书城科普读物生命的黑匣子
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第17章 生物的进化:悠悠岁月久(1)

当原始生命出现以后,物质形态的变化就从化学进化过程进入了生物的进化过程。

原始生命的形态简单,为数也不多。但生命物质与非生命物质的本质区别之一,就是生命能够通过生物体的繁殖而延续。生命通过它的耐久性、适应性,它的生长及修复的能力和它的繁殖能力而一代一代地延续着,这是生命的基本和普遍的特征。

生命在延续过程中并不是永远一成不变的。相反,生命总是在不断适应周围环境的过程中不断完善自己,从而使生物体的结构和功能都变得越来越复杂,这个过程就是生物的进化过程。当生物进化到一定程度,人类就出现了。

一、进化:生命的法则

1.形形色色的进化说

一提起进化论,也许,谁都会马上联想到:呵,那是达尔文的进化论吧。除此之外,许多人就几乎不知道别的进化论了。而他们所了解的,也不过限于物竞天择、适者生存而已。现在占主流地位的进化综合理论。是从达尔文进化论发展来的,它同达尔文的学说一样,认为自然的选择是进化的主要因素。但不同的是,较之进化论,它是一种以数学为主体地位的群体遗传学。许多人可能不知道,这种学说遭到非遗传学家的不断批判。

从达尔文提出自然选择论至今,历史已过了120多年。但对这种观点的批判却从未停止。

拉马克最早的进化论著作《动物哲学》,成书于1809年,距今已有170多年。从那时起,关于进化论的争论,是此非彼,久未停息。那么,进化论真的是一种其难如此的学说吗事实上,迄今为止所提出的进化论,简单归纳如下:

1.不承认进化的事实……创造说2.承认进化的事实A.从生物个突然变异中探求变异的起源(认为自然选择是进化的主要因素)。

认为生物的进化是渐进的(新达尔文主义渐进说)……综合说;认为生物断续地、骤然地进化,然后直至绝灭不再变化……断续平衡说;从发生于生物个体的有利或不利的中性遗传因子的漂变中,探寻变异的起源……中立说。

B.从种群(正常变异)中,探求变异的起源(不考虑自然选择)。

认为环境及习性的变化促使生物本身的进化……新拉马克主义或者用进废退说;认为生物定向进化的主要原因是内在的……定向进化论;认为生物具有主体性,应该变化而变化……今西说;认为处在一定环境及均衡关系中的生物,必须有与这种环境相适应的形态及习性,并向上发展……生命环境均衡说。

承认进化的一方,可以划分为两大派:一派从发生于生物个体的畸形的突然变异来探寻变异的起源。另一派从发生于种群的正常变异来探寻变异的起源。前者认为由于变异发生于个体,作为保留这一变异,并变换过去种的手段为,自然选择是绝对必要的。后者认为,由于变异发生于种群,就不需要自然选择。

前者的变异完全发生于偶然,后者其发生与生物的生活密切相关,是必然的变异。读者是赞成A--认为异常变异是基于自然选择的残留而进化的呢,或者赞同B--认为正常变异是作为种群全体而进化的呢下面,就按照前面所提出的顺序,从拉马克的进化论入手,考察孰是孰非。

2.拉马克:生物是前行发展的

最早提出生物进化学说的人是法国大革命时代杰出的自然科学家拉马克。“生物学”一词就是他最先使用的。拉马克也是从前人那里学习和继承了生物品种并非一成不变,而是从简单逐渐变得复杂的进化观点,才提出了“用进废退”的进化原则。就是说,用得多的器官就越来越发达和进步;老不用的器官就萎缩和退化。“用进废退”使生物品种由少到多,生物才得以进化。比如拉马克认为长颈鹿就是因为靠吃树叶为生,代代相传,脖子变得越来越长。

拉马克在他65岁时,写下了世界上第一部进化论著作《动物哲学》。奇妙的是,达尔文就出生在这一年。随后,拉马克又于1815年出版了《无脊椎动物志》第一卷。在这两部书里,作者论述了他的进化论。

看一下动物分类就会明白,从单细胞生物到人,生物是按着由简单到复杂、由低级到高级的顺序排列着。这也在暗示着生物的前行发展。由此,拉马克认为,动物具备前行发展的潜力,这是其进化的主要原因。加上环境及习性这些次要因素的影响,生物就向着多种多样的方向进化了。有关环境和习性这些次要因素的作用,集中地表现在“用进废退”说上,即认为经常使用的器官发达,不经常使用的则会退化。其导致的结果,如果雌雄动物具有某种共通的特性,也会遗传给它们的后代,称作获得性状遗传。进化论分为两大派别,这也是其中一个重要的分歧。如前面所列,A对之持否定态度,B则肯定之。

拉马克进化论的特点,就在于前行发达与获得性状上。看一下从单细胞生物到人的进化,就会发现它与前行进化说完全吻合。现在,确实存在着人,因此,我们只要承认进化,就丝毫不必怀疑生物由简单到复杂、由低等的单细胞到高等的人类的进化过程。

