虽然，生命可以通过新陈代谢的方式去对抗熵增，维持自身的秩序；但是，如果给定无限长度的时间，单个生命最终一定会败给熵增的力量。
面对“凡人必有一死”的宿命，生命使出了最后的大招：复制。
通过把自己有结构的秩序复制给后代，就可以让熵增对自身躯体的破坏变得无关紧要。
不过，生命所处的环境发生了太多的变化，如果生物只是单纯一代代地复制自己，是无法承受如此巨大变化的。
达尔文在1859年出版的《物种起源》，推翻了物种恒常不变的观点，指出物种可变。也正是因为物种发生了变化，才让生物能够在环境不断变化的情况下，继续获得生存。
在进化的层面上，面对更凶险的环境变化的冲击，生命甚至会变化自身想要维持的秩序，来更好地传承这个秩序。
所以，如果我们理解了如何有效地实现进化，那么，我们就有可能在面对自然选择、适者生存的时候，更可能成为那个适者。
“基因突变”只是个传说
达尔文真正更具有革命性的发现，是阐述了物种变化背后的原理。生物并不是主动去适应进化，而是变异。
通过变异，生物复制出许多不一样的后代，有各种不同的性状和功能；而自然环境，会选择出那些适合环境的后代存活下去，也就赋予了它们下一次复制的优势。
而这些被筛选后的后代，又会复制出一批不一样的后代。在经过一轮一轮地迭代之后，新的更适应环境的物种就替换掉了它们祖辈的物种。
人类也给纳入了生物进化的框架内。实际上，包括人类在内的所有几百万种的生物，都是由一个共同的祖先——叫做LUCA的单细胞生物，从简单到复杂这样进化而来的。也就是说，在这个过程里，一定发生了巨大的变化。
这种巨大的变异和进化，到底是怎么实现的呢？
现在我们都知道，生物传递的是一组叫做基因的生命秩序的图纸。
基因中储存的信息可以通过核糖核酸（RNA）的媒介，指导生物合成出千姿百态的各种生物大分子机器。生物大分子机器还可以帮助基因复制出新的基因，把这份图纸传递给下一代的生物。在下一代的生物里，继续指导它们合成一样的生物大分子机器，这就实现了秩序的复制和延续的过程。
但是，在信息传递的过程中，一定会有复制出错的可能性。一旦DNA分子发生了一些随机突变，整个序列所包含的信息就发生了变化。那么，最后产生的分子机器的功能就会发生变化。
于是科学家就猜想，随机突变的连续积累，是不是就是生物进化的微观本质呢？
但是很快，生物学家意识到一件事情：基因这套遗传系统首先要满足的，不是进化，而是复制。也就是说，在传递的时候，他首先要保障的是尽可能的准确。如果不够准确的话，那么下一代的生物面临的可能就不是进化，而是直接功能错乱，死掉了。
所以，DNA的化学结构是非常稳定的。这种稳定性，就可以保证生命在复制过程中，发生错误的概率极低。
经过测算，大概是每一代个体中，平均每8500万个DNA的碱基对里，才有一个碱基对会发生改变，也就是接近一亿分之一的突变概率。
这么低的概率，意味着即使是经过几亿年的发展，我们身体里的基因，可能只改变了它的百分之三四十。我们的基因其实是非常保守的，并没有发生我们以为的那样巨变。
很多反对进化论的人也敏锐地发现到了这一点，因此曾经有一位物理学家提出：“生命这样复杂的结构来自随机突变后进化的可能性，就像是一阵旋风吹过，就把一堆垃圾吹成一架波音737一样不可思议。”
新功能 ≠ 需要新基因
可是，事实上，我们人类和古代的祖先之间的差别，何止是30%。而且，除了人类以外，世界上还有上百万种不同的物种。这么一个宏大的产生几百万种物种的创新历程，究竟是如何产生的？
如果仅仅靠着随机突变，由此产生新的基因排列序列的效率是很低的。
根据进化论的要求，当我们遇到一个变化的环境，就需要一个新的功能来适应。那么，这么慢的基因突变速度，是如何跟得上这么快的进化速度的呢？
这个问题的隐含假设是，为了产生新的功能去适应环境的变化，我们就需要一个新的基因。实际并非如此。新的功能不一定需要一个全新的基因。
案例
有一种鱼叫做冰鱼，因为没有血红蛋白，所以血液接近无色。为何如此呢？因为在南极，水温非常低，甚至已经接近冰点。这意味着如果还用传统的血红蛋白来帮助携带氧气，血液肯定就会凝固，鱼也就完蛋了。
所以，这种鱼就果断废弃了血红蛋白，而是用血液本身来携带氧气。科学家发现，在这个鱼的血液里产生了一种抗冻蛋白，可以帮助冰鱼来实现这个目的。
科学家把抗冻蛋白拿出来研究了一下才发现，这个蛋白长得和鱼身体里常见的消化酶几乎一模一样。也就是说，消化酶本身也是有抗冻功能的，但是一般来说，没有生物会把消化酶直接放进自己的血液里。
通过基因序列的分析，科学家发现，在4200万年到2200万年前的地质变化中，因为地球板块的运动，冰鱼这个物种就被转移到了寒冷的南极地区。于是，传统的血液携氧方式就不能工作了，含有血红细胞鱼就都被淘汰了。
而与此同时，有些鱼里消化酶蛋白的基因，经过4%到7%的序列变化，从而失去了消化酶原版的功能，而强化了它防止血液结冰的抗冻功能，出现在血液里，让冰鱼能够在寒冷的南极海域里生存。
