敗者為王︰進化論忘了告訴我們的事

失敗者的天堂──四億年前
偉大的一步
最初成功登上陸地的脊椎動物是原始兩棲類。拼命撐起全身的重量，緩慢卻有力地移動手腳爬向陸地。它們懷著破釜沉舟的決心，勇敢地朝未知的土地邁進。
記得人類第一個登陸月球的太空人阿姆斯壯（Neil Armstrong）曾說過：「這是一個人的一小步，卻是人類的一大步。」
不知成功登上陸地的兩棲類，可曾留下什麼經典名句？不過，它們的這一步卻是開啟我等脊椎動物後來繁榮興盛的一大步，這點是無庸置疑的。
只是……，脊椎動物的登上陸地，真的是因為他們是勇於冒險犯難的先驅者嗎？

「逃跑」的戰略
在古生代，所有生物完成了進化，地球廣闊的海洋中充滿了生命。各式各樣物種的出現，形成了豐富的生態系。
不過，所謂的「生態系」，其實就是「吃與被吃的關係」。從旁觀者的角度來看，或許會覺得海洋資源很豐富，但要在裡面生存絕對不是件簡單的事。這個時候，支配整個海洋的是巨大的鸚鵡螺（Nautilus）。魚類成為它們獵捕的食物。
而在魚類當中，又有頭部或胸部長出厚實骨板來武裝自己的甲冑魚（Ostracoderms）。甲冑魚用甲冑把全身包覆起來，而它最厲害的武器就是「下顎」。在這之前的魚類，都沒有人有像現在八目鰻（又稱七鰓鰻， northern lampreys）的下顎。甲冑魚靠著這強有力的下巴，把捕獲的獵物大口咬碎，可說是所向披靡。
據說站在生態系最頂端的甲冑魚中，更有體長超過六公尺，游泳技術超好的的龐然大物。在生命不斷重複榮枯盛衰的歷史中，終於有了像鯊魚這類的大型軟骨魚類出現。它們取代了甲冑魚，成為海底的王者。
海洋是弱肉強食的世界，在這裡比的是誰的拳頭大、胳膊粗。打不過人家的小魚，該怎麼辦才好呢？
只能被吃的小魚為了躲避天敵，只好往河川的入海口、淡水與海水的交會處逃跑。淡水和海水交混的汽水域，滲透壓不一樣，只要逃到這裡，住在海底的天敵就追不上來了。可是，對一向以海底為棲地的小魚來說，這裡同樣是非常嚴酷的環境。

跨越逆境
打不過人家、被追殺的小魚，只能逃往環境嚴苛的汽水域（又稱「半海水域」或「鹹淡水」域）。不過，那裡的環境非常惡劣，魚類根本無法生存。歷經無數次的挑戰，屢戰屢敗，大多數魚類都因為無法適應汽水域的環境而滅亡了。
汽水域最根本的問題就在於滲透壓。
在鹽分濃度高的海中完成進化的生物細胞，含有跟海水等同的滲透壓。一旦細胞外的水比海水的鹽分濃度高的話，細胞內的水就會溶出細胞外。相反地，如果細胞外的水鹽分濃度比較低的話，為了稀釋鹽分，水就會滲入細胞之中。
因此，魚類為了防止鹽分濃度低的水進入身體裡面，會用鱗片把全身包覆起來。再者，又為了把從外面滲入的淡水排出體外，使體內鹽分維持在一定的濃度，更發展出腎臟這個器官。
不僅如此，在海裡維持生命必需的礦物質，比方說鈣之類的都非常豐富，但在汽水域就很容易有礦物質不足的情況。因此，魚類在身體裡面建置了一個專門儲存礦物質的設備。那就是「骨頭」。骨頭不僅可以支撐身體，更是存放礦物質的器官。
就這樣，出現了骨骼十分發達的「硬骨魚」。光是要產生這樣的變化，得耗費多少的時間？這中間到底跨越了幾個世代？無人知曉。
不管怎樣，歷經無數次的挑戰，魚類終於跨越逆境，完成祖先的宏願，成功進入了汽水域。

