热带大草原,气温最高;非洲森林象的体形和所在的环境气温都介于前两者之间。这三种象的耳朵,以非洲丛林象最大,非洲森林象其次,亚洲象最小,刚好与大象耳朵的主要功能是散热的说法相符。

猛犸象的体形要比现存大象大,但是由于生活在冰天雪地的寒带,它面临的主要问题是如何保温,因此不仅要身披长毛,而且耳朵也没有必要很大。的确,猛犸象和现存大象相比,什么都大,就是耳朵很小。已知最大的猛犸象耳朵只有0.3米长,而非洲丛林象的耳朵可以长达1.8米。由此可见,大象的大耳朵是作为散热器进化出来的,它的其他功能(例如,雄象在争夺配偶时会张大耳朵进行示威)则是副产物。

生活在寒冷地区的动物的体形一般要比生活在温暖地区的同类动物大,这叫柏格曼法则。但是,寒冷地区的动物的耳朵等突出物则一般比较小,这叫阿伦法则。这两个法则其实都是对表面现象的概括,为了保温或散热才是真正的目的。

别看大象长得奇怪,其实蕴涵着一点儿也不奇怪的简单的科学道理。

孔雀为什么长着大尾巴

我们一想起孔雀,首先想到的是它那又长又大的美丽的尾羽,其实这是雄孔雀的性征。为什么雄孔雀要长这么好看的大尾巴?似乎连小学生都知道答案:为了吸引雌孔雀。但是,答案并非如此简单。首先注意到这个问题的复杂性的是达尔文。长一个鲜艳的大尾巴对孔雀的生存一点儿也没有好处,甚至有很大的坏处:它要浪费很多能量,妨碍孔雀的活动,使孔雀容易被天敌发现和捕捉到。根据达尔文提出的自然选择学说,这种对生存不利的特征应该被淘汰掉才对。但是,为什么雄孔雀,以及许多种类的雄鸟,都会进化出这些不利于生存的第二性征呢?

为了回答这个矛盾问题,达尔文又提出了性选择学说。他认为,虽然雄孔雀的大尾巴对生存不利,但是由于雌孔雀喜欢挑选长着美丽尾巴的雄孔雀作为配偶,这种繁殖优势弥补了大尾巴的生存劣势。一代又一代选择的结果,导致雄孔雀都具有令人叹为观止的硕大美丽的尾巴。达尔文把这种现象称为雌性选择。正是由于雌性的选择,使得鸟类被达尔文称为“所有的动物中最有美感”的动物。

但是,即使是独立发现了自然选择原理的华莱士也表示不能苟同达尔文的这个解释。他认为,雄性如果仅仅通过华而不实的宣传来欺骗雌性,未必能够真正经受自然选择的严酷考验。后来的许多生物学家也认为,没有足够的证据证明雌性在对雄性作出选择。

到了上个世纪80年代,在达尔文提出这个假说一百多年以后,才有生物学家做实验对此作了验证。实验的设计其实很简单:把一些雄鸟的尾羽剪短,再把剪下来的部分粘到另一些雄鸟的尾羽上,人为加长后者的尾巴。结果发现,尾羽的长度对雄鸟的求偶起着决定性的作用。例如,正常雄燕从发情到找到配偶平均要花8天,那些尾羽剪短的要花上12到13天,而尾羽加长的只需要3天左右。达尔文的假说被证实了。

但是,达尔文留下了一个问题没有回答:为什么雌性会这么“变态”,偏偏去选择这些对雄性而言有害无益的性征?

首先试图回答这个问题的,是达尔文之后最重要的进化生物学家之一——英国人费歇(Ronald Fisher, 1890~1962)。他的思路是这样的:雄性第二性征在萌芽阶段对雄性的生存其实是有益的,例如,稍微长一点儿的尾羽可能有助于在风中稳定地飞翔。一开始,有些雌鸟碰巧喜欢长尾巴的雄鸟(当然还有些雌鸟喜欢短尾巴的,或者对尾巴的长短不感兴趣),这样它们的后代就同时有长尾巴和喜欢长尾巴这两种基因。由于这时候的长尾巴有生存优势,在自然选择的作用下,长尾巴的基因在群体中保留、传播开来,喜欢长尾巴的基因也沾光跟着保留、传播。最后,所有的雌鸟都具有了喜欢长尾巴的基因,它们全都选择长尾巴雄鸟为偶。它们对长尾巴的喜欢只是“单纯”的喜欢,越长越好,并不考虑长尾巴雄性的生存优势。因此雄性的尾巴被越选越长,长到对生存有害无益,出现了失控。

