物競天擇

物競天擇（粵拼：mat6 gi͏ng3 tin1 zaak6；英文：natural selection），又叫自然選擇，簡化講係生物遺傳上分化出唔同特徵，有啲好有啲壞（好係靠「能唔能夠幫種生物生存同繁殖」嚟衡量），有壞特徵嘅比較難生存同繁衍後代，所以畀環境淘汰，得返有好特徵嘅適應到環境而可以留低，將好特徵一代傳一代。

同木嘅色水比較近嘅飛蛾無咁易畀獵食者發現，容易生存同繁衍後代。

概論

物競天擇嘅概念係由查理斯·達爾文（Charles Darwin）喺佢本名著《物種起源》（On the Origin of Species）嗰度提出嘅。「通過物競天擇進行嘅進化」係指某啲等位基因因為有利於生存同繁殖而變得更加常見嘅過程。例如身上帶有「抗藥性勁嘅基因」嘅細菌個體比較能夠生存落去同埋繁殖，所以喺下一代入面「抗藥性勁嘅基因」呢個等位基因就變得更加常見。呢個機制成日俾人話佢係不證自明（self-evident）嘅，因為個機制係三個簡單事實嘅必然結果：

• 表現型差異：就算係喺一個族群嘅生物入面，個體彼此之間喺形態、生理、行為等各方面（表現型）有所差異；
• 適應能力差異：唔同嘅表現型特徵對於生存同繁殖嘅影響都唔同，例如「皮下脂肪厚」對於喺凍嘅地方生存有利，而「不育」對繁殖不利；
• 適應能力嘅遺傳性：呢啲影響適應能力嘅表現型特徵受基因影響，有啲甚至完全由基因話事嘅，所以有得一代傳一代。

喺野外，好多時「生咗出嚟嘅下一代」數量大過「有得生存落去嘅下一代」，而呢啲原因令到同一個物種之間嘅個體會爭生存所需嘅資源（例如係爭嘢食）同埋繁殖嘅機會（例如係爭伴侶）。喺呢啲競爭嗰度，某啲個體因為先天優勢所以比較大機會爭贏，好似係天生大隻啲聰明啲所以比較擅長搵嘢食，或者天生個樣靚啲所以比較容易搵到伴侶，於是乎呢啲有先天優勢嘅個體同冇咁有優勢嘅比起上嚟，會比較有能力生存同繁殖－將自己身上嘅基因傳去下一代嗰度。

進化適應性

物競天擇帶出咗進化適應性（evolutionary fitness）呢個概念。一隻生物嘅進化適應性係指佢生存同繁殖嘅能力，而呢個能力決定佢有幾大機會將自己身上嘅基因傳去下一代。某隻生物嘅進化適應性係以「比例上有幾多後代帶有嚟自嗰隻生物嘅基因」嚟量度嘅，所以進化適應性唔係齋睇佢可以生到幾多個後代嘅－就算佢生到嘅仔女嘅數量係同類個體嘅十倍，如果嗰啲仔女因為太虛弱或者佢唔識照顧等嘅原因而生存唔到，呢隻生物嘅進化適應性都唔會好高。