不斷被迫害的結果
不過，讓它們逃離統治者的汽水域，仍舊不是可以安生立命的地方。逃離強大敵人，好不容易找到的新天地──汽水域。在這裡，新的生態被建立起，但它依舊是個大魚吃小魚的弱肉強食世界。
從天敵手裡逃出來的弱小魚群中，依然有強者及弱者的分別。於是，比較強的魚佔領了生態系上面的位置，比較弱的魚則躲不過被吃掉的悲慘命運。受到迫害的小魚、還有更小的魚，這些弱者中的弱者開始往鹽分濃度較低的河川入海口游去。當然，在那裡依舊建立起弱肉強食的世界。
就這樣，為了躲避天敵的追殺，弱者中的最弱者一逃再逃，前往河的更上游尋找一方樂土。
它們裡面有人覺得，既然都要被吃掉，那乾脆回到大海生活算了。像鮭魚或鱒魚會回到河川上游產卵，便是因為它們最初來自淡水的緣故。在淺灘游來游去，鍛鍊出良好敏捷性的魚類，就算回到大海，也有了能躲過鯊魚等大魚追殺的泳技。因此，在海底生活對它們來說已非難事。
就這樣，被追趕到汽水域，完成進化的硬骨魚中，又分成住在河川、湖泊的淡水魚與住在海底的海水魚了。

踏上未知的大地
據推測，兩棲類的祖先是大型魚類。相對弱勢的小型魚類，發展出良好的敏捷性，獲得高超的泳技。兩棲類的祖先，天生的大型魚類，因為沒必要發展敏捷性，就成了動作慢吞吞的笨魚了。於是，它們的棲地被泳技比較好的新生魚類給奪走，更一步步被趕往了淺灘。
大型魚類在淺灘無法游泳。但，龐大的身軀卻可以讓鰭有力地擺動。因此，為了方便在水底行走，鰭慢慢進化成像腳一樣的東西。就這樣，它們逐漸摸索出從淺灘登上陸地的活路。
當然，兩棲類的祖先不是突然上岸，馬上就展開在陸地的生活。
平常它們都在水中住著，一旦水位下降就往岸邊移動，或是當水中沒有食物時，就到岸邊尋找食物。又或者受到敵人攻擊時，它們才會逃往相對安全的陸地也說不一定。
就這樣，它們慢慢地利用起陸地這個環境，逐漸進化成來往於水中與陸地的兩棲類。

敗者的傑作
找到陸地這個新天地的魚，是怎樣的魚呢？
它們的祖先是在海底競爭失敗，被迫前往汽水域的魚。然後，在這些進化成硬骨魚的魚當中，更弱的魚又遷往了河川。就這樣，越弱的魚就越往河的上游跑，簡直是一場比誰弱的淘汰賽。
到最後，最輸的魚就住到了河的最上游。在以河川為棲地的魚裡面，體型小的魚練就了敏捷的游泳力。另一方面，本來就游得慢、動作遲緩的大型魚類則被趕往了沒有水的淺灘。
然而，就是這被趕到沒地方去的魚，一舉登上了陸地，進化成了兩棲類。然後，還成了爬蟲類、恐龍、鳥類、哺乳類的祖先，仔細想想，自然界還真是有趣。
古人有云：「歷史是由勝利者書寫的。」
但生命的歷史又如何呢？
回顧生命的歷史，我們會發現，最終完成進化的，是被追殺、被迫害的弱者。開啟新時代的往往是所謂的敗者。

當時的強者在幹嘛？
把小魚趕到汽水域，在廣闊大海裡唯我獨尊、稱霸稱王的是鯊魚的同類。
說到鯊魚，它可是至今仍保有古代魚類特徵的「活化石」。
鯊魚沒有像硬骨魚那樣的鱗片，全身只覆蓋著一層名叫盾鱗的硬皮。然後，它也沒有能夠儲存礦物質、結構高級化的骨骼。因此，相對於在汽水域完成進化的魚類被稱為硬骨魚。鯊魚或魟魚之類的就被稱為軟骨魚。完成了各種進化的硬骨魚，廣泛分布於河川、湖泊或大海之中。現在，除了鯊魚或魟魚之外，幾乎大部分魚類都是硬骨魚。
身為弱者的小魚，前往河川尋找新天地，並在那之後，完成了驚人的進化。反觀無敵的王者鯊魚，因為沒有改變的必要，到現在都還維持著最原始的樣子。
看來也不是非進化不可。鯊魚到現在依然是很成功的魚類。不過，可以確定的是，在惡劣環境的逼迫下，一定可以產生新的進化。

