一个复杂的有机体比一个简单的有机体更好，因此自然选择青睐复杂性——至少过去是这样认为的。这种假设是真的吗？
大家都知道，生物在进化过程中会变得更好。它们变得更先进、更现代、更少原始。而且，根据丹·麦克谢（Dan McShea）的说法（他写了一篇题为《复杂性与进化：人人都知道的事》的文章），大家都知道，生物在进化过程中会变得更加复杂。从原始汤中的第一个细胞凝聚成形，到智人的宏伟精巧，生命的进化——正如大家所知——一直是在朝着更大复杂性的一条漫长道路上前进。麦克谢说，唯一的问题是，大家所知道的，却没有任何证据能够证明它是真的。
当然，在某种程度上，这必然是真的：我们确实比第一个细胞复杂，而且我们并不孤单。麦克谢说，任何人都可以看到，地球上的第一个生物比现代爬行动物、甲虫或任何生物都要简单。但这只能证明很有限的东西：第一个生物几乎肯定是迄今为止最简单的生物——这意味着在复杂性方面，生命最初只能向上发展。有趣的问题是后来发生了什么。自然选择是否驱使生物不断向前、稳步向上，朝着越来越大的复杂性发展，因为更复杂的生物提高了它们的生存机会？研究人员一直认为答案是肯定的。
但最近，麦克谢和其他一些研究人员一直在试图用真实数据来检验这个坚不可摧的假设。而数据讲述了一个不同的故事：进化并不一定将生命推向更大的复杂性。随着生物的进化，它们脱掉复杂性的可能性与获得复杂性的可能性一样大——至少以生物学家能够测量的方式来看是这样。
测量复杂性并非易事，因为定义它本身就很困难，尤其是在考虑整个有机体的情况下。寻找一种量化的方法来比较截然不同的有机体的复杂性则更加困难。（鲸鱼比桃树或螳螂更复杂吗？）麦克谢说，我不知道如何衡量整个有机体的复杂性——我甚至不知道那意味着什么。其他人也不知道。为了使问题变得易于处理，麦克谢决定只比较同类有机体，并且不关注整个有机体，而是关注某个特定部分。
他选择了脊椎动物，特别是脊柱，因为它们方便测量。（例如，自然历史博物馆里有很多脊柱，等着被测量。）他的前提很简单：一个由大约 20 块椎骨组成的脊柱，如果所有椎骨都相同，那就是一个简单的脊柱。然而，如果所有单个椎骨都不同，那么这个脊柱就更复杂。因此，为了确定脊柱的复杂性，麦克谢测量了沿六个不同维度——长度、最厚点的厚度等等——椎骨之间的差异程度。
然后，他开始比较祖先动物的脊柱与其后代的脊柱——它们之间相隔了约 3000 万年的进化——在五个类群中：松鼠、反刍动物（如牛）、骆驼、鲸鱼和穿山甲（一种有角鳞片的食蚁兽状哺乳动物）。麦克谢推测，如果进化推动生物朝着更大的复杂性发展，那么这种比较应该能清楚地揭示这种趋势。他确实得到了一个清晰的结果，但不是一种趋势：事实上，他发现复杂性方面完全没有趋势。
麦克谢说，在大多数比较中，复杂性在任何方向上都没有显著变化。而且，少数似乎从祖先到后代复杂性增加的案例，被其他配对中复杂性的减少所抵消。麦克谢说，底线是，这表明复杂性没有增加的倾向。增加和减少发生的频率大致相同。
碰巧的是，另外两位研究人员在研究完全不同的生物时，最近也得出了类似的结论。古生物学家、宾夕法尼亚大学的乔治·博亚吉安（George Boyajian）和西切斯特大学的地质学家蒂姆·卢茨（Tim Lutz）研究了菊石，这是一种自由游动的螺旋壳软体动物，存在了 3.3 亿年，直到约 6500 万年前与恐龙一同灭绝。与现存的近亲鹦鹉螺一样，菊石通过在壳的开口端一个接一个地添加隔室来生长，螺旋形地向外延伸，就像法国号一样。隔室之间由称为隔壁的碳酸钙壁隔开。
菊石的隔壁一直被用作说明复杂性如何随着进化而增加的教科书范例。隔壁很少是笔直地穿过壳的内部。相反，它们像精致的蕨类植物一样分支和蜿蜒，其路径似乎随着进化的过程变得越来越复杂。如今，在菊石化石中可以看到隔壁的轮廓，它们以一种缝合到壳内侧的痕迹形式被保存下来。
为了测量这些缝合线的复杂性，博亚吉安和卢茨利用了一个现成的技术：分形数学。一条线的**分形维度**衡量它在多大程度上是锯齿状或卷曲的——因此在某种意义上是复杂的——而不是笔直的。博亚吉安和卢茨测定了 615 个菊石缝合线的**分形维度**，每个来自 615 个不同的菊石属。他们的测量表明，最复杂的缝合线确实存在于后来的菊石中，正如教科书所声称的那样。
但是，当这两位研究人员效仿麦克谢的例子，研究祖先-后代配对时，结果发生了变化。博亚吉安说，在这些配对中，祖先比后代更复杂或更不复杂的可能性是均等的。换句话说，我们没有看到复杂性变化的任何方向性。
那么，为什么最复杂的菊石缝合线也是较晚期的呢？博亚吉安说，这两种结果并不矛盾。即使菊石缝合线的进化是随机的，正如祖先-后代比较所表明的那样——这意味着在任何特定时间，菊石变得更简单或更复杂的可能性都是均等的——但所有菊石中存在的最大复杂性会随着时间的推移而增加。有些已经很复杂的菊石，纯粹是偶然地变得更复杂，而另一些则变得更简单。但真正的问题不是复杂性是否会通过纯粹的偶然在进化中增加；而是自然选择是否在驱使生物朝着更大的复杂性发展。换句话说，问题是一个复杂的动物是否是一个更成功的动物。
博亚吉安和卢茨直接检验了这个问题。博亚吉安说，如果现有的假设是正确的，那么某个物种的寿命与其复杂性之间应该存在相关性。在菊石中，更复杂的隔壁可能会通过加强壳来提高动物的生存几率（就像瓦楞纸板的加强作用一样）。如果是这样，那么在其他条件相同的情况下，一个更复杂的菊石应该比一个简单的菊石在化石记录中生存得更久。
然而，当博亚吉安和卢茨检查他们 615 个菊石的存活时间时，他们发现复杂性并没有带来任何益处。博亚吉安说，无论复杂还是简单，很少有菊石属的寿命超过 1500 万年。而那些寿命较长的，不一定是复杂性最高的。所以复杂性并没有帮助它们，但也没有伤害它们。菊石缝合线的复杂性似乎是随机变异的结果，而不是自然选择的结果。
有人可能会反驳说，菊石缝合线或脊柱的复杂性并不一定反映整个有机体的复杂性，或者与生存最相关的复杂性类型。当然，比如人脑的巨大但难以测量的复杂性，是由于它提供了一些简单的器官无法提供的生存优势才进化出来的，对吗？
麦克谢说，我怀疑人们倾向于假设更复杂就更好。更复杂也可能更糟：更多的部件意味着更多的故障可能性；有机体可能更难组装，更难维持。你需要检验这些东西。