所以，生物不用为了新功能设计出一个全新的基因来。重新设计一个新的基因非常困难，也没有必要。
而经过更多的研究之后，生物学家发现这个方法的背后其实充满了奥妙。在生物设计自己的基因序列的时候，就特意留下能够进行这样功能转换的冗余性。
其实，在生物的基因组里，既可以让一段基因信息实现很多功能，也可以让一个功能对应着许多种可能的基因序列。在基因保存的信息和外在展现的功能之间，并不是一一对应的关系，而是有很多种映射关系的可能性。
而这种网状的映射关系，就让生物在面对环境变化的时候变得左右逢源，需要什么新功能，都可以从现有的基因的网络里稍微变化一点点，就可以实现。
维也纳大学的瓦格纳教授在《适者降临》这本书里惊叹到：
“进化需要生物同时拥有保守性和可变性。而基因型的网络在稳定的同时，已经包含了所有可变性的复杂度。这看似浪费的复杂性，其实却是基因为了应对各种不同的环境所留下的后手。”
他又说道：“科学技术和生物创新的一个共同点，都是擅长废物再利用。创造，在一定程度上说，其实就是对原有事物的组合优化。”
灵活的进化之网
在《物种起源》中，达尔文对生命的进化过程，用了一个形象的描述。他认为，所有的生物都像是在一个进化之树上，从最初的起源，经过一个分叉，两个物种就变得不一样了。然后到下一个分叉，又一个分叉，不断地分化，继续走下去。
但是从这样的图上，我们可以看出来，一旦经过了某个分叉口之后，这个物种的变化就不能再往回走了。而且各个分叉之间也没有办法重新汇合进来。这是达尔文对进化这件事情的理解。
在100多年的时间里，这确实是生物学家之间的一个信条，但是在经过一系列的观察和试验之后，生物学家的三观又遭遇了危机。
在这张照片里，两个椭圆形的东西是两个细菌。科学家惊奇地发现，细菌之间可以通过这个杆状的东西直接进行基因的交换。这样大规模的基因交流就被叫做水平基因转移。
而且这样的基因交流不只发生在低级生物之间。
案例1
尼安德特人是我们走出非洲的过程中遭遇的第一个人科的亚群。他们的身高很高，一般住在洞穴中。由于我们智人与尼安德特人很早就分家了，分属不同的亚种，就在十年以前，整个科学界都坚信智人和尼安德特人之间是肯定不可能有基因交流的。
但是最近德国的一个研究组在一个洞穴中提取了尼安德特人的基因组，经过现代分子生物学的测序，惊讶地发现，我们现代人群的基因组中大概有2.5%的基因是来自尼安德特人。接下来也发现，在澳大利亚和大洋洲新几内亚土著人群中有5%的丹尼索瓦人的基因。
这些分子生物学的证据，坚定地证明进化上已经分叉的智人和古人种之间是可以发生遗传交流的，也就是高等生物之间也可以发生大规模基因交流。在进化上，并不是一旦分叉就永久隔离。
案例2
通过人类基因组计划，还有一个非常惊奇的发现。我们人类基因组里面竟然有5%到8%的DNA是病毒，也就说我们人类和病毒是融为一体的。
现在科学的解释是，这是我们祖先与传染病毒之间古老斗争的残留。这些我们体内的病毒元件被称为内源性逆转录病毒，这些元件甚至可以极大地影响我们高等生物的功能，改变我们的进化历程。
内源性逆转录病毒的存在告诉我们，低级的生物质和高等的动物之间也可以发生遗传物质的交换。
其实我们哺乳动物在体内孕育后代，这种独特的进化结果的出现，还得感谢一种特殊的内源性逆转录病毒。它在胎盘的产生和保护胎儿方面起了关键性的作用，正是它使得胎儿免受病原感染和不被母体的免疫系统所伤害。如果没有内源性逆转录病毒，我们今天也许还是卵生。
不仅如此，一项最新的研究发现，我们人类大脑突触之间传递着一种Arc蛋白，控制这种蛋白的基因其实就是一个病毒，这种病毒甚至和艾滋病病毒是亲戚，都属于同一类型。
在五亿年前，这种病毒侵入了动物的基因组里，但是这个病毒并没有杀死我们的祖先，而是逐渐被我们的祖先所驯服、利用。在对小鼠的实验中，我们就发现，如果把这种基因的表达屏蔽掉的话，小鼠对于任何24小时之前的事情全都记不起来。也就是说，这种来自病毒的基因已经成为了神经系统里构建长期记忆的重要工具。
这些丰富多样的跨物种基因交流的例子提示我们，自然界各物种之间并非是一个具有清晰遗传递呈关系的生命之树，而是一个相互高度纠结的状态。
这样在生命之树的基础上，融合进跨物种基因交流事件之后，我们发现生命之树变成了生命之网，意味着进化有相当丰富的维度。
在这样的基因网络里，进化不单单是某个生物自身奋斗的历程。甚至，我们每个生物也不是一个我们通常理解的独立的物种，而是承载了众多起源的基因的一个嵌合体。通过借助基因网络的力量，进化可以实现更高维度的灵活的创新。
小结
真正从底层逻辑去理解进化论，还是要落脚到基因创新这个层面。
进化需要更高效的基因创新。除了一维的随机突变之外，通过更高维方法，如复制、重组、交流等等，生物拥有了更多更快的进化路径。（完）