助势中的科学：是进化理论的革命酿造吗？

当亚特兰大大学的研究人员训练有素的老鼠担心杏仁的味道（通过将它与电击配对），他们发现，这些小鼠的儿童和孙子孙女都自发地害怕相同的气味。这不应该发生。已经教导了几代学童，即所获得的特征的遗传是不可能的。一只老鼠不应该出生在他们的寿命期间父母学到的东西，不仅仅是一只失去事故中尾巴的老鼠应该生下尾部小鼠。

如果你不是生物学家，你就会被欺骗对进化科学的状态感到困惑。现代进化生物学追溯到1940年代-60S周围出现的综合，该综合与Charles Darwin与Gregor Mendel的发现的自然选择的机制结婚了，这是如何遗传的。传统，仍然是占主导地位的观点是，适应 - 从人类大脑到孔雀的尾巴 - 完全和令人满意地通过自然选择（和随后的遗传）解释。然而，由于基因组学，表观生物学和发育生物学中的新颖思想，大多数进化论者都同意他们的领域是助焊剂。大部分数据意味着进化比我们曾经假设更复杂。

我包括一些进化的生物学家，正在呼吁更广泛地表征进化理论，称为扩展进化合成（EES）。核心问题是在终身期间生物体会发生什么 - 他们的发展 - 可以在进化中发挥重要和以前意外的角色。正统的观点是发展过程与演变有很大无关，但EES将它们视为关键。具有权威权证书的主角在这场辩论的双方方面，常春藤联盟大学的大射击教授和国家院校成员走向前往进化机制。有些人甚至开始怀疑革命是否在卡上。

在他对人性的书中（1978年），进化生物学家Edward o威尔逊声称人类文化被遗传皮带举行。由于两个原因，隐喻令人争议。首先，我们认为，文化在皮带上持有基因并不少。其次，虽然必须存在文化学习的遗传倾向，但仍然可以通过潜在的遗传差异来解释很少的文化差异。

尽管如此，短语具有解释性潜力。想象一下狗狗（基因）努力保留对巨型獒（人类文化）的控制。这对轨迹（进化途径）反映了斗争的结果。现在想象一下，在不同长度的牵引的牵引着同样的狗助行家，在不同的长度的皮带上，每只狗都在不同的方向。所有这些拖船都代表了发育因子的影响，包括父母通过的表观症，抗体和激素，以及它们留下的生态遗产和文化。

挣扎的狗沃克是EES如何观看自适应过程的好隐喻。这是否需要革命进化？在我们回答这个问题之前，我们需要检查科学如何工作。这里最好的当局不是生物学家，而是科学的哲学家和历史学家。 Thomas Kuhn的书籍科学革命的结构（1962年）推广了科学通过理解方面的革命改变的想法。这些“范式转变”被认为遵循通过积累冲突数据的旧理论对旧理论的信心危机。

然后有卡尔波普尔，他的猜想不能证明科学理论，但可以伪造。考虑假设：'所有绵羊都是白色的。'Popper坚持认为，没有与这个假设一致的积极结果可以证明它是正确的，因为一个人永远不会排除在未来可能会出现冲突的数据点的机会;相反，观察单一的黑羊将果断证明假设是假的。他坚持认为，科学家应该努力开展关键实验，可能潜在伪造自己的理论。

虽然Kuhn和Popper的想法是众所周知的，但在哲学家和历史学家的眼中，他们仍然有争议和争议。这些领域的当代思维是由匈牙利哲学家IMRE Lakatos在科学研究计划（1978）的方法中更好地捕获：