拉马克认为,这是铁的事实,任何人也无可辩驳。但他本人对这一点的说明,却很显笨拙。

他认为生物能自生器官,具备由低等向高等进化的能力,这就导致了最令学者们厌嫌的“目的论”.关于此点,达尔文在给胡克的信中写道:“拉马克鼓吹什么前行发展的趋势啦,什么动物基于缓慢变化意向的适应啦,实在很愚蠢,我不想陷入其中。”

但虽说如此,达尔文在他的自然选择说里,也无法解释清楚由单细胞生物前行发展到人类的现象。时至今日,关于这一明明白白的事实,仍没一个学者能从理论上做出解释,使人们皆能接受。这个进化论中最大之谜,也就未得解决而遗留了下来。

拉马克的前行发达说,遭到达尔文及后来学者的嘲笑。而且,他的获得性状遗传,现在也为遗传学者彻底否定。一时间,人们甚至把拉马克的进化论视为非科学的。我认为,如果对拉马克的进化论进行非难。那么遗传学者就成为自李森科争论以来最执拗的学者。只要是获得性状遗传的问题,现代学者则没有资格就生物进化的原因问题进行批判。现在处于主流位置的综合说也不例外。

虽然说是获得性状遗传,从短时期来看,当然并不遗传。不过,用长远的目光看,可以认为正如拉马克所主张的遗传说是正确的。如果不承认这一点,那就像今西锦司博士所说。无法对进化进行解释。这一点我在前文已有详述。

有一点需要说明,目前在通常情况下的实验,可以不考虑获得性状的遗传。但如果改变生物生存环境,进行长达几代之久的实验(如癌细胞、昆虫药剂耐久性的检验等),则必须考虑遗传的因素。在地球科学中,其大陆漂移说与进化论一样存在同样的问题。从短时期来看,古人所谓“稳如泰山”之说是正确的。但用长远目光看,则魏格纳所言“大陆在移动着”说就是正确的。区别在于人们是用静止或是动态的目光观察现象。但两种说法都不能说是错误的。

拉马克认为,从单细胞进化到人,历经数亿年,随着前行发达、习性的变化,生物的性状也在改变。应该说,他的这种观点是正确的。达尔文与拉马克同样承认获得性状的遗传,达尔文的这种看法也应视为是正确的。

这样看来,没有多少理由能够指责拉马克的观点是非科学的。拉马克早在170多年前就提出这种观点。实在是位值得赞赏的伟大而罕见的学者。

正如下述,与一生十分幸运的达尔文相比,拉马克的人生旅途充满了坎坷。他在50岁时,从以前的植物学的研究,转而钻研无脊椎动物。经过15年的艰苦奋斗,在65岁那年写成前面提到的《动物哲学》。之后,又发表了《无脊椎动物志》7卷。据说,他在晚年双目失明,该书的最后部分,由他口授,女儿罗莎莉书写而成。1829年,即85岁时,拉马克在贫困中,结束了他悲惨的一生。

拉马克当年工作过的自然历史博物馆,位于巴黎植物园,走植物园进正门,立即映入眼帘的是拉马克的铜像,后面雕刻的是拉马克父女的雕像。拉马克的小女儿克尔泰里常安慰生遭不遇的父亲,说:“爸爸,后世的人们会颂扬您的:这将是对您工作的回报。”这一段话,也刻在铜像上。受到不公正评价的拉马克何时才能被人们认识到其真正价值他女儿的话何时才会变为现实如果现在的遗传学者不改变他们的态度,继续彻底否认获得性状遗传,拉马克就不会得到重新评价。否定还是肯定,不过在于是短时期还是长时期来观察遗传现象。如果遗传学者早就注意到这一点,就会觉得双方意见都是正确的。

由于进化论是以超长岁月的变化为对象的,所以,这就像看电影胶片的快放镜头一样,只要否认获得性状不间断地对子代的遗传,就无法从理论上解释由单细胞到人的已成为固定事实的前行发达。关于这个问题,我已举例并进行过详细论证。

3.达尔文:自然选择

就在拉马克出版他的重要著作《动物学哲学》的那一年-1809年,查理·达尔文出生在英国士洛普郡的希鲁兹伯里小城中。他的父亲和祖父都是医生。祖父也算得上是位生物学家,曾写过《动物学》的书,也提出过和拉马克相似的观点,认为外界环境会引起动物的变化。小查理就在这样的环境下长大,从小养成爱观察自然的习惯,到处搜集各种标本。他的长辈想让他继承“医学世家”的传统,可他却对医学索然无味,让他改学神学,又同样浪费了时光。

1831年,他从剑人推荐,以博物学者身份,来到“贝格尔号”.这艘军舰是英国政府派出探测世界各地情况,为殖民事业服务的,主要任务是测定航路和调查资源。达尔文的工作是调查所到地方的植物、动物和地质、矿产情况。