另一位英国生物学家汉密尔顿(W. D. Hamilton, 1936~2000)认为,长尾巴并非失控的结果,而是雄鸟在向雌鸟炫耀自己有好的基因:你看,我身体多么健康,这么笨重的尾巴我都负担得起!我身上没有寄生虫(如果有寄生虫,羽毛就会黯淡无光甚至脱落),放心,我不会把寄生虫传给你和我们的儿女。而且,我天生对寄生虫特别有抵抗力,我们的儿女也会像我一样!

对燕子的研究发现,尾巴长的雄鸟身上寄生虫确实比较少,它们的后代也比较不容易感染寄生虫,表明尾巴长的雄鸟确实对寄生虫有可以遗传的抵抗力。而且雌鸟对雄鸟尾巴的偏好,不仅是越长越好,而且是越对称越好。对称性是基因良好的表现,如果有遗传缺陷,就会影响发育,从而破坏对称性。“越对称越好”符合好基因假说,但是并未否定失控假说。

对失控假说的否定来自于一个意外的发现:雄燕的尾巴越长,也越对称。为什么这很意外呢?因为一般来说,某个器官(比如说燕子的翅膀)越偏离正常值,就会越不对称。尾巴越长反而越对称,这不是失控假说所预测的。在失控假说看来,雌燕只是单纯地选择雄燕的尾巴长度,因此尾巴越选越长,也应该像其他器官那样越来越不对称。这种尾巴长度和对称性的相关性正是好基因假说所预测的。它表明,这些长尾巴的雄燕同时拥有异常优良的基因,因此在尾巴很长的情况下,仍然能够保持对称性。

孔雀和燕子一样,雄性的尾巴越长,也越对称,表明是好基因在起作用。但是,别的物种,比如雉鸡,是作为雄性第二性征的鲜艳羽毛越大,越不对称,表明是失控在起作用。现在看来两种假说都正确,只不过适用于不同的范围:如果一种雄鸟拥有许多种不同的装饰品(比如,羽毛的颜色、大小等等),那可能是失控的产物;而如果它只有一样吸引雌鸟的法宝(比如,尾巴的长度),那是在炫耀它的基因。

人为什么不长体毛

有几位读者在读了《大象为什么不长毛?》之后,不约而同问了这么个问题:人为什么也不长毛?严格地说人是长毛的,而且还不少:分布在人的皮肤上的毛囊数量并不比其他哺乳动物少。但是,除了头顶、腋下、阴部这些特殊部位,我们的绝大部分体毛又细又小,皮肤看上去是裸露的。这在哺乳动物中显得很突出,在灵长类动物中更是绝无仅有,因此有的动物学家干脆把人叫做“裸猿”。

其他猿类身上长满了体毛,但并非一直如此,在它们刚出生的时候,除了头部有毛发,身体其他部位的皮肤也是裸露的。所以在这方面,人类很像幼猿。事实上,人类还具有许多幼猿的特征,例如头与身体的比例比较大,脸平直,牙齿比较小,等等。幼年的黑猩猩看上去要比成年的黑猩猩更像人。人就像永远也长不大的小孩儿。这种现象叫做幼态延续,它可能是某些控制个体发育的调控基因发生突变引起的,使得人类的整个发育速度变慢,发育过程延缓。这一点很重要,它让人类的大脑在出生后相当长的一段时间内还会继续增大、发育,并让人的一生一直像小孩儿一样有学习的能力。而黑猩猩虽然在幼年时有极强的学习能力,但是一旦成年,这种能力就基本丧失了。