活化石的策略
古板迂腐的人，經常被譏為「活化石」。
用「活化石」來形容一個人，似乎不是很好的意思，它代表的是「守舊、不知變通、沒有進步」。
最初使用「活化石」這個詞的，是提出〈進化論〉的學者達爾文。
生物世界的「活化石」，指的是從太古時代至今依然保有原始樣子的生物。鯊魚就是一種活化石。而知名的腔棘魚（Coelacanth）在四億年前的泥盆紀（Devonian）的化石中被發現，經確認，至今依然存在著。
同樣從泥盆紀留存至今的還有肺魚，肺魚不用鰓呼吸，而是用肺呼吸，因此可以在沒水的地方生活。可想而知，兩棲類應該是從肺魚這樣的魚進化來的。
其他從古生代一路存活下來的代表性活化石，還有蟑螂、白蟻、鱟魚、鸚鵡螺等。令人驚訝的是，這些活化石歷經了幾億年都沒有什麼進步，一直以原來的型態生活著。
所以說，他們是跟不上時代的老古板囉？
不管看上去再怎麼老派，能夠存活到現在，代表著他們都是從激烈生存競爭中勝出的贏家。不僅如此，像蟑螂、白蟻之類的，更是連現代人類都要舉雙手投降的興盛物種。
所以說，也不是一定要改變。既然沒必要改變，那維持現狀就好了。一般人總以為，「進化」指的是很大的變化。如果現況已經是最好的，那不改變才是最高明的進化。
活化石似乎在告訴我們這樣的道理。

失敗者的天堂──四億年前
偉大的一步
最初成功登上陸地的脊椎動物是原始兩棲類。拼命撐起全身的重量，緩慢卻有力地移動手腳爬向陸地。它們懷著破釜沉舟的決心，勇敢地朝未知的土地邁進。
記得人類第一個登陸月球的太空人阿姆斯壯（Neil Armstrong）曾說過：「這是一個人的一小步，卻是人類的一大步。」
不知成功登上陸地的兩棲類，可曾留下什麼經典名句？不過，它們的這一步卻是開啟我等脊椎動物後來繁榮興盛的一大步，這點是無庸置疑的。
只是……，脊椎動物的登上陸地，真的是因為他們是勇於冒險犯難的先驅者嗎？

「逃跑」的戰...

由敗者編寫的故事──三十八億年前
敗者──看到這個名詞，不知諸位產生怎樣的想法？
戰敗的輸家？弱小、可悲的存在？讓人忍不住一掬同情之淚？但是，真的是這樣嗎？回顧生命進化的過程，你會發現這樣的想法未免太膚淺了。生命進化的歷史，是一部戰爭的歷史。在生存競爭中滅亡的物種並不少見。的確，打輸了就此消失的敗者，是弱小的，是悲慘淒涼的。
然而，弔詭的是，在長達三十八億年的悠久的生命歷史中，最終存活下來的往往是敗者。生命的歷史便是由這些敗者創造出來的。最讓人感到不可思議的是，消逝滅亡的竟是所謂的強者、勝者。我們人類，是這進化過程最終的產物、末裔。可以說是敗者中的敗者。
到底這些時代的敗者是如何存活下來的，又是如何開創新的時局的呢？
這便是本書想要探討的主題。

生命到底是怎樣出現、產生的呢？
故事的開頭充滿了謎團。
在什麼都沒有的世界，它出現了。
那裡沒有前、沒有後，沒有左、沒有右。在那裡，空間是不存在的。然後，那裡也沒有古、沒有今，沒有長、沒有短。甚至連時間都不存在。
在那樣一個什麼都沒有的世界宇宙誕生了。這是遠在一百三十七億年前發生的事。終於在一片漆黑的宇宙空間裡，太陽出現了，被稱為地球的小行星誕生了。這是四十六億年前的事。
在什麼都沒有的宇宙空間裡出現的小行星──地球。在那個地球上開始有了生命的鼓動。這是三十八億年前的事。

