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紅皇后假說理論

Red Queen hypothesis是由美國芝加哥大學進化生物學家范瓦倫（L. van Valen）于1973年根據《愛麗絲鏡中奇遇記》的故事提出的假說。

自然選擇只導致生物當前的適應，進化功能則是潛在的適應或對未來的適應能力。目前有兩種假說可以或多或少地解釋具有進化功能的遺傳結構的進化，即紅皇后假說（The Red Queen Hypothesis）和物種選擇說（Species Selection）。

紅皇后假說內容

生態(tài)上密切相關的物種的相互關聯地進化叫做協進化或協同進化（coevolution）。協同進化的結果是相互適應相互襯托（coadaptation）。物種之間形成非常復雜的相互作用、相互依存的關系。這種關系是除了物理的環(huán)境條件之外的另一種重要的外環(huán)境。

在物理環(huán)境條件相對穩(wěn)定的情況下，物種之間的關系構成驅動進化的選擇壓。一個物種的任何進化改進可能構成對其他相關物種的競爭壓力，所以，即使物理環(huán)境不變，種間關系也可能推動進化。

在通常的環(huán)境下，物種之間保持著一種動態(tài)的平衡。物種間的生態(tài)關系的牽制作用使得物種在其生存期間絕滅的風險相對恒定：后代與祖先，新物種與老物種絕滅的機會幾乎是相同的。這就是紅皇后假說所要解釋的現象。一個分類群的對數形式的生存曲線是線性的，絕滅概率是相對恒定的。

自然界中的物種生存狀況就像路易斯·卡洛爾（LewisCarroll）描寫的愛麗絲鏡中奇遇記故事中的紅皇后所言的情景：

“你必須盡力地不停地跑，才能使你保持在原地”。用中國話說就是“逆水行舟，不進則退”。在逆水中要保持在原來的地方，也要不停地盡力地劃?；蛘吒蜗蟮乇扔鳛轸~兒在急流中逆水而游，它們盡力地游才能不被水沖走，但要越過淺灘或暗礁，則要跳躍。

種間關系的牽制作用使得物種要獲得顯著的進化改變相當困難，這是因為在生態(tài)系統中物種的進化是相互制約的，物種都在進化。從短期來看，只要跟得上就能生存下去。但從長遠看，一個物種要在生態(tài)系統中獲得有利地位就要比別的物種跑得更快。

一個物種若具有較大的進化潛力，就等于在進化賽跑中有超常的速度。長遠來看，競爭的勝利者不是看當前的適應，而是看能否獲得超出其他物種的進化能力。競爭的勝利者是那些獲得超出其他物種的進化能力的。當前的適應并不能保證未來的成功，具有大的進化潛力的物種才能獲得長遠的成功。

紅皇后假說與物種選擇說結合起來，可以解釋具有進化功能的遺傳結構起源。這個假說強調了物種生存環(huán)境中的生物學因素，但忽略了物理環(huán)境因素。尚需進一步驗證。

如何評價紅皇后假說

一、來源

在英國作家路易斯·卡洛爾的《愛麗絲鏡中奇遇記》中，紅皇后對愛麗絲答道：“在這個國度中，必須不停地奔跑，才能使你保持在原地。”

進化生物學家利·范·瓦倫于1973年借用紅皇后頗有禪意的回答提出紅皇后假說，恰如其分地描繪了自然界中激烈的生存競爭法則：不進即是倒退，停滯等于滅亡。

二、片面性

紅皇后假說強調了物種生存環(huán)境中的生物學因素，忽略物理環(huán)境因素。

三、現狀

在英國動物學家 M. Ridley 的《Evolution》（Blackwell, 2004）中這樣寫道：

如果物理環(huán)境停止了改變，你是否會認為進化也會停止。如果進化決定于物理環(huán)境，那答案是肯定的，或許需要一段弛豫時間以完全適應最終的物理環(huán)境。

但是在“紅皇后的世界”中，協同進化過程就像是有著屬于她自己的生命，即使物理環(huán)境停止了改變，進化過程也不會停止?；卮疬@個問題是非常困難的，至今沒有答案。

四、進展

傳統的進化論強調生物系統適應物理環(huán)境的過程，其動力學過程有背后的“勢”函數來控制。而真實的生物進化，是由物理環(huán)境和生物環(huán)境共同決定。但是，如何考慮復雜的生物環(huán)境的影響，一直是傳統進化論中沒有解決的難題。

該研究通過引入“流”的概念，揭示和量化了生物相互作用所導致的進化驅動力。在新理論中，進化過程中形成的“勢”與“流”好比是進化驅動力的“陰陽”兩面，類似于量子世界中的波粒二象性，或者是決定電子運動的電場與磁場。

該研究發(fā)現，同種群或種群間生物個體的相互作用會導致“流”的產生，即使物理環(huán)境保持不變，在“流”的驅動下進化可以永無止境。

看了以上的介紹是否對紅皇后假說更加了解了呢，更多世界未解之謎請關注探索發(fā)現欄目及世界之謎專題。