所以,人类体毛不发达,可能是幼态延续的产物。但是,这一产物为什么能一直保留下来呢?毛发的丧失有没有什么生存优势呢?毛发虽然是哺乳动物的特征,但也有一些哺乳动物为了适应环境而失去毛发,例如水生哺乳动物(鲸、海豚等)的身体是光洁无毛的。对它们来说,体毛纯属累赘,会影响游泳速度(出于同样的原因,游泳运动员也流行把体毛剃干净),因此在自然选择作用下,它们的体毛逐渐丧失了。有人认为,在人类从古猿进化出来的过程中,曾经有个时期也是水生或半水生的,皮肤光洁就是适应水生环境的结果。人体还有一些特征似乎也与此有关,例如人的婴儿不怕水,很会游泳,而小黑猩猩则很怕水,容易被淹死;人的体形比其他猿类更接近于适合游泳的流线型;人的皮下有脂肪,适宜在水中漂浮,而其他猿类则没有,等等。因此,在有些人看来,人不仅是裸猿,还是“水猿”。

“水猿说”虽然很有趣,却没有化石证据来支持它。从古猿进化到人的各个阶段的化石都发现了不少,但都不是在水生环境中发现的。而且,化石证据表明,人类似乎是在很晚期(几万年前)才学会捉鱼来吃的。在那之前,虽然有的人群生活在海边,但也不懂得捉鱼,科学家没有在他们的食物化石中发现鱼骨头。这也与“水猿说”相冲突。

因此,“水猿说”虽然几十年前就提出了,却一直只是一个另类假说。主流的说法认为,人类是在非洲大草原上进化出来的。据此,有人提出,人的体毛丧失是为了适应非洲大草原炎热的气候。当我们的祖先走出森林来到大草原,在炽热的非洲太阳直射下以打猎为生时,就会面临其他猿类不会遇到的一个难题,即如何保持身体的冷却。这个理由与解释大象为什么没有毛相似。但是,对大象这种庞然大物来说,如何把体热尽量散发掉是个严重的问题,而对人来说,这个问题不是那么明显。因此,这个解释并没有被普遍接受。

如果我们换一个角度,就会发现在大草原上没有体毛的生活其实是很糟糕的。没有毛发的保护,皮肤很容易被阳光灼伤;在奔跑时也很容易被草叶、树枝划伤(我们没有像大象那么厚实的皮肤);晚上气温降下来,身体也难以保温。因此,没有体毛其实是一种生存劣势。那么,它为什么没有被自然选择淘汰掉呢?达尔文首先指出,它就像雄孔雀大而无用的尾巴一样,是性选择的结果。也就是说,人类在挑选配偶时,喜欢体毛细小这一性征。男性在择偶时要比女性更看重相貌,导致女性体毛比男性更细小。

为什么人类在择偶时会挑选这一特征呢?它可能是“我有好基因”的广告:裸露出光洁的皮肤能表明自己很健康,特别是表明自己身上没有寄生虫,不会传染给对方(参见《孔雀为什么长着大尾巴?》)。人类走出森林,在地上建立固定的住所后,虱子之类的寄生虫成了健康的重大威胁。

那么,为什么人的头顶、腋下和阴部还保留着毛发呢?头发无疑对大脑有保护作用,但是人的头发不加修剪的话能够长到一米以上,是不正常的,在动物中绝无仅有,明显是一种生存劣势,比如很容易被树枝缠住,被天敌捉住。它的出现可能也与性选择有关:人类在择偶时喜欢长发飘飘的异性。在今天,头发仍然是一种性象征。至于腋毛、阴毛,更与性有关了,它们是性成熟的标志,而且长在腺体发达的部位,能用于收集、散发外激素,吸引异性的注意。

为什么男人也有乳头

顾名思义,哺乳动物最主要的特征是哺乳。人类作为哺乳动物的一员,女人有乳头的原因非常明显。但是,男人为什么也有乳头?不仅男人,其他雄性哺乳动物也大多有乳头。在18世纪的欧洲,这是一个让自然神学家非常难堪的问题。自然神学家相信生物体的构造是上帝巧妙地设计出来的,体现了上帝的智慧。但是,上帝为什么要在男人身上安两个显然没用的乳头?