「在很久以前，一個遙遠的銀河系……」
這是電影《星際大戰（Star Wars）》的開場白。

地球上有生命誕生，不過是銀河一隅發生的一件小事。生物來自於無生物。從什麼都沒有的地方，突然出現了什麼。從0到1、從無到有，是在什麼時候發生的呢？具體來講，又是怎麼一回事呢？
生命的起源充滿了謎團。這個世上幾乎不可能發生從0到1、從無到有的事。然而，生命的誕生就是一個從0到1、從無到有的奇蹟。遺憾的是，生命是如何從0到1、從無到有的，我們並不是很了解。
構成生命的基本元素是DNA。根據DNA的密碼，蛋白質被製造出來。因此，如果沒有DNA，就不可能產生蛋白質。然而，在合成蛋白質的時候，蛋白質酶也發揮了作用。換句話說，如果沒有蛋白質，DNA就無法運作。所以，到底生命的起源是DNA在先呢？還是蛋白質在先呢？這始終是個難解的謎題。
從0到1、從無到有，簡直比登天還難。但從一到十、從十到百就簡單多了。
誕生在地球的小生命完成了各式各樣的進化。它們進化成在陸上跑的野獸、在天空飛的禽鳥。甚至進化成擁有複雜大腦、各種情緒，能創作出美麗音樂和繪畫的人類。
不過，這些變化並不像從0到1、從無到有那麼地充滿戲劇性。不管看起來多麼創新，所有的進化都是在一定基礎上，將現有的東西加以改良或重新組合而已。
話說，要讓1從0生出來，進而發展成十或百，不可或缺的東西是什麼呢？
這最最最關鍵的因素便是所謂的「錯誤」。
生命，是不斷的複製。然而，只是重複單一且無聊的複製，是不可能出現任何變化的。在不斷複製的過程中，偶爾會有失誤發生。因為這失誤的重複發生，生物才有可能產生各種不同的變化。
只是，要讓這源自錯誤的變化真正發揮影響力，需要很長一段時間。為什麼這麼單純的過程可以持續三十八億年不間斷呢？而又是為什麼，生物可以憑藉這麼單純的過程完成各種不同的進化呢？
錯誤，錯誤是唯一的答案。生命不斷犯錯，然後，有一天，這個錯誤突然創造出前所未有的新價值，進而促進了生命的進化。
犯錯的生命到底有沒有價值？這個我不知道。但，有一點我可以肯定的是：生命在三十八億年的歷史中，能夠克服不斷襲來的嚴酷環境，並代代傳承下去，就是因為它是個會犯錯的存在。
錯誤到底有沒有價值？至少對身為生命末裔的我們來說，「錯誤」具有非常重要的意義，這點生命的歷史已經證實了，不是嗎？
存活下來的生命，其歷史蘊含了真義。本書希望讀者能透過這些真義，學習在現代社會中生存的智慧。
生命出現至今已經有三十八億年。那是一部漫長無止盡的歷史。要去想像、模擬生命剛出現時的遠古時代，或許不是件容易的事。然而，你今天之所以在這裡，是因為你的祖先當時在這裡。
是因為地球自有生命出現以來，基因世世代代毫無間斷地被傳承了下去。這個基因慢慢演變成你的祖父母，由你的父母接收了過去，然後又變成了你。三十八億年來，你身上的基因毫無間斷地被保留到現在，你的存在便是最好的證明。

來吧，且讓我們回溯這三十八億年的生命歷史吧！
同時，它也是刻印在我們身上的DNA之旅。

二O一九年二月
稻垣榮洋

※本書的內容，主要在記述三十八億年前到四百萬年前的生命歷史。有時未必按照年代的先後順序來記述歷史，那是因為筆者認為這樣說明有助於讀者的理解，尚請察知。

由敗者編寫的故事──三十八億年前
敗者──看到這個名詞，不知諸位產生怎樣的想法？
戰敗的輸家？弱小、可悲的存在？讓人忍不住一掬同情之淚？但是，真的是這樣嗎？回顧生命進化的過程，你會發現這樣的想法未免太膚淺了。生命進化的歷史，是一部戰爭的歷史。在生存競爭中滅亡的物種並不少見。的確，打輸了就此消失的敗者，是弱小的，是悲慘淒涼的。
然而，弔詭的是，在長達三十八億年的悠久的生命歷史中，最終存活下來的往往是敗者。生命的歷史便是由這些敗者創造出來的。最讓人感到不可思議的是，消逝滅亡的竟是所謂的強者、勝者。我...

