本报讯（记者封帆 通讯员于洋）近日，中国科学院长春应用化学研究所、吉林大学和美国纽约州立大学石溪分校教授汪劲领导的研究组，从物理学角度系统阐释了一系列生物进化中由来已久的难题，例如如何考虑生物进化过程中生物环境所起到的影响。这一发现为解释“红皇后假说”提供了理论依据。相关研究成果日前发表于《化学物理杂志》。
进化论可以解释生物系统为何和如何随时间改变，但却难以解释为什么生物界普遍采用有性繁殖来繁衍后代等问题。同时，传统进化论仅强调生物系统适应物理环境的过程。而真实的生物进化过程，则是由物理环境和生物环境共同决定的，但如何考虑、计算生物环境的影响，也是传统进化论中没有解决的难题。
而在英国作家路易斯·卡洛尔的《爱丽丝漫游仙境》中，红皇后对爱丽丝答道：“在这个国度中，必须不停地奔跑，才能使你保持在原地。”进化生物学家利·范·瓦伦于1973年借用红皇后颇有禅意的回答提出“红皇后假说”：不进即是倒退，停滞等于灭亡。
汪劲领导的研究小组提出的普适进化理论，包括两个基本要素：进化过程产生的适应度势景观和环流进化驱动力。该理论认为，进化可以看做是在适应度势形成的“山峰”和“山谷”景观中穿行的旅行路线；环流使得生物种群的进化沿着适应度势景观以螺旋方式前进。
该研究的关键性突破，是通过引入“流”的概念，揭示和量化了生物相互作用所导致的进化驱动力。
汪劲解释说，在新理论中，进化过程中形成的“势”（物理环境）与“流”（生物环境）景观就像是进化驱动力的“阴阳”两面，类似于量子世界中的波粒二象性，或者是决定电子运动的电场与磁场。该研究认为，同种群或种群间生物个体的相互作用会导致“流”的产生，即使物理环境保持不变，在“流”的驱动下进化可以永无止境。
这一发现为解释“红皇后假说”提供了理论依据，即在共生的世界里，没有对“最适者生存”的保证，为了生存必须不停地“奔跑”。
《中国科学报》 (2012-08-31 A1 要闻)