达尔文虽然从小热爱科学,但他仍是一个虔诚的天主教徒。他带着《圣经》上军舰,相信物种都是上帝创造,万世不变的。然而,他所观察到的大量事实,却使他越来越怀疑“神创论”.例如,他在粘红土的沉积层里发现一种巨大的古代动物化石和今天仍然生活在那里的犰狳(qiúyú)很相似,但又比现代犰狳大得多。这说明现代动物与古代动物有密切联系却又不完全相同。在南美洲大陆上,他看到相邻地区分布着十分相近的物种,从北到南,可以排成一个系列,距离越远,物种区别越大,可见地理间隔和物种变化也有联系。

达尔文还注意到生物对环境的适应性。啄木鸟的爪上下各两趾,适于爬树;长而坚硬的嘴适于深入到树洞内捉虫。树木的种子许多带有钩或绒毛,这使种子易于传播。这些适应性又是怎样形成的特别有趣的一件事是,他在马尔多纳地区看到一种老鼠,由于长期生活在地下,所以差不多都是瞎子。但眼瞎似乎对它们没有什么不方便。达尔文想,这肯定不是上帝的创造。如果上帝不想让它们看见东西,为什么要创造眼睛如果上帝想让它们能看见,为什么创造的眼睛又是瞎的许许多多的问题使达尔文苦恼,也推动他深入研究下去。他决定从人对动物和植物的选种实践中去观察良种形成的过程。他同有经验的育种家交谈,印发各种调查表,阅读大量书刊资料,观察各种实验。他发现:“在创造有用的动物和植物上,人类成功的关键在于选择。”

他就是这样从动植物的选种实践中总结出了人工选择的原理。后来,他又把人工选择的原理推广到自然界中,提出了自然选择的原理。

什么是自然选择呢达尔文认为,每一种生物都是一群大同小异的个体。有的个大些,有的个小些;即使是同种器官形状也会略有不同;还有些个体的生活能力比其他个体强些。在同一种生物的不同个体身上,这些差别或许并不明显。但在激烈的生存斗争中,却会直接影响到每一个个体对外界环境的适应能力。只有那些更能适应环境的个体才有更多的机会保存下来和繁殖下去。经过许许多多代对这些有利变异的连续选择,有利的特征就会积累起来,变得越来越显著。最后,当某种有利的特征积累到一定程度,与原物种有了相当的差别,并且使原种不能再和渲纸薪慌涠乱淮氖焙颍桓鲂碌奈镏志偷恕*用达尔文自然选择的观点来解释,长颈鹿脖子长不是因为拼命想吃高处树叶而变长的,而是因为长颈鹿祖先中有的生来脖子长些,吃高处树叶的机会多,在生存斗争中处于有利地位,所以就容易生存下来得到繁殖。脖子短的,吃不着树叶,在生存斗争中处于不利地位,容易饿死。一代又一代,自然环境对长脖子这种有利特征进行选择的结果,终于形成了今天的长颈鹿。达尔文把这一规律概括为“适者生存”.

也正是由于自然选择的结果,使分布在不同地区的同一物种的后代,逐渐分化,变得能够适应不同的环境,从而形成许多变种。达尔文认为,现在看到的多种多样的动、植物,都是从远古为数不多的原始类型中经过自然选择,逐步演化而来的。

5年的环球旅行对达尔文至关重要,他自己说:“贝格尔舰上的旅行是我一生当中最重大的事件,并且决定了我的全部研究事业。”这5年的勘探、考察为达尔文后来的成功奠定了基础。

当他终于在1836年10月重返故土时,他所获得的丰富资料和经过认真分析所得出的结论,已使他成为坚定的进化论者。他已不再是一位年轻幼稚的大学生,而成为一位有着深邃的思想,即将掀起一场生物学大革命的伟大学者。

1859年11月,达尔文的划时代巨著《物种起源》一书出版。它的问世,揭示了生物进化的奥秘,驳倒了物种不变的陈腐观点,戳穿了上帝创造世界的无稽谎言,把人们从迷信和无知中解放出来。

该书出版以后,获得了赫胥黎以及英国著名地质学家赖尔的赞成。赖尔曾写了《地质学原理》一书,用丰富的材料说明了地壳的变化不是什么超自然的力量或巨大的突发事变造成的,而是由各种自然力,如风、雨、冰川、潮汐、洋流、日晒、地震等的作用,经过漫长的时间逐渐形成的。这就是地质学中著名的“渐变论”.从“地壳渐变”的理论,可以推导出物种可变的思想。达尔文在“贝格尔舰”上就曾认真阅读过赖尔的著作,并从中得到启发。但赖尔自己却没有认识到这一点。他在提出“地质渐变论”的同时却坚持物种不变的观点。不过赖尔是个认认真真的科学家,在看到了达尔文通过考察取得的大量事实以后,他彻底改变了以往的看法,站到了进化论的一边。他的观点转变以后,又从地质学的研究中去证明进化论的观点,从而成为一位维护真理的进步科学家。