达尔文在创建进化论时,也深入思考过这个问题。他猜测,在哺乳动物的祖先中,雄性和雌性一样承担着哺乳的功能,当时雄性的乳房也是很发达的。后来由于某种原因(例如每窝幼仔的数量减少了),不再需要雄性当“奶妈”了,雄性乳房才慢慢退化了。

达尔文的推测虽然富有想象力,却没有什么依据。在达尔文的时代,人们对生物遗传的机制一无所知。如果达尔文具有现代遗传学知识,也许能作出更合理的回答。我们知道,人类的基因被储存在46个称为染色体的小包裹里,其中一半是父亲给的,一半是母亲给的,配成了23对。其中的22对,男、女没有差别,叫做常染色体。和性别有关的是第23对染色体,叫性染色体。男人的性染色体其实并不配对,一条大(叫X染色体)一条小(叫Y染色体)。女人则有两条配对的X染色体。

和乳头、乳腺有关的基因都在常染色体上,男女都一样。在胚胎发育的第3~4周,乳头就开始出现了。这时候的胚胎甚至连性腺都没有。在第5周,性腺出现了。不过,这个时候的性腺是中性的,它会发育成睾丸还是卵巢,完全取决于有没有Y染色体。在Y染色体上,有一个决定睾丸发育的基因。如果存在Y染色体,在第7周时,性腺将开始发育成睾丸。如果不存在Y染色体,胚胎的性腺会一直等到第13周再发育成卵巢。

你也许觉得X染色体会和女性的发育有什么关系。其实不然。有些人多了一条X染色体,是XXY。猜猜看,他们会是什么性别?男性。多出的X染色体并不起作用。可见,Y染色体才是决定性别的染色体。有Y染色体,就发育成男性;没有Y染色体,就发育成女性。所以,性染色体是X或XXX的,发育成女性。如果没有性染色体或者只有Y染色体呢?这些胚胎没法发育,因为X染色体上有很多重要的基因,不能没有它。X染色体不像Y染色体是可有可无的。

带Y染色体的胚胎性腺发育成睾丸后不久(第8周),睾丸开始制造雄激素,在雄激素的影响下,胎儿的生殖器官逐渐向男性分化。如果没有雄激素,胎儿的生殖器官将长成女性。女胎的卵巢虽然也制造雌激素,但是对性别分化没有影响。胎儿不管是男是女,体内本来就都有来自母亲的雌激素。

有一些人,他们的性染色体是XY,他们有睾丸,睾丸也能制造雄激素,但是编码雄激素受体的基因发生了突变,雄激素没法和细胞上的雄激素受体结合。结果,这些人体内虽然有雄激素,雄激素却发挥不了作用。这些人不仅外生殖器像女人,第二性征也像女人,甚至比正常女人还更有女人魅力——因为正常女人体内有能发挥作用的少量雄激素,就像正常男人体内有能发挥作用的少量雌激素,而这些人体内只有雌激素在起作用,当然女性化十足。这些人从小被当成女人抚养,有的由于相貌漂亮、身材性感而成为服装女模特。他们往往在等不来月经初潮去就医时,才被发现其实是男人,体内并无女性生殖器官,暗藏在其阴部皮肤内的睾丸制造着正常含量的雄激素。

所以,人类(以及其他哺乳动物)发育的默认状态是女人。男人的身体是在女人身体蓝图的基础上,在雄激素的作用下改造而来的。男性化的器官在女人身上都能找到对应部分,反之亦然。男人的乳头相当于没有发育的女人的乳头。当然,如果男人乳头有害无益,自然选择会让它完全消失。男人乳头虽然没有什么用处,但也没有什么害处。有些男人会得乳腺癌,这有时是致命的。不过,当乳腺癌发作时,往往已过了生育期,自然选择不会因此把它淘汰掉。所以,这个问题的答案很明显:男人为什么也有乳头?因为女人需要乳头。男人的乳头是为了满足女人乳房发育需要的无用也无害的副产物。

男人乳头并不是退化器官,而是没有发育的器官,它有血管、神经、乳腺和其他能让它发挥哺乳作用的构造。如果男人体内的雄、雌激素的分泌失调,例如在老年时雄激素分泌量减少,就会让男人的乳房也发育。在某些特殊情况下,例如服用了影响激素分泌的药物,有的男人甚至能分泌乳汁。既然男人具有分泌乳汁的潜能,为什么大自然不让男人乳房也充分发育,分担哺乳的责任呢?

