进化论如何解释一些生物习性，这类生物习性是蕴藏在遗传信息里的吗？
2024-11-19 阅读 82
更新于 2024年11月22日
有些习性就是先天遗传写在基因里的本能，但有些也需要后天学习。不然也不会有饲养员给大熊猫看教学片的梗了。
先天遗传的本能可以远比你想象的更简单：
你可以粗略的把鞭毛结构想象成一个跨膜的涡轮机，当膜内外有质子浓度差的时候质子就从鞭毛涡轮机流动并带动鞭毛的旋转。鞭毛的这个运动原理也可以直接对应许多微生物的简单趋利避害行为：比如细菌进入酸性环境外部质子浓度升高，就会有更多的质子涌入鞭毛涡轮机加速鞭毛的运动让细菌快速逃离酸性环境。
尽管某些「本能」来自进化出的机械结构的作用，一些动物行为也遵守单基因遗传的规律（如下对此问题的另一回答），很多动物的行为都是复杂性状，其中本能和学习都扮演了重要作用。
在下述文章中，我讨论了一个简化的模型，以解释为什么在一定范围内，擅长学习的动物也可以进化出新的本能，并且比无法学习的动物更容易在此条件下获得新的本能。
Excerpt:
假设某种动物本来不会某种特定行为，但研究表明，在当前环境中，当这种动物的个体学会此行为时，此行为对此个体有利，并且相比参考值具有 10 点适应度收益。（参考值：不会也不学的动物个体具有 90 点适应度）
假设控制此行为是否出现的位点总共有 10 个，或者说 20 个等位基因，且这些位点相互自由组合。当一个动物的基因型中，在这些位点至少存在 10 个 up 型时，动物将本能地呈现此行为。当动物个体具有 n(4\leq n< 10)n(4\leq n< 10) 个 up 时，动物可以花费 (10-n)(10-n) 点适应度代价学会此行为。而不高于 3 个 up 型的情况下，动物不仅无此本能，也无法学会此行为。
问题是，对任意位点，up 型等位基因频率仅有约 13%. 所以此动物自由交配群体中，几乎没有天生会此行为的个体（约千分之一），但有相当一部分个体（略多于四分之一）学会了此行为。
后来，由于学会此行为的动物获得了相对学不会者的选择优势，随着进化，学会此种行为的动物占比越来越大。
若干世代后，由于 up 型等位基因频率的提升，天生就会此行为的个体所占的比例亦不可忽略。也就是说，在此假设的环境下，此动物通过进化获得了一种新的（以往极为少见）本能行为，而此行为在不久之前还是只有部分个体努力学习才能学会的东西。
相比初始条件类似但无法学习的动物种群，可以此方式学习的动物种群在行为进化的早期阶段，up 型等位基因频率提升得更快，并且在相对小的种群中也可以在一定程度上克服遗传漂变影响。在对表型的影响方面，此处假设的「学习」能力有点类似于在下列回答中提及的「热休克处理」—使一个阈值数量性状以更低的阈值产生效果。
以上。
演化论是基因的选择
进化论是意识到选择
亲近人类的狼群，得到更好繁衍的机会，是基因的选择。
躲避人类的动物，避免被猎杀的风险，是后天经验意识的选择。
有一些是蕴含在基因里面的，它们可以影响神经系统的发育或者运行从而影响行为。
如：大名鼎鼎的单胺氧化酶A基因（MAOA）是一种缺失后导致暴力的基因，虽然它是否与暴力直接相关多有争议，但MAOA-L的确与行为有关。MAOA是一种氧化5-HT神经递质的酶，在MAOA-L突变体中其活性下降，5-HT水平持续偏高，导致5-HT受体不敏感，最终造成易怒。但是良好的家庭环境可以改善MAOA-L携带者的心理状态。
5-HT是一种神经递质还有一个例子，养蜂人发现蜜蜂中有一种真菌传染病，幼虫感染后会发臭正常工蜂会及时把蜂巢盖子揭开并把臭掉的幼虫扔出去（称为干净），但有的却不会（称为不干净）。科学家们让干净和不干净的蜜蜂杂交，后代工蜂中揭盖扔幼虫：揭盖不扔幼虫：不揭盖=1:1:2。之后他们人为地把盖子揭开，发现在不揭盖的蜜蜂中，有一半把幼虫扔了出去。由于工蜂是单倍体，所以这很符合遗传分离比。
2004年蜜蜂全基因组测序完成后，它成为了继果蝇、蚊子、家蚕之后第四个全基因组破译的昆虫。
科学家通过Y型迷宫实验对蜜蜂的学习记忆能力进行考察，进行小RNA测序分析后，他们分别从学习记忆训练组和未训练组蜜蜂大脑中获得了13367770和13132655个cleanreads，并检测到40个表达有差异的已知miRNAs，且这些miRNAs的表达程度都在训练组蜜蜂的大脑中得到增强。另外，这40个miRNAs和388个差异表达基因中有60对miRNA/mRNA是共表达的。且通过DGE测序分析，训练组和未训练组一共有的388个差异表达基因，其中45个在训练组为上调基因。