一個特徵（或者等位基因）嘅進化適應性唔係定死咗唔變嘅。如果個族群住嘅環境變咗，本嚟係中性或者有害嘅特徵可能會變成有利嘅特徵，反之亦然。

例如係好出名嘅樺尺蠖（學名：Biston betularia）噉：樺尺蠖係一種飛蛾，本來係白色帶黑斑點嘅，不過喺 18 世紀工業革命嘅英格蘭，工廠排出大量黑色嘅廢氣，引致樺尺蠖族群嘅色水有所改變－生態學家發現喺工業革命嗰兩個世紀期間，英格蘭樺尺蠖嘅色水變到黑鼆鼆噉色。根據生物學家嘅研究，呢個現象嘅原因如下－樺尺蠖嘅身體色水係由等位基因話事嘅，隻隻樺尺蠖身上都有決定佢身體色水嘅基因，而「白色帶斑點嘅基因」同埋「黑色嘅基因」係呢個基因嘅等位基因，喺英格蘭樺尺蠖由白色帶斑點變成近乎全黑嘅色水嘅過程當中，「黑色嘅基因」喺呢個族群嘅基因庫入面出現嘅頻率提升咗（黑色身體喺污染得勁嘅環境嗰度起到保護色作用），而「白色帶斑點嘅基因」嘅出現頻率就相應跌咗－喺定義上就係一個進化嘅例子。

上：未經工業革命嘅樺尺蠖樣本；
下：工業革命後嘅樺尺蠖樣本。

好似係樺尺蠖噉：喺一個乾淨嘅自然環境嗰度，生到成身黑色會令到隻蠖變得更加樣眼，更加容易俾啲獵食者睇到同捉嚟食，但喺工業革命嗰陣，啲工廠噴咗好多污染物出嚟，搞到佢哋住嘅地方好多都變咗黑鼆鼆噉嘅色，喺呢個環境當中，「成身黑色」反而變咗做個有利嘅特徵，令到隻蠖變得冇咁樣眼。地球一路都有好多地殼活動、氣候同埋洋流等嘅嘢令地球嘅環境不斷噉變化，而呢啲變化令到地球上嘅生物要係噉進化嚟適應新環境，亦都令地球嘅生物多樣性（biodiversity）變得更加高。

運算模擬

物競天擇可以大致上噉用以下嘅 JavaScript 碼嚟模擬：

var p; // 基因 P 喺個族群當中嘅出現率
var N = 2000;
var generations = 200;
var data = [];
var simulations = 10;

// 定義咗柞子程序先。
function next_generation(simulation_data) { // 呢個子程序負責由一代嘅數據計下一代嘅樣
    var draws = 2 * N;
    var A1 = 0;
    var A2 = 0;
    for (var i = 0; i < draws; i = i + 1) {
        // p 乘嘅數值代表基因 P 有幾有利生存繁殖，嗰個數值愈高愈表示基因 P 有利生存繁殖。
        if (Math.random() <= p * 1.01) { // 喺呢個個案入面，0.5 * 1.01 大過 0.5，所以 A1 嘅數值比較有可能上升。
            A1 = A1 + 1;
        }
        else {
            A2 = A2 + 1;
        }
    }
    p = A1/draws; // 將 p 設做一代後，基因 P 喺個族群當中嘅出現頻率。如果 p 上面乘嗰個數大過 1，噉 p 嘅數值傾向會升。
    simulation_data.push(p);
}

function simulation(simulation_counter) { // 呢個子程序負責做模擬。
    p = 0.5; // 設 p 做 0.5，即係個族群入面一半個體有基因 P。 
    for (var i = 0; i < generations; i = i + 1) { // 行 200 代（設咗 generations = 200）。
        next_generation(data[simulation_counter]); // 行 next_generation 呢個子程序，行 200 次。
    }
}

// 個主程序喺呢度。
for (var i = 0; i < simulations; i = i + 1) { // 做 10 次模擬（設咗 simulations = 10），
    data.push([]); // 每次都將計出嘅數據放入 data[] 呢個 array 嗰度。
    simulation(i); // 行 simulation 呢個子程序。
}
draw_line_chart(data,"Generation","p",["Population Size:",N,"Generations:",generations]);
// 最後畫條線，以 X 軸表示代，Y 軸表示 p；如果「p * 1.01」當中 p 乘嗰個數大過 1，通常條線會係一條有好多起起跌跌、但總體偏升嘅線。

想像 Y 軸表示「某個有利等位基因嘅出現頻率」，X 軸代表「第幾代」。

睇埋

• 自私基因論
• 進化博弈論
• 可進化度
• 抗藥性