现存的哺乳动物有4000多种,其中大约有90%其雄性只管交配不管抚养,交配完就一走了之,这些“坏男人”当然不可能去哺乳;剩下的10%其雄性会和雌性组成家庭,共同承担抚养后代的责任。但是,既然母亲的乳汁已经够吃,让父亲也一起哺乳就没有什么必要了。而让他们外出觅食把食物带回家,或捍卫领地,其作用更大。在所有哺乳动物中,只有一种(马来西亚的迪雅克果蝠)雄性在自然状态下会泌乳。我们并不知道这些雄性乳汁是否也用来哺育后代,有可能只是因为它们吃的食物中含有高浓度的植物雌激素,所以刺激了乳汁的分泌,并没有什么用途。

男人不哺乳,因为没必要,这是两性采取不同的进化策略的结果。当然,我们人类可以通过现代医学技术改变进化的宿命。如果哪一天社会上出现了“奶爸”,也不是不可想象的。

为什么绵羊不是绿色的

一位读者问我:为什么亚非草原上的食草动物都是棕黄色的,没有一种演化成与植被颜色相似的绿色呢?而且,绵羊全是白色的,按理,白色在草原上该是非常醒目的,容易被天敌发现。这是人工选育的结果吗?

是的,白色绵羊的确是人工选育的结果。绵羊是第一种被驯化的反刍动物,是大约一万多年前从生活在西亚山区的摩弗仑羊驯化、培育出来的。摩弗仑羊的皮毛是棕色的,背上是一条黑色条纹。羊的相近物种的皮毛颜色也是棕、黑或灰色的。只有阿拉斯加大角羊是白色的,显然是为了适应冰天雪地的环境。

不仅没有一种野生的羊是绿色的,而且极少有哺乳动物长着绿色的皮毛(据我所知,只有个别的蝙蝠、猴子的身体某些部位长着橄榄绿颜色的毛发)。大部分哺乳动物都是棕色或灰色的。这与其他类别的动物形成了鲜明的对比:绿色的昆虫、鱼、青蛙、蜥蜴、蛇、鸟极为常见。

动物身体颜色的一个主要作用是伪装。自然界到处都是绿色的植被,因此不难理解为什么有那么多动物进化出了绿色的身体。但是,为什么哺乳动物不这么干呢?

动物有两种办法让自己的身体成为绿色。一种方法是合成绿色的色素,这是水螅、海绵、毛毛虫、螳螂采用的办法。但是,哺乳动物的毛发中并无绿色的色素,而是黑色和红黄色两种色素,它们没法混合形成绿色。

其实,所有四足动物的色素都只有这两种。那么,两栖类、爬行类和鸟类是怎么让自己变成绿色的呢?它们利用的是光的衍射。青蛙皮肤上特殊的细胞能衍射蓝光,与黄色素混合,就形成了绿色。变色龙能够快速改变身体的颜色,与环境背景融为一体,也是通过改变其皮肤上衍射细胞的形态做到的,而不是通过改变色素。鸟羽的五彩斑斓则是其羽毛上特殊的显微衍射结构与色素相结合的结果。哺乳动物即使像青蛙、变色龙那样用皮肤细胞衍射光,也会被毛发遮盖掉,而它们纤细的毛发又不像羽毛那样容易进行衍射,因此无法利用这种方法形成绿色。

但是,如果有必要,哺乳动物也可以进化出一种形成绿色的方法。例如树懒的皮毛上长着藻类,就让皮毛看上去变成绿色了。当它们以每分钟几厘米的速度慢吞吞地在树上移动时,这身绿色就起到了很好的伪装作用。那么,为什么其他哺乳动物不让自己也变成绿色呢?

