能流进化论——隐藏在“爱尔兰大饥荒”事件下的自然选择
爱尔兰大饥荒,俗称马铃薯饥荒,是一场发生于1845年至1850年间的饥荒。据罗伯特·基《爱尔兰史》中提供的数字,在这5年的时间内,大饥荒所造成的人员死亡约在80到100万之间。造成饥荒的主要因素是一种称为致病疫霉(Phytophthora infestans)的卵菌造成马铃薯晚疫病。疫情爆发时,爱尔兰人只依赖一种作物,即马铃薯。150多万农业工人和300万小耕种者主要依靠马铃薯维持生计,有产阶级对马铃薯的消费也要比英国多得多。该事件在政治、经济、文化等方面的原因已有大量报道,在此,作者将从能流进化论的角度对此事件进行剖析。
能流进化论认为,自然界中的能量不仅向着均衡分布的方向发展,而且还会以当前最高效的形式向着能量均衡分布的方向发展。此外,生命体在本质上是自然界中的一种能量传递介体,自然界对生命体进行选择的依据就是生命体及其种群所呈现出来的自然界所需要的能量传递能力。在“爱尔兰大饥荒”事件中,致病疫霉和爱尔兰人都是马铃薯的能量传递介体,即存在“马铃薯→致病疫霉→氧气”和“马铃薯→爱尔兰人→氧气”两种能量传递单元或两条能流,马铃薯中的能量主要经能量传递能力相对更强的物种进行传递。为了不被自然界所淘汰,致病疫霉和爱尔兰人都在尽可能的呈现自己最强的能量传递能力。
疫情爆发前,致病疫霉、马铃薯、爱尔兰人三者在自然界中呈现如下状态:
1)当时环境不太适合致病疫霉的生长,或者说致病疫霉在当时环境中的能量传递能力相对较弱,致使马铃薯中的能量经致病疫霉释放和传递的量相对较少。那么,致病疫霉从能流中所获取维持自身生命状态及增殖能力的能量就少,致病疫霉在与爱尔兰人对马铃薯的自然竞争中表现为劣势物种;
2)在马铃薯总量不变的情况下,经致病疫霉释放和传递的能量越少,那么,经爱尔兰人释放和传递的能量就越多,表现为爱尔兰人有足够食物(能量供体)可吃。此时,爱尔兰人可以从能流中获取足够的能量用以维持自身生命状态及增殖能力。爱尔兰人在与致病疫霉对马铃薯的自然竞争中变现为优势物种。
疫情爆发时,致病疫霉、马铃薯、爱尔兰人三者在自然界中的状态发生如下改变:
1)此时环境非常适合致病疫霉的生长,或者说致病疫霉在此时环境中的能量传递能力相对较强(晚疫病为一种典型的流行病,气象条件对发病和流行有极为密切的关系,当条件适于发病时,病害可迅速爆发,从开始发病到全田枯死,最快不到半个月),致使马铃薯中的能量经致病疫霉释放和传递的量相对更多,致病疫霉从能流中获取维持自身生命状态及增殖能力的能量也就越多。致病疫霉在与爱尔兰人对马铃薯的自然竞争中变现为优势物种;
2)在马铃薯总量不变甚至减产的情况下,经致病疫霉释放和传递的能量越多,那么,经爱尔兰人释放和传递的能量就越少,表现为爱尔兰人没有足够食物用以维持自身健康的生命状态及增殖能力。此时,爱尔兰人在与致病疫霉对马铃薯的自然竞争中变现为劣势物种。
疫情爆发后,致病疫霉、马铃薯、爱尔兰人三者在自然界中的状态又发生如下改变:
1)环境非常适合致病疫霉的生长,且致病疫霉大量存在,此时致病疫霉的能量传递能力远远超过爱尔兰人。在这种情况下,马铃薯中的能量主要经致病疫霉释放和传递,致病疫霉在与爱尔兰人对马铃薯的自然竞争中呈现为绝对优势;
2)爱尔兰人没有足够的马铃薯可吃,又没有其它的食物可以替代,此时,爱尔兰人难以获取用以维持自身健康生命状态及增殖能力的能量,结果便是大量的爱尔兰人被饿死,人口数量锐减。
在“爱尔兰大饥荒”事件中,环境的变化信息最先被致病疫霉所获取,其在发生变化后的环境里的能量传递能力迅速增强,因为当前环境更适宜其生存和传播;环境变化的信息再经致病疫霉传递给其能量供体马铃薯,表现为马铃薯的死亡和减产;能量供体马铃薯在将环境变化的信息传递给另一个能量传递介体,即爱尔兰人,爱尔兰人再根据马铃薯的变化作出应对。由此可见,越靠近食物链营养级顶端的物种,其对环境变化的响应越慢。能流进化论中还提到,物种的能量传递能力会因环境的改变而变化,即一个物种的能量传递能力在一种环境中表现为适合环境的需求,在另一种环境中就可能表现为不适合。如果一个物种不能因环境骤变而迅速对自己的能量传递能力做出调整,那么,该物种就有被当前环境淘汰的风险。因此,物种的适应能力不止体现在自身能量传递能力的增强方面,还体现在对自然界环境变化的响应能力方面。