序 由敗者編寫的故事──三十八億年前
從競爭邁向共生──二十二億年前
謎樣DNA的發現 ／從原核生物到真核生物 ／弱肉強食的起源 ／共存之道
真核生物的出現／吞食然後共生／競爭不如共生／我們的祖先原核生物
生生不息的細菌們
單細胞的團隊建立──十億〜六億年前
多細胞生物的緣起 ／細胞聚集的理由 ／群聚的好處 ／海底城市的居民
多細胞生物的責任分工 ／複雜的單細胞生物 ／多細胞生物出現的理由
能不動就不動──二十二億年前
超乎想像的奇妙生物 ／追溯祖先 ／擁有共同祖先的動、植物 ／得到不動基因的植物
真核生物的最終選擇 ／葉綠體的魅力
破壞者或創造者？──二十七億年前
科幻片的近未來／名叫「氧氣」的劇毒 ／新物種的出現 ／氧氣的危害
於是，生命開始共生 ／氧氣打造出的環境 ／恢復地球原有樣貌！？
死的發明──二億年前
有男有女的世界／小姐姐的機智妙答／現有材料的極限／效率高的交換方式
大腸菌也有分雌雄／「多樣性」帶來的好處／為什麼只有兩性？／兩性帶來的多樣性
雄與雌的責任劃分／雄性的產生／然後「死亡」出現了／有限卻永恆的生命
逆境後的飛躍──七億年前
嘴巴在前還是屁股在前？／海膽是我們的親戚？／受欺凌生物的逆襲
捲土重來的大爆炸──五億五千年前
奇妙的動物／源源不絕的創意／世紀大發明／逃離迫害者
失敗者的天堂──四億年前
偉大的一步／「逃跑」的戰略／跨越逆境／不斷被迫害的結果
踏上未知的大地／敗者的傑作／當時的強者在幹嘛？／活化石的戰略
開疆闢土──五億年前
陸生植物的祖先／植物上岸／沒有根也沒有葉的植物
前進乾涸的大陸──五億年前
陸上生活受到的限制／劃時代的兩項發明／無法移動這件事
然後，恐龍滅絕了── 一億四千萬年前
五次大滅絕事件／恐龍時代終結／倖存者們／哺乳類也活下來了
第六次大滅絕
消滅恐龍的花朵── 二億年前
恐龍滅絕的理由／裸子植物和被子植物的差別／進化速度加快了／美麗花朵的誕生
樹木和小草，誰比較進步？／進一步加快速度／被逼上絕路的恐龍／不停加速
縮短壽命，換取進化
花蟲共生的關係出現── 二億年前
共生的力量／被子植物的最初夥伴／果實的誕生／鳥類的發達
被吃掉就成功了／共生關係帶來的結果
古老的生存之道── 一億年前
落葉樹的斷尾求生／背水一戰的針葉樹／古老的生存之道
哺乳類的利基策略── 一億年前
弱者練就的本事／生物的利基策略／生存競爭的開端／「棲位分化」的策略
分棲共存／尋找新的生態區位／哺乳類得以支配世界的理由 ／ 滅絕的物種
「錯開」的策略
搶占天上的位子── 二億年前
征服天空／天空的霸主／低氧時代的霸主／翼龍的制空權
支配天空的王者
猴子的源起── 二千六百萬年前
被子植物森林提供的新棲地／猴子進化的特徵／以果實為食的猴子
在逆境中進化的草── 六百萬年前
恐龍滅絕後形成的環境／為什麼有毒植物那麼少？／草原植物的進化／蹲低身子，保全自己
草食動物的反擊／草食動物體型龐大的理由
弱小的智人── 四百萬年前
被趕出森林的猴子／滅絕的尼安德塔人 ／人類的對手
從進化得到的答案
第一好？還是唯一好？／所有生物都是第一／利基越小越好／「低調避開」好過「正面迎戰」
多樣性很重要／人類創造出的世界／名為「普通」的不實幻想

後記 最後是敗者活了下來

序 由敗者編寫的故事──三十八億年前
從競爭邁向共生──二十二億年前
謎樣DNA的發現 ／從原核生物到真核生物 ／弱肉強食的起源 ／共存之道
真核生物的出現／吞食然後共生／競爭不如共生／我們的祖先原核生物
生生不息的細菌們
單細胞的團隊建立──十億〜六億年前
多細胞生物的緣起 ／細胞聚集的理由 ／群聚的好處 ／海底城市的居民
多細胞生物的責任分工 ／複雜的單細胞生物 ／多細胞生物出現的理由
能不動就不動──二十二億年前
超乎想像的奇妙生物 ／追溯祖先 ／擁有共同祖先的動、植物 ／得到不動基因的植物
真核生...