哺乳动物并不都像树懒那么懒。为了维持体温,哺乳动物普遍必须快速地运动、捕食,而不能像青蛙、蜥蜴等冷血动物那样长时间静止不动。快速运动的身体是很难通过伪装掩盖自己的行踪的。不管变色龙如何善于伪装自己,一旦活动起来,还是很容易被发现的。因此对喜欢运动的哺乳动物而言,消极的伪装相对来说变得不是那么重要。它们更着重于开发主动逃避的手段,尽早发现天敌并快速地逃逸,要躲也主要是躲在洞穴中。

当然,哺乳动物也有静止或缓慢行动的时候,伪装并非全无用处。哺乳动物大多在地面活动,长着棕色、灰色的皮毛,容易与泥土、落叶、树干混成一片。在这种生活环境中,棕色、灰色的伪装效果其实比绿色更好。

哺乳动物的天敌主要也是哺乳动物。而大多数哺乳动物都是色盲,无法分辨绿色和其他颜色。它们的世界是灰色的,它们更容易分辨的是色彩的强弱对比和图案。只要皮毛的颜色不过于鲜艳,就不容易被其他哺乳动物发觉,而条纹、斑点等图案也有助于与背景融合。这是大多数哺乳动物的皮毛以棕色、灰色为基本色,并夹杂其他颜色的条纹、斑点的另一原因。

和哺乳动物不同,鸟类有非常好的色彩视觉,对绿色和其他颜色都极其敏感。不过,由于鸟类能够飞翔,对它们来说,伪装更不重要。它们长着五颜六色的羽毛的主要用途不是为了伪装,恰恰相反,是为了突出自己,向异性炫耀。由于大多数哺乳动物是色盲,这也使得它们不能用皮毛的华丽来吸引异性。

有些鸟类在地面生活,它们的飞行能力不强甚至无法飞行,要想防范哺乳动物的捕食,必须善于伪装自己,而这些鸟类的羽毛颜色也以棕色、灰色为主,并夹杂条纹、斑点,和哺乳动物一样。

飞蛾为什么要扑火

求生是写入基因的最深刻的本能。只有思想能够抗拒本能,所以只有人类能够自杀。其他动物自杀的传说,例如旅鼠奔赴“死亡之约”,也仅仅是传说。但是,飞蛾扑火并非传说,而是每个人都见过的事实,如果这不是自取灭亡,又是什么呢?

飞蛾扑的其实是火光。灯光同样能吸引它们飞扑过来,除非是专门用来捕杀它们的诱蛾灯,否则灯光对它们来说一般并不致命。所以,它们被光吸引不是为了寻死。蛾是夜行动物,选择在夜间出来活动,就是为了能在黑暗中躲避天敌,趋光等于暴露自己的行踪,似乎不应该是它们的习性。它们为何会有如此反常的举动呢?

蛾的历史要比人类久远得多,它们的趋光性不会是因为人类的灯火而出现的。在人类诞生之前,夜晚最明亮的光源只有月亮。也许飞蛾的趋光性与月亮有关?最早这么想的是德国昆虫学家冯·布登布洛克(Von Buddenbrock),他在上个世纪30年代提出假说称,蛾在夜间飞行时,很可能利用月亮作为导航工具。由于月亮距离地球非常遥远,在蛾飞行时,月亮和它的相对距离没有变化,在空中的位置看上去是不动的。因此蛾可以利用月亮进行定位,例如在飞行时让月亮始终位于右前方45度的位置,就可以让自己的飞行轨迹保持一条直线。

对蛾来说,月光就等于夜晚最强的光。如果它们见到某盏灯比月光还亮,就会把它当成月亮用来定位。但是,灯与蛾离得很近,在蛾飞行时,它们之间的距离不断地发生变化。蛾试图让灯的方位保持不变(例如,让灯始终位于右前方45度的位置),其结果就不再是沿直线飞行,而是一条围绕着灯的螺线,盘旋而来,逐渐接近光源,最后“砰”地撞上灯,或“哧”地被火烧着。

这个解释听上去很有道理,很快成为标准答案被广泛采用。但是,听上去有道理的答案并不等于是事实。它假定了蛾靠月亮来定位,这个假定本身就没有依据。月亮作为晚上显著的标志,夜行动物能够进化出用它定位的本能,有些动物也的确能借助日、月、星辰来定位。但是,蛾是不是也有这方面的能力呢?要在夜间追踪蛾的行踪,用观察或实验来回答这个问题,并不是一件容易的事。

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