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作者：Yenchin

複雜性

光是知道一個東西長什麼樣無法告訴我們它到底看起來被設計；為此，我們必需知道何謂「設計」。雖然它較少被定義，設計最重要的觀點，使其與創造論相關顯然是複雜性，如Richard Lumsden說：
「高度複雜的系統、功能上與多組成系統相合的系統、、與至少自然發生上低可能性的系統．．．這些都是刻意設計系統之特徵。」[Lumsden, 1995]

然而演化論也允許複雜、功能相合、低可能性的系統藉由漸變及天擇產生。例如，達爾文在他的理論下解釋少數光感應細胞可能逐漸演化為人類眼睛。[Darwin, 1872, chpt. 6] 如果複雜性要成為演化論的問題，它必需顯示某種特性，使其排除逐漸的發展。麥克‧比希（Michael Behe）提出這樣一個特性，使用了一種他稱為「不可回復之複雜性」（irreducible complexity），被他定義為「單一系統，由數個提供基礎功能的相合良好、互動之部份所組成， 當移去任一部份時該系統會有效地停止作用。」 [Behe, 1996, p. 39] 雖然比希對於放屁甲蟲是否為不可回復之複雜保留開放空間，基希則將該概念簡節地引述並引以為參照地說，「你要怎麼用一步步地演化天擇解釋？不可能做到！」 [引述自Weber, 1981]

基希錯了；放屁甲蟲系統一步步地演化並不難想像。底下的情景便顯示出一個可行的自原始節肢動物一步步演化而來的放屁甲蟲機制。

1. 苯醌（Quinone) 由內皮細胞產生以染黑角質層。這普遍存在於節肢動物。[Dettner, 1987]

2. 一些苯醌不會完全被用掉，但留在內皮中，使得該節肢動物難吃。(苯醌在多動現代節肢動物中被用為保護性之分泌物，包括自甲蟲到馬陸。)[Eisner, 1970])

3. 小的內折在角質片之間的內皮中形成。藉由擺動作用，該昆蟲需要時可以擠出更多苯醌到其表面。

4. 內折加深，肌肉稍微移動，使得它們能協助苯醌的排出。(許多螞蟻於其腹部末端附近具有類似這樣的腺體 [Holldobler & Wilson, 1990, pp. 233-237])

5. 一些內折(現成為貯室)變得非常深以致於其他的無法相比，那些便逐漸回復到原本的內皮中。

6. 在各種昆蟲中，苯醌之外不同的防禦化學物出現 (參閱 Eisner, 1970) 這幫助那些昆蟲抵禦已演化到對苯醌有抗性之掠食者。其中一個新的防禦化學物質便是苯二酚 (hydroquinone)

7. 能分泌苯二酚的細胞在貯室上面許多層中發展，以令更多苯二酚產生。細胞之間的通道使得各層之苯二酚能夠到達貯室。

8. 通道變成一個管道，特化以傳送化學物。分泌細胞自貯室表面移走，變成獨立的器官。

本階段－－分泌腺體由管道連至貯室－－存在於許多甲蟲。放屁甲蟲具有之腺體與貯室之特殊排列在其他亞目甲蟲之中是普遍的。[Forsyth, 1970]

9. 發展出肌肉能關閉貯室，預防化學物在不需要時漏出。

10. 過氧化氫，一種細胞代謝常見之副產品，與二苯酚混合。兩者緩慢反應，於是一個由苯醌與苯二酚組成的混合液被用以防禦。

11. 分泌少量過氧化氫酶與過氧化酶的細胞出現在貯室的對外通道，在門閥的外面。這些確保更多苯醌出現於防禦性分泌之中。過氧化氫酶存在於幾乎所有細胞中，而過氧化酶亦常見於動、植物及細菌中，所以這些化合物不需要從零發展，僅需集中一處。