科学史驳斥了波普尔和库恩：密切检查Popperian的重要实验和奎尼亚革命的结果是神话。

Popper的争论可能会产生逻辑意义，但他们并不完全映射到科学在现实世界中的工作原理。科学观察易受测量误差的影响;科学家是人类，并依附于他们的理论;科学思想可以是恶意的复杂 - 所有这些都使得评估科学假设是一个凌乱的业务。而不是接受我们的假设可能是错误的，我们挑战方法论（'那羊不是黑色 - 你的乐器有缺陷'），争论解释（'绵羊只是肮脏'），或者提出给我们的假设的调整（'我的意思是驯养品种，而不是野生mouflon'）。 Lakatos称此类修复和欺骗“辅助假设”;科学家建议他们“保护”他们的核心想法，以便不需要被拒绝。

这种行为明显表现在进化中的科学辩论中。采取思想，在生命期间获得的新功能可以通过它的生物在下一代。这一假设在19世纪初的法国生物学家Jean-Baptiste Lamarck突出了突出，他用它来解释物种如何发展。然而，它长期以来一直被实验所玷污 - “拉马尔克”一词在进化界中具有贬损的内涵，以及任何研究人员，表达了对这个想法的同情，有效地品牌自己'古怪'。收到的智慧是，父母经历不能影响其后代的特征。

除了他们。表达基因以产生生物体的表型 - 它最终的实际特征 - 受到附着于它们的化学物质的影响。从饮食到父母行为的污染的一切都可以影响这些化学痕迹的添加或去除，从而开启或关闭基因。通常，这些所谓的“表观遗传”附件在生产精子和蛋细胞的产生过程中被除去，但事实证明，一些逃避重置过程，并与基因一起传递到下一代。这被称为“表观遗传继承”，越来越多的研究证实它真的发生了。

让我们回到令人恐惧的老鼠。在精子中传播的表观遗传标记的遗传是导致小鼠的后代获得遗传恐惧的原因。 2011年，另一个非凡的研究报道，蠕虫通过产生病毒 - 沉默因子 - 关闭病毒的化学物质，蠕虫对令人讨厌的病毒进行了反应 - 但是，随着后代通过调节分子（称为'小RNA'）表现出这些化学物质的后续几代人）。现在有数百个研究，许多人在最突出和最着名的期刊上发表。生物学家争论表观遗传是否是真正的拉马克，或者只有一定的外观类似，但没有逃离所获得的特征的传承真正确实发生的事实。

通过Popper的推理，表观遗传学的单一实验演示 - 就像一只黑羊一样 - 应该足够说服进化的生物学家。然而，凭借大，进化的生物学家并没有急于改变自己的理论。相反，正如Lakatos预期的那样，我们提出了辅助假设，使我们能够保留我们的长期信念（即，这种继承几乎是通过代理的传播来解释的）。这些包括表观遗传遗传是罕见的想法，即它不会影响功能性重要的特征，即它在遗传控制下，并且通过选择来支撑特性的传播太不稳定。

不幸的是，对于传统主义者来说，这些都不尝试括起外膜脑继承看起来可信。现在已知在自然界中普遍存在，每天都会出现越来越多的例子。它会影响功能上重要的特征，如植物的果实大小，开花时间和根生长 - 而只有一小部分的表观遗传变异是适应性的，因此遗传变异并不少，因此难以理解的是解雇。在仔细测量表观遗传变化的速率的系统中，例如植物拟南芥拟南芥，则发现步伐足够低，以便选择并导致累积的演化。数学模型表明，具有表观遗传遗传的系统不同地从基因遗传上的那些求依赖于遗传遗传 - 例如，对表观遗传标记的选择会导致基因频率的变化。毫无疑问，表观遗传遗传推动我们以不同的方式思考演变。

表观遗传学只是故事的一部分。通过文化和社会，我们所有人都继承了我们父母收购的知识和技能。进化的生物学家至少接受了这一点，至少一个世纪，但直到最近，它被认为被限制为人类。这不再是宗旨：动物王国的生物学习社会饮食，喂养技术，避免，沟通，迁移和伴侣和育种站点选择。数百种实验研究在哺乳动物，鸟类，鱼类和昆虫中表现出社会学习。

