如果世界重来一遍，人类还会出现吗？

在不到五毫秒的时间里，一只穴螈属（Hydromantes）的动物可以把舌头弹射出嘴巴，抓住一只正在飞行的倒霉虫子。这是两栖动物有尾目蝾螈亚目里的一种无肺螈，它的舌头包括肌肉、软骨和一部分骨骼。在两栖类当中，它是快速捕食项目的冠军。同样是用舌头抓虫子，受制于解剖结构，蛙类和变色龙的动作则相对要慢得多了。

“我花了大概 50 年的时间去研究蝾螈舌头的演化，”加州大学伯克利分校的演化生物学家大卫·韦克（David Wake）说，“这事儿太有趣了，蝾螈这种做什么事儿都不快的，居然能做出我印象中脊椎动物里最快速的动作。” 在它们的谱系中，演化让它们能够更好地用舌头完成捕猎。这种适应特征看上去独一无二，但它似乎也在其他三种无关的蝾螈身上独立演化出来了。这是一个“趋同演化”的例子，也就是说，面对相同的环境压力，不同的物种会各自发展出一些相似的生物适应特征。

“如果生命倒带重播，所有物种的演化剧情是否会重新上映一次？”当问到这个被问了几十年的老问题时，韦克会首先以蝾螈作为例子。在蝾螈身上，答案似乎是肯定的；但在其他生物体上，或许就不会了。

这个问题的闻名，与演化生物学家史蒂芬·杰伊·古尔德（Stephen Jay Gould）有关。1989年，他在《奇妙的生命：布尔吉斯页岩中的生命故事》一书中提出了这个问题（并用了“磁带”这个意象，毕竟年代不同了）。这本书讨论了无数陌生动物留下来的化石，这些寒武纪时期的动物生活在大约 5.2 亿年前的海洋里，并且以化石形式保存在布尔吉斯页岩（Burgess Shale）中。

几乎所有现在的动物，都能在寒武纪找到自己的祖先；但却不是所有生活在寒武纪时期的动物，都在今天仍然有后代。许多寒武纪的物种已经灭绝了，有的是因为不足以适应竞争，有的则是当火山爆发、小行星撞击或其他灭绝事件发生时，它们在错误的时间出现在了错误的地点。

布尔吉斯页岩的动物群，多样性高得难以置信。古尔德由此推论，如果历史以另一种方式展开，那么今天的生命将会不同。古尔德把这些随机的突变和偶发的灭绝称为“历史偶然性”，他认为，这些突变和灭绝相辅相成，驱使着生命的演化在不同的路径上行进。在他看来，包括人类在内的每一种动物，其存在都是一个极其罕见的事件；如果倒带回寒武纪时期再重来，这些都不可能再发生。

康威·莫里斯认为，随着时间的推移，在自然选择的作用下，生物体将演化出数量有限的适应特征，以应对地球上同样数量有限的生态位。这会让那些没有关联的生物体，都逐渐趋同演化成相似的体态。他说：“生物体必须根据物理、化学和生物世界的现实情况来配置自己。”在康威·莫里斯看来，因为有这些限制，演化如若倒带重来，最终重新产生的生物体也必然和现在的那些相似。他相信，如果人类的猿类祖先没有发展出大体积的脑部和智慧，那可能就会有其他的动物——例如海豚或乌鸦，来填补我们现在所占据的生态位。这种观点，古尔德并不同意。

其实，这两位学者都认同，趋同性和偶然性是同时存在于演化之中的。他们争论的是，像人类智慧这样关键的适应特征，是否可重复，或者是否独一无二。其他生物学家也参与了这个谜题的解答，并且揭示出趋同性和偶然性是如何相互作用的。理解这两种力量的相互作用，可以让我们知道，到底每一种生物都是几十亿年链条上机缘巧合得来的幸运产物，还是说，不管是蝾螈还是人类，我们这些生物的演化，都是如同死亡与税收一样逃不掉的存在。

为了解开这个谜题，理查德·兰斯基（Richard Lenski），来自美国密歇根州立大学（Michigan State University）的演化生物学家采取了和古生物学家不同的方式。他并不打算用化石来重建历史；他想看的是，在实验室里的受控环境下，趋同性和偶然性如何实时作用。

1988 年，他将来源于同一个大肠杆菌（Escherichia coli）的细菌种群，分进 12 个装有液体培养基的烧瓶里，由它们各自进行演化。在过去 30 年里，他或他的学生每几个月都会把一些细菌样本冻存下来。有了这份冷冻微生物的档案，兰斯基只要将样本解冻，就可以从任意一个想要的时间点，开始重播大肠杆菌的生命历史。这样，他可以检测出这些细菌是如何变化的，包括基因上的和显微镜下可见的改变。兰斯基说：“这一整个实验就是用来测试演化如何重复。”

在这其中的11个烧瓶里，大肠杆菌都变得更大了。但有一个烧瓶却不同，里面的细菌自己分出了不同的支系——一个支系的细胞比较大，另一个的比较小；它们现在已经共存了超过 60000 代。只有这一个种群出现了这种情况，这样看来，似乎是发生了一个历史偶然性事件。甚至在 30 年后，也仍然没有其他任何一个大肠杆菌的种群，发展出这样一大一小的两个支系。在这个例子里，偶然性似乎打败了趋同性。