12. 更多過氧化氫酶與過氧化酶被製造，其反應產生之氧氣使得排出時溫度更高速度更快。Metrius contractus甲蟲 (Yenchin 註：一種原始的放屁甲蟲) 便提供一個例子，其反應室為泡棉狀排出，而非噴射狀。該泡棉之泡泡產生一細霧。[Eisner et al., 2000]

13. 排出管道之內壁更加堅固，使得它們能夠更加承受反應產生之熱力與壓力。

14. 更多過氧化氫酶與過氧化酶被製造，反應室內壁硬化並成形成，漸漸地它們便成為現代放屁甲蟲之機制。

15. 甲蟲腹部末端延長並變得較有彈性，以令甲蟲能瞄準其不同方向目標

每一步都是微小且很容易能分解成更小的步驟。放屁甲蟲的機制可以僅由累積之微演化形成。更進一步地說，每一步都是有利地，所以可以被篩出。不需要任何不可行的事件。如前所述，數個中間步驟都是可行的，因為現存群落即有之。

上述情景是假設；放屁甲蟲的實際演化可能並非如此。每一步是依序列出以示清楚，但它們不需要完全依序發生。比方說，第9步中關閉貯室的肌肉可以在 6-10 的任一步發生。要確定這發展的實際順序可能需要更大量的基因學研究、比較解剖、及甲蟲之古生物學。然而該情景確實顯示複雜結構的演化並非不可能。不同情景之存在只會加強此一結論。

就此情景之其他地方必需被強調：

組合性系統之各部份不需要是特地為該系統產生，而就一個目的之特徵可以用於其他目的上。原本用於染墨角質之苯醌後來被用於防禦。控制門閥的肌肉簡單說可以用自已存在於甲蟲腹部的肌肉。

複雜性可以增加但也可減少，在提出的情景中，大多數苯醌出現的內折之後消失。在其他案例中，一個結構可與一複雜之輔助結構發生，其於之後減少或消失。

兩個或更多部份可以同時一次演化一些。反應室內壁之強度及催化劑的份量可以同時增加。任一個出現之前另一個不需要以其最後形式存在。

任一點使得複雜性，包括不可回復之複雜性，逐漸地演化。許多人很難想像複雜性要如何逐漸演化而來。然而，自然界中其他形式的複雜性隨時都在發生；雲、山洞、及霜晶都是例子。更重要的，自然界不受任何人想像力的缺乏所限。

參考閱讀：
Lumsden, Richard, 1995, quoted by Alters, Brian J., 1995, A content analysis of the Institute for Creation Research’s Institute on Scientific Creationism. Creation/Evolution 15(2): 1-15.

Darwin, Charles, 1872, 1994. The Origin of Species, Senate, London.

Behe, Michael J., 1996. Darwin’s Black Box, Free Press, NY

Weber, Christopher Gregory, 1981. The bombardier beetle myth exploded. Creation/Evolution 2(1): 1-5.
連結

Dettner, Konrad, 1987. Chemosystematics and evolution of beetle chemical defenses. Annual Review of Entomology 32: 17-48.

Eisner, Thomas, 1970. Chemical defense against predation in arthropods. In Sondheimer, E. & J. B. Simeone, Chemical Ecology, Academic Press, NY, pp. 157-217.

Holldobler, Bert & Edward O. Wilson, 1990. The Ants, Bleknap Press, MA.

Forsyth, D.J., 1970. The structure of the defence glands of the Cicindelidae, Amphizoidae, and Hygrobiidae (Insecta: Coleoptera). J. Zool. Lond., 160: 51-69.

Eisner, Thomas, D.J. Aneshansley, M. Eisner, A.B. Attygalle, D.W. Alsop, J. Meinwald, 2000. Spray mechanism of the most primitive bombardier beetle (Metrius contractus). Journal of Experimental Biology 203: 1265-1275.
摘要： http://jeb.biologists.org/cgi/content/abstract/203/8/1265
全文 (PDF): http://jeb.biologists.org/cgi/reprint/203/8/1265.pdf