最引人注目的数据中，跨越伟大的山雀和蓝山雀的研究是研究。当由其他物种提出时，这些鸟类向他们的寄养父母的行为转移了许多方面的行为（包括他们所觅食的树木的高度，他们选择猎物，觅食方法，呼叫和歌曲，甚至他们选择伴侣）。每个人都假设这两个物种之间的行为差​​异是遗传，但事实证明许多是文化传统。

动物培养物可以令人惊讶的是长期持续的。考古遗迹表明，黑猩猩已经使用石材工具来破解开放式螺母至少4300年。然而，对于表观遗传的遗传，假设动物培养必须表现出类似的基因稳定性来进化地是一个错误。在一个交配季节的过程中，“Fads”可以在个人在合作伙伴中找到有吸引力的品质中发展;该过程在果蝇，鱼类，鸟类和哺乳动物中进行了实验证明，数学模型表明这种“伙伴选择拷贝”可以强烈影响性选择。

另一插图来自鸟类的研究。当年轻的男性鸟类学习他们的歌曲（通常来自附近的成年男性）时，他们修改了影响歌曲如何获得的基因的自然选择压力（在男性中）以及哪些歌曲是哪首歌（在女性中）。众所周知，歌曲的文化传播促进了育房的演变 - 鸟类等鸟类，不要筑巢，而是在其他鸟巢中撒上鸡蛋 - 因为一些育雏寄生虫依赖于文化学习来弄清楚伴侣和。它还促进了形态，因为对特定鸟类的“方言”的偏好有助于保持人口之间的遗传差异。

同样，不同的文化学习的orcas传统 - 不同的团体专门从事特定类型的鱼类，密封或海豚 - 被认为是将它们分成几种物种。当然，文化在我们自己的物种中达到了Zenith，现在我们的文化习惯是我们基因的自然选择的主要来源。乳制品养殖和牛奶消耗产生了遗传变异的选择，增加乳糖酶（代谢乳制品的酶），而淀粉农业饮食赞成增加的淀粉酶（分解淀粉的相应酶）。

所有这些复杂性都无法与严格的遗传货币进行适应性进化，因为许多生物学家现在承认。相反，它指向一种进化过程，其中基因组（超过数十万种），表观遗传修改和继承的文化因子（超过几十个或数百世代），以及父母效应（在单一代时）共同通知有机体如何适应。这些超遗传类型的遗传为有机体提供了对环境挑战快速调整的灵活性，拖动遗漏遗传变化 - 就像一堆吵闹的狗一样。

尽管所有新数据的兴奋，但对于科学不起作用的简单原因，这不太可能引发进化革命 - 至少，不是进化的科学。像popper的关键实验一样，Kuhnian范式转移，比现实更接近神话。回顾进化生物学的历史，你会看到类似于革命的东西。即使是Charles Darwin通过自然选择的演变理论也花了大约70年来被科学界得到广泛接受，并且在20世纪之交被认为是相当令人怀疑的态度。在以下几十年内，新的想法出现了，他们受到科学界的批判性评估，逐渐与现有知识相结合。在没有经历大量的“危机”的情况下更新和大型进化生物学。

现在相同的持有。表观遗传性遗产并不反驳遗传遗传，但表明它只是特征遗传的若干机制之一。我知道没有想要撕掉教科书的生物学家，或扔掉自然选择。进化生物学的辩论涉及我们是否希望了解我们对进化原因的理解，以及这改变了如何将过程整体思考。在这方面，发生了什么是“正常科学”。

那么，为什么传统上思想进化生物学家抱怨误导的进化激进，为范式转变？为什么记者写文章关于科学家们呼吁进化生物学中的“革命”？如果没有人真正想要革命，无论如何，科学革命很少发生，有什么大惊小怪的？这些问题的答案提供了对进化生物学的社会学的迷人洞察力。

