本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
从最原始的形式来看，进化是随时间的变化。许多事物都在进化：化学反应、景观、行为，当然还有物种。然而，时间尺度很少被定义。自然而然地，人们认为时间越长，变化的程度就越大。但即使在相对较短的时期内——例如，人类婴儿成长为祖父母所需的时间长度——世界范围内也可能发生巨大变化。景观发生变化，物种的分布和连通性也发生变化。因此，生态学，即使是仅发生在一两代人之间的微小相互作用，也可能与物种的历史高度相关。
进化是一部和谐的乐章，它由作用于生态系统的环境力量以及塑造种群和物种的生物力量所平衡。就像古典大师的史诗般的协奏曲一样，进化由几个乐章组成。种群逐渐分离的优雅小奏鸣曲被新出现的障碍物导致物种快速适应的华彩乐段所点缀。一些物种是多样性交响乐团中的独奏家，但这个交响乐团不可避免地一起进化，从头到尾。
我想在生命协奏曲中讨论的第一个乐章是一个慢乐章。很像柔板，宏观进化使用优雅、简单的和弦进行广泛的概括，“带有紧张的旋律线和紧绷的和声”（NPR音乐）。“紧张的旋律线”是来自共同祖先的、通过修饰而形成的连续不断的谱系。在这里，变化的尺度发生在物种水平及以上，并涉及新性状的起源。例如，鸟类羽毛的出现或橡树叶片形状的差异。在这个乐章中我们错过了细节：新性状是如何产生的？答案深入到每个物种独特的生理学、遗传学和生态学中。
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宏观进化接近于“恰如其分”的故事，它激发了听众的兴趣并引发了情感。与伟大的协奏曲之一不同，我们只能听到柔板乐章的结尾。我们现在观察到的只是一个高潮，琴弦紧绷，和声在音乐厅中回荡，但乐章还远未结束。在我们看来，过去几百年的自然历史研究中我们所听到的一切都导致了这个终曲，但我们会自欺欺人，因为这场音乐会已经稳定演奏了数十亿年。在这一点上，我们从仅仅是听众转变为声音故事情节的参与者。
进化柔板缓慢而有意的节奏掩盖了每个音符的强度。在适应的琴弦上一次深思熟虑的拨动会在超越世代的后代中回响，在每一代人的觉醒中留下歌曲的修改草稿。然而，在这个柔板中，每一个重要的音符、每一个渐强和每一次主要的提升都隐藏在我们的耳朵之外。这就像我们在挖掘世界上最伟大的声音杰作，却只在化石记录中找到乐谱的片段。我们有足够的乐谱片段来了解歌曲应该如何进行，并了解交响乐团的主要特征，但我们不知道每次过渡是如何进行的。
与音乐创作相反，在进化科学中，这并不是什么大问题。我们知道理论的一般旋律，它仍然非常和谐，听起来很悦耳。这些片段完美地契合在一起，进化柔板的构成是有道理的，即使有时有点断奏。这种看似缓慢、刻意的宏观进化变化被新奇事物的巨大规模所超越，这些新奇事物涌现出来，以填补不断变化的景观中留下的新生态位。我们可以衡量分化，并且非常了解物种形成模式，非常了解每个单独的音符在整首歌曲中留下的独特印记。将所有音符加起来，我们得到一个看似合理的历史，但更重要的是，我们有一个具有超越解释力的可检验的假设。
这个乐章的力量来自一种具有欺骗性的简单性：眼睛凭空出现，鳞片变成羽毛，或刺出现。但这些新性状实际上是影响祖先种群的整套环境和反应的代表。隐藏在这个漫长的乐章中的是其他以更快板速度运行的乐章。这些乐章的总和相当于一部进化的杰作，它支撑着整个生物学交响曲。