“不进化”现象

在生物进化的前期，细胞进化经历了一系列重大事件，从细胞的起源、原核细胞的形成到真核细胞的出现、真核细胞的复杂化。在这一时期，细胞的结构模式发生了重大的演变。此后，除了已有的细胞结构稍作一些特化以外，细胞进化就主要是产生不同形态的细胞，而细胞本身的结构特点是基本上没有变化的，即原核细胞始终保持原核细胞的特点，真核细胞始终保持真核细胞的特点。可以说，生物进化后期的细胞进化实际上是进入了一个停滞的时期。对现代的各类原核生物的细胞进行比较，可以发现它们在结构上是高度一致的，因此可以有一个原核细胞结构的“模式”。对现代的各类真核生物的细胞进行比较，同样可以得出这一结论。例如在细胞水平上，从单细胞真核生物的细胞核到多细胞真核生物的细胞核，甚至到人类细胞的细胞核，都没有发生任何重大的变化。对于线粒体、内质网等细胞器官，情况也是这样。还有，真核细胞的鞭毛，包括动物精子的鞭毛、苔藓植物和蕨类植物雄性生殖细胞的鞭毛，在结构上都十分一致。再从细胞的整体来看，在两种形态结构十分不同的多细胞生物中，同种组织的细胞却是十分相似的。低等的多细胞动物水螅的消化腔细胞与哺乳动物小肠中的消化细胞的差异是微不足道的，虽然两类动物的整体结构及能力简直有天壤之别。
     显然，在细胞结构的水平上，存在着进化的极端保守性或可以称为“不进化”的现象。这种“不进化”现象在生物的其他结构水平上也有存在，不过都没有在细胞水平上那样明显。对于这种现象，又如何能用进化的观点去解释和说明呢？这种细胞结构的“不进化”现象是由我国著名的细胞生物学家和进化生物学家李靖炎先生明确指出来的。对此，他用“进化焦点的转移”来加以解释。首先，细胞，包括原核细胞和真核细胞，都是进化的产物。它们后来的“不进化”并不否定它们各自都有其起源和演化的历史。而且，所谓的“不进化”并非是绝对地没有变化，只不过是指生物结构的体制和生命活动的机理不变，而生物结构与生命活动的多态性是时时处处都会表现出来的。在生物进化的不同阶段，进化的焦点是不同的。在任何生物体内都同时存在着各种层次的生物结构与它们各自所承担的机能之间的矛盾，这些矛盾就是生物体的各种结构进化的动力。在进化的过程中，哪一个层次的生物结构与其功能之间的矛盾被激发，哪里便是进化的焦点所在。随着进化的发生，有关的矛盾得到缓解甚至得到基本上的解决，而另外的生物结构与机能之间的矛盾又被激发，这样就使得进化的焦点相应地发生了转移。理论上，任何一种生物结构与其所承担的机能之间永远存在着矛盾，生物结构永远都有进一步改善的余地。不过，有关的结构进化到一定程度以后，与其功能之间的矛盾就会越来越小，从而进化的动力也越来越小，再加上生物整体的结构体制的限制，结果就使得这些结构的进化实际上是停顿下来了，即产生了所谓的“不进化”现象。
     因此，“不进化”现象的根本原因就是某一层次的生物结构已进化到可以很好地承担其应承担的机能，使得进化的焦点转移到另外的生物结构层次，而这另外的生物结构层次一般是更高一级的层次。在从最原始的细胞向原始的原核细胞进化之际，进化的焦点是要产生比较完善的细胞膜及合成蛋白质的“机器”。而到了从真核细胞的原核祖先向原始的真核细胞进化的时候，细胞核以及各种细胞器官的产生就成了进化的焦点。当各种细胞器官都已形成并基本上能较好地承担其机能以后，进化的焦点就又转移到细胞结构的整体布局上，这种进化使得单细胞真核生物的细胞整体结构十分多样化和特异化。多细胞真核生物的出现，又使得进化的焦点再转移到生物体的组织分化和器官形成上以及生物个体的形态结构进化上。在这一阶段及以后，细胞结构本身已不可能成为进化的焦点。于是，细胞这一个生物结构层次就很自然地“不进化”了。另一方面，这种“不进化”现象也可以用广义进化以及生物结构的功能制约这些观点来予以说明。在广义进化中，物质结构的进化在一个级别发展到一定程度后，就可以进入更高一个级别的进化，而这就导致了原来那个级别的进化在一定程度上的停顿。这一广义进化的规律对于不同层次的生物结构的进化也是适用的。除了遗传物质，即基因组系统本身的变化必须贯穿于整个生物进化的过程外，其他生物结构的进化都是阶段性的，并基本上遵循着“先低层次进化，后高层次进化”的原则。在较低层次的生物结构进化得比较完善以后，才有较高层次的生物结构的进化，而在较高层次的生物结构的进化中，较低层次的生物结构就处于一种“不进化”的状态。细胞是构成生命的基本单位，在高于细胞层次的生物结构的进化中，细胞便很明显地处于“不进化”的状态了。此外，在进化历史中产生的细胞是一种比较完善的生物结构，它们在生命活动中的作用是十分重要的，任何变化都会使生命活动受到影响，甚至会使生物的生存受到威胁。在这种情况下，细胞的功能限制了细胞本身的进化，从而便产生了“不进化”现象。当然，对于“不进化”现象的后两种解释与“进化焦点的转移”的观点是有共通之处的，“不进化”现象可以说是进化普遍性中的特殊性。