史密斯(John Maynard Smith)是进化论领域另一位半路出家的顶级高手。他在剑桥三一学院学的是工程学,毕业后设计过飞机,但因为飞机“太吵太老气”,很快转投到伦敦大学学院进化论大师霍尔丹(J. B. S. Haldane)的门下,并成为大师的衣钵传人。
1965年,史密斯在萨瑟克斯大学创办生命科学学院,并出任首任院长。直到2004年去世,他一直呆在萨大,退休以后也几乎每天都去实验室。
在学术生涯的后期,史密斯日益专注于理论建构。他对累赘原则很感兴趣,曾试图用数学模型来计算并证明这一原则,一开始并不成功,以至于他对扎哈维的观察产生了怀疑——史密斯认为,在解释雄性性状方面,费希尔的失控理论就已足够,累赘原则纯属画蛇添足。
但在修正证明过程后,史密斯发现了累赘原则的价值。1990年,在一个关于动物行为的生态学大会上,史密斯公开向扎哈维道歉,并正式承认累赘原则是伟大的理论。但他又说想对累赘原则做一些修订,希望扎哈维理解。对此,后者断然拒绝。
史密斯之所以要修订累赘原则,是因为他认为雄性炫耀的内容并不完全是累赘,有的只是一种“代价”或者说“成本”。累赘和代价/成本是两码事,累赘是一种代价/成本,可代价/成本不一定都是累赘。比如某个学生违反了课堂纪律,老师可以罚站,也可以强迫他抄写课文,或者背着沙袋在操场上跑步,这些都是学生承受的代价/成本,但只有沙袋属于累赘。
史密斯认为,雄性为了取信雌性,愿意付出各种代价/成本,累赘只是许多代价/成本中的一种,他希望累赘原则能够拓展覆盖面,成为具有普遍意义的理论。由于扎哈维并不买帐,史密斯只好自己提出了“昂贵信号理论”(costly signaling theory)。可惜第二年(2004)他就去世了,来不及对这一理论展开深入阐述。
在史密斯来看,雄性的性信号都是高成本的,甚至会让雄性不堪重负——这是昂贵信号的根本特征。乍一听,和扎哈维的理论差不多,但两者的内涵并不完全一致。扎哈维强调诚实,而史密斯强调高成本。诚实具有主观性,比如学生是否诚实,要看老师怎么评价,老师认为诚实就是诚实;而高成本是客观的,与别人承认与否无关,比如一颗高净度的钻石,无论如何都是那么贵。相比而言,高成本,或者说支付了高成本的雄性,更加靠谱。
这样看来,昂贵信号理论的覆盖面确实要更广一些。
而扎哈维之所以反对史密斯的修订,是因为他认为累赘原则本来就包含了诚实和昂贵这两大要素。所有奇特的雄性性状,尤其是值得炫耀的性状,基本都兼具诚实与昂贵的特征——要想让性信号诚实可信,生产成本就必须提高;如果是个便宜货,人人都能拥有,那还有什么炫耀的价值呢?只有高成本是无法伪装的。累赘的信号天然就是昂贵的信号,昂贵的也必然是过度的和累赘的,两者是等价的。既然如此,又何必再搞一个新理论出来呢?
客观而言,扎哈维的坚持并非没有道理。在2017年去世之前,他还可以反复宣传自己的观点,并悄悄填补一些不起眼的漏洞。这让累赘原则逐渐趋向完美,直至反向涵盖了昂贵信号理论。
在今天的学界,人们不再甄别两种理论之间的细微差别。对多数人来说,简约的理论才是好的理论。累赘原则足够简约,所以至今为人们所津津乐道,而昂贵信号理论则渐渐淡出了人们的视野。
最近有学者对累赘性状进行了进一步的细分,比如有诚实型的累赘和炫耀型的累赘。雄性大角羊的角属于前者,顶在头上又大又沉,是实打实的累赘。雄孔雀的尾巴则属于后者,雄孔雀拖着大尾巴仍能在丛林中低空飞行,那一尾绚丽的羽色为的是炫耀。这些细分是为了方便动物行为学的研究,它们进一步完善了累赘原则,而并不改变其核心思想。
雄性大角羊
现在累赘原则被认为是许多动物行为的底层逻辑之一。不过在1975年扎哈维提出累赘原则的最初,它是用于解释动物的择偶行为的。与费希尔的失控理论一样,累赘原则在协调性选择和自然选择的逻辑承转方面十分出色——
雄性要想存活下去,就不能不考虑自然选择的压力;要想繁殖后代,又不能不考虑性选择的压力。两种“选择”之间存在巨大的张力。而根据累赘原则,雌性对雄性的要求必须掌握尺度,在审美和安全之间维持平衡,如果一上头把雄性都逼上了绝路,雌性也只能落个独守空闺的下场。
比如有一种剑尾鱼,顾名思义,尾巴像一柄长剑,是供雌性参考的性信号。雄性剑尾越长,越容易被天敌捕食。对此雌性似乎心中有数——如果是在安全水域,天敌较少,视野清晰,它们会选择长尾巴的雄性,因为尾巴长一点也没什么危害;可一旦环境改变,水质下降,天敌密集行动且不易察觉,雌性就会选择短尾巴的雄性——这倒不是说雌性突然学会了替雄性考虑,而是说和长尾巴雄性待在一起的话,雌性自己被捕食的风险也会同步增加。
长颈鹿的脖子也是折中的结果。从理论上说,脖子与树冠平齐才是最佳高度;如果脖子比树冠还高,就是浪费。但累赘无上限,雄性为了取悦雌性,往往失控,导致长颈鹿可能长出超过实际需要的脖子。这时,雌性的态度就很重要了,如果它们毫无理性,一味偏爱长脖子,对短脖子爱理不理,那么雄性的脖子就会失控。从现状看,雌性并没有走到那一步,它们适可而止了,所以雄性长颈鹿的脖子足够长,但又不至于长到灭绝的程度。
事实上,所有看似失控的累赘性状都是可控的。大角羊的角没有大到将自己累死的程度,雄孔雀的尾巴也没有让自己寸步难行,雄性并不曾为取悦雌性而走极端。从这种意义上说,性选择必然和自然选择达成妥协,并且已经达成妥协。
至此,达尔文可以RIP了。他提出的两大“选择”既相互制约,又相互补充,缺少任意一个“选择”,我们都不可能像今天这样全面地去理解生物现象,尤其是动物的求偶行为和交配策略——
自然选择必然导致两性分化,两性分化必然导致雌雄二态性,性选择和雄性竞争都对雌雄二态性具有强化作用,最终使得这个世界到处都充满了形态各异的雄性动物和雌性动物。它们的共同任务就是与异性合作,将自己的基因传递下去。而要实现这个目标,它们需要遵循更多的进化稳定策略,许多策略都与择偶与交配有关。
而提出进化稳定策略理论的,正是我们文章开头提到的英国进化论学者约翰·梅纳德·史密斯。关于这一理论,我们以后再谈。
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史钧,生物学博士,专注于进化论领域的科普写作,已出版多部科普作品,其中《其实你不懂进化论》获得第十六届文津奖,并入围2020年中国好书。生命的进化是符合逻辑的过程,底层逻辑就是自然选择,在此基础之上,又衍生出了许多其他逻辑,共同构成了一个复杂的理论体系。本专栏将对这一理论体系进行深度梳理,详细介绍其中的各种逻辑关系,讨论生命的本质,理解生命的意义。