进化是一种为复杂问题寻找新颖的解决方案的通用而强大的方法，进化是一种学习算法，不仅能够适应不断变化的环境，而且随着时间的推移能够积累知识。它是负责自然界所有秩序、复杂性和多样性的准则。进化也是经济世界所有秩序、复杂性、多样性以及财富的准则。

没有设计师的设计

丹尼尔·丹尼特是塔夫茨大学认知研究中心的进化理论家和主任，他说进化是一种“无须设计师的创造设计”方法。当我们认为某些东西具有设计时，这说明它适合于一项任务。锤子是用来钉钉子的，细菌是被设计出来在特定环境中生存和繁殖的。我们还认为被设计的事物具有一定的复杂性、顺序和结构。我们不会认为海滩上的沙粒是被设计出来的，但会认为喷气式发动机的复杂结构、鹦鹉螺壳的螺旋室或者一段音乐中复杂的音符排列都是被设计出来的。正是这种适用于目的性和复杂性的结合，将设计的东西与非设计的东西区分开来。露出地面的条状岩石在人们看来可能是很美的，甚至可能看起来像一件艺术品。但它没有功能，不适合于任何特定的目的，是随机地质力量的偶然创造品。设计出来的东西熵比较低，它们绝不是随机产生的。

我们只在两个领域看到了设计：生物和由生物创造的人工产品。在生物学里，袋鼠的腿是用来跳跃的，蝙蝠的声呐接收器是用来在黑暗中寻找东西的，花的雄蕊巧妙地伪装成蜜蜂的性器官是为了促进授粉。在人类世界里，螺丝刀被用来拧螺丝，抹刀被用来烤薄饼，大型喷气式飞机被用来运送人。但人类并不是唯一可以创造并展示设计物品的生物，白蚁可以精心建构巢穴，而海狸可以建造复杂的水坝。

威廉·佩利（William Paley）是英国圣公会的神父和哲学家，他在1802年出版的著作《自然神学》（Natural Theology）中指出，像手表这样复杂和被设计出来的东西都是以钟表匠为前提的。因此他认为，自然界的复杂性和设计性表明一定存在一个神圣的钟表匠。高度设计的东西不会凭空冒出来，毕竟，设计表现出了目的、智慧和解决问题的能力（这与两个世纪后所谓“智慧设计理论”的支持者提出的论点是相同的）。[插图]

然而，这正是进化所做的——它自己创造设计。牛津大学进化论学者理查德·道金斯（Riehard Dawkins）的著作也为这一章提供了很多信息，他把进化称为“盲眼钟表匠”。[插图]进化是一个无意识的、机械的、简单的准则，同时，它在创造巧妙的设计方面也非常高效。

以上内容来自《财富的起源》

以下内容引用自学术经纬公众号

最新研究是利用人造生命，或者说最简单的生命，重复进化的过程。结果显示生命进化的神奇，也给我们解释了自然界生命进化比我们想象的更加神奇不可思议。

     最新《自然》：这就是演化的力量！最简单的人造细胞，也会“自学”演化

2010年，世界上第一例“人造生命”问世。科学家们挑选了一种名为支原体（mycoplasma）的微生物，摧毁了其中的DNA，然后引入了在实验室设计与合成的DNA，从而制造出了基因组完全由人工合成的细胞。

2016年，经过不断优化条件，研究人员将这些人造细胞里的基因数量大幅减少，从支原体原有的901条削减到了493条，创造出了基因组最小的已知自主生物体，是合成生物学领域的一大突破，也被誉为重要的科学里程碑。

由于基因组中的所有基因只编码细胞独立生长所必需的基本基因，这些人工合成细胞也被称为最小细胞（minimal cell）。2021年，在进一步优化其中的几个关键基因后，最小细胞还“学会”了像天然细胞那样正常分裂。

▲合成基因组的支原体只有不到500个基因（图片来源：参考资料[2]；Credit：Tom Deerinck & Mark Ellisman / National Center for Imaging and Microscopy Research at UCSD）

细胞是最简单的生命功能单位，以这些基因组极简化的人工细胞为模型，科学家们希望可以理解生命的运行模式。

日前，在顶尖学术期刊《自然》上，研究人员用这种极为简单的人造细胞揭示了生物演化的强大力量，证明了自然选择在最简单的自主生物体中也有使其快速优化适应性的力量。

负责这项研究的演化生物学家Jay Lennon教授解释说，由于最小细胞的基因组中每个基因都是必不可缺的，任何突变都可能对细胞功能发生致命破坏，一般认为留给基因突变的余地很少，这可能会限制其进化。

然而，实际结果令人惊讶。研究人员在实验室环境中培养这些细胞，并允许它们自由生长和分裂。经过300天后——相当于细菌2000个世代或人类演化40000年，研究人员分析发现，最小细胞实际上具有极高的突变率。

▲电镜下放大15000倍的一团最小细胞（图片来源：参考资料[2]；Credit：Tom Deerinck & Mark Ellisman / National Center for Imaging and Microscopy Research at UCSD）

接着，研究人员把演化了300天后的最小细胞、未经演化的最小细胞株以及没有精简过的合成支原体细胞等量放入试管中进行竞争测试。理论上，更适合环境的菌株会更占优势，成为更常见的菌株。因此，不难理解未经精简过的非最小细胞很容易胜过最小细胞。

但实验结果同时显示，演化了300天的最小细胞有更好的表现。经过传代后，最小细胞有效地恢复了因为基因组精简而失去的适应性。

“看来有些与生命有关的东西真的非常强悍。”Lennon教授说，“我们能把它极度精简，但无法阻挡演化发挥作用。”

在这项研究中，科学家们还找出了演化过程中变化最大的一些基因，其中一些基因参与了细胞表面的构建，但还有几个基因的功能还没有得到阐明，留给后续进一步研究。研究人员指出，弄清楚具有最小基因组的生物体如何克服演化挑战，将对一系列长期存在的生物学问题带来启发，包括临床病原体的治疗、宿主相关内共生体的持久性、工程微生物的改进以及生命本身的起源。

参考资料：

[1] R. Z. Moger-Reischer et al., (2023) Evolution of a minimal cell. Nature Doi: https://doi.org/10.1038/s41586-023-06288-x

[2] Artificial cells demonstrate that "life finds a way". Retrieved July 5, 2023 from https://www.eurekalert.org/news-releases/994249

[3] John I. Glass et al., (2017) Minimal Cells—Real and Imagined. Cold Spring Harb Perspect Biol. Doi: 10.1101/cshperspect.a023861

[4] James F. Pelletier et al., (2021), Genetic requirements for cell division in a genomically minimal cell,Cell, DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.03.008