虽然还不能确定基因是否直接与行为有关，但它至少能揭示它们之间应当存在着复杂的联系。
龙勃罗梭曾经通过对罪犯们的观察，提出了天生犯罪人理论，他认为一部分罪犯的行为其实是返祖现象，后来这一理论饱受争议，最后禁不住各种反例的质疑而退出历史舞台。
天生犯罪人模型关于基因是否决定行为，这样的研究不是没有，但几乎全都有争议。种种迹象表明行为可能和基因有关，基因中也应当写了如何制造神经系统。但同时环境也会影响神经系统，并且比基因更加直接。从理性上讲，基因决定本能是有道理而且有很大把握正确的，但是一旦这种关系被证实，如果某些人的犯罪是由基因导致的（极端情况下，不由自主地犯罪），那么我们应该如何定罪量刑？我们是否会陷入种族主义的怪圈？正是出于这样种种考虑，再加上我们对于神经系统的了解还只有冰山一角，这方面的研究也一直处于停滞的状态。但用遗传学的视角来解析行为的确有它独特的意义。
问题描述：
一些生物习性感觉非常复杂，这些复杂的生物习性是由遗传信息决定的吗？遗传信息的渐进改变是如何导致该类习性的形成呢？我们必须在演化论中引入一个新概念：行为范式。那么，什么是行为范式？AI搜索的结果是：行为范式是一种理论框架，用于解释和预测人类在社会环境中的行为模式。似乎什么也没说。
我最早接触这个概念是在阅读米塞斯的《人的行为》时。米塞斯认为行为范式是一个极据。这就是这个概念难以定义的原因：极据就是最基础的、不言自明的语言，不需要、也无法分解、解释，一说出来，所有人都大致理解。比如：“这”、“那”、“是”如何解释和定义呢？但谁不知道这三个字的意思呢？
“行为范式”也是这样，我一说出来，大家都似乎都能理解，但又似乎不知道我“究竟意欲何为”？是的，只有我在具体的语境中使用这个概念，大家才可能知道我究竟要用“行为范式”这个词说什么。所以，我们要越过定义，直接进入“行为范式”的应用场景。
小蛇从卵囊中破壳而出，立即就会伸出舌头探测周围环境——没有任何一条成年蛇向它引导、示范这种动作，小蛇天生就会使用舌头探测环境。这就是一种行为范式。这种行为范式是写在基因里的，所有蛇类破壳后都会这么做。
但是，基因只能决定小蛇分子层面的身体结构，它是如何向小蛇传递这个动作指令的呢？我想大概是与蛇类自动呼吸的交感副神经系统关联在一起的，只要小蛇破壳而出、自动呼吸，它们的舌芯就会探出口腔并迅速收回，把周围环境的各种气态分子带入口腔，激发神经末梢的感应装置，形成不同的生物电脉冲，传入不同的脑处理区，形成关于环境温度、湿度、气味等的相关判断，再引导身体肌肉组织做相应活动，推动身体向环境信息相对安全的方向移动。关于“蛇吐舌芯”具体而详细的交感活动机制，以专业人士的研究成果为准。
无论怎样，小蛇破壳吐芯是蛇类自带的行为范式，人类婴儿出生之后发出哭声则是人类自带的行为范式，而且都可能与控制呼吸的交感神经活动有关。这就是我们所说的（先天的）行为范式，以及基因借分子结构诱导行为发生的机制原理。
题主所谓的“生物习性”正是上述各种先天的行为范式的集合。比如蛇类的习性包括：视力退化导致用分叉的舌芯探测环境，用声音、震动感知威胁或猎物活动，喜欢穿洞猎食啮齿动物，或爬到树上捕杀鸟类；当然，它们当中还有很多具有可怕的毒液，这又让毒蛇具有一些特殊的防御与捕食习性…
大部分动植物的习性都是先天的，是基因携带的控制个体分子结构的密码，在个体结构层面形成关联的交感机制，从而引导出该物种相对统一的行为范式，各种行为范式组合在一起，形成了动植物的习性。
其实说到底，“自然选择”并不能直接选择生物的哪些性状适合生存、繁衍，哪些性状不适合，而是通过动植物的行为范式（也可以说是习性）来选择其背后的性状特征，进而对个体遗传基因产生筛选影响，在此基础上形成千变万化的物种奇观。
“自然选择”选择的是行为范式，而不是生物个体的性状。这个认知非常重要，它将我们对演化逻辑的关注更多地从静态的性状转向动态的行为范式及其行为本身。我们将因此揭示更多本质发现。
一些是哪些？你这个问题前提太模糊不好去抬杠啊？唯一我想告诉你的是，世界没有真相，只有视角。