进化中的革命是一个误操作 - 一个神话被保守派的进化论者，创造主义者和新闻界的不太可能的联盟繁殖。我不怀疑那里有少数真实，革命思想的进化激进，但绝大多数研究人员致力于延长进化的综合，是普通的，勤劳的进化生物学家。

我们都知道耸人听闻的宣传报纸，并为更好的复制提供了重大动荡的文章。 “智能设计”的创造者和倡导者也献给了这一印象，宣传夸大了进化论家之间的意见差异，给人一种虚假的印象，即进化生物学领域是在动荡中的领域。更令人惊讶的是常规思想的生物学家如何玩'我们正在攻击！'卡对他们的同伴进化论家。将知识分子对手描绘为极端主义，并告诉人们他们正在遭到攻击，是赢得辩论或忠诚的年龄古老的修辞技巧。

我一直与政治，不是科学的这样的游戏，但现在意识到我是天真的。我见证了一些幕后的Shenanigans，似乎旨在防止通过公平手段或犯规传播的新想法，真正震惊了我，并且在我所知道的其他领域的实践中练习。科学家们也有威力和遗产，以及努力为资金，权力和影响力。我担心传统主义者的言论是背叛的，通过夸张师来创造混乱和无意中加剧创造主义。太多的信誉良好的科学家们感受到对所有人被可靠地被视为边缘元素的进化生物学变化的必要性。

如果延长的进化综合不是进化中革命的呼叫，那么它是什么，我们为什么需要它？为了回答这些问题，我们需要认识到Kuhn的正确 - 即，每个科学领域都拥有共同的思维方式，或“概念框架”。进化生物学并非不同，我们的共享值和假设会影响收集的数据，如何解释数据，以及如何解释进化工作的原因是什么。

这就是为什么科学中的多元化是健康的原因。 Lakatos强调了替代概念框架 - 他所谓的不同“研究计划” - 这对于他们鼓励产生和测试的新假设的程度来说是有价值的，或导致新的见解。这是EES的主要功能：培养，甚至开放，新的探究行和新的富有成效的思维方式。

一个很好的例子涉及所谓的“发展偏见”。考虑东非的迷人慈鲷鱼。对于马拉维湖中的数百个，或许数百人在马拉维湖中，在坦万卡湖中存在独立演化的“重复”种类，具有惊人的身体形状和喂养方式。这种肖像通常通过会聚的演化解释：随机遗传变异像往常一样鼓泡，但是相似的环境条件选择了产生的基因以产生等效结果。生物体生长和发展的方式可能会限制出现的特征，但是假设变异本身基本上是随机的。

然而，这两个湖泊中看到的平行进化的非凡水平表明别的东西可能正在发生。如果建造鱼的某种方式比其他人更可能吗？如果特质变异偏差如何对某些解决方案？选择仍然是解释的一部分，但是并行进化将更有可能。

哺乳动物的脸颊牙齿（臼齿）为偏差提供了一些最令人信服的数据。研究表明，可以使用基于实验室小鼠的数学模型来预测29种其他啮齿动物物种的样品中的牙齿的尺寸和数量。而不是自由地制作任何形状或牙齿数量，而是似乎自然选择正在推动沿着由开发机制产生的高度特定途径推动物种。异常 - 啮齿动物的存在 - 诸如具有不同牙齿比率的葡萄球菌 - 表明了旧的思维方式（发展'限制选择）并不相当正确。开发的效果既有细微又更有趣：发展机制偏向景观选择，并有助于确定哪些功能进化。

这些研究很令人兴奋，因为他们有助于进化生物学更具预测的科学。那么，为什么让这些想法相对较少地关注？我们回到概念框架。从历史上看，进化生物学家对表型变异的偏倚被视为“约束” - 为什么不发生进化或适应为何的解释。生物体生长的方式限制了可能或自适应的各种特征。传统的思想的演变学家

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