书城科普读物站在巨人肩上-从达尔文谈生物进化
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第11章 自然选择学说(2)

寒武纪生物大爆炸正是这一评价的极好例证。大约在53亿年前,在短短的几万年内,几乎现在所有生物的门同时出现在地球上。从海洋里巨大的管状蠕虫,甲壳类到较为高级的脊索动物并存。如果进化像达尔文所说的由点滴的、渐进的方式进行,那么数百万年的时间无论如何也不足以完成这一历程。虽然寒武纪之前的多细胞生物化石也有发现,但按进化论的观点,它们与寒武纪生物并无承传关系。现代达尔文主义者也无法解释,称之为“迷中之迷”,事实上寒武纪生物大爆炸是进化论不可逾越的障碍。

3.人类的起源

《物种起源》发表的时候,达尔文曾说:“只有人类的进化,怎么都不可能用我的进化论来说明。”

人类进化如果单从进化论观点来看,似乎显得太快了。以人为例,进化论者认为,人类诞生的历程为:南方古猿—原人—旧人—新人—现代人类。在这一过程中,人脑容量增长极为迅速。而现代人类产生后,进化又仿佛突然不起作用了,五千年来人的脑容量基本没有变化。再看脑细胞数量,现代类人猿为10亿个,而现代人类约为140亿个。单从数字上看是增大了14倍,但智力水平却发生着跳跃性的变化,这些证据强烈地暗示:这个进化树是不正确的。这些物种也许根本没有任何亲缘关系,而进化论者只是按时间顺序把它们拼凑在一起而已。

另外,20世纪60年代以来,肯尼亚的峡谷和湖附近地区的考古也发现一些不利于进化论的佐证。1972年出土了一具类人动物的头骨化石,编号为KNM—ER—1470,简称1470号人。按其分类特征,它类似于现代人,属于人属,比南方古猿和直立猿人要进步得多,但它却处于290万年前。1470号人比进化论者所公认的人类始祖南方古猿早90万年,比直立猿人早200万年。这从根本上动摇了进化论的证据,成为古人类学中的一件悬案,至今没有一个进化论者能够归属1470号人在进化树中的位置。

从胚胎学方面来讲,它与比较解剖学类似,从生物发育过程中形态的变化,推论出高等动物的胚胎在发育中重现其进化历程。如人类胎儿在发育之初与猪和鼠的胎儿都具有鳃裂和尾,形态也很相似,其实,这只是表面现象。首先,人类胎儿的“鳃裂”事实上不是鳃裂,而是快速发育的皮肤的褶皱;其次,人类胎儿的尾状结构也绝不是尾,而是神经管。在蛙胎发育过程中的尾状结构亦是神经管。再次,形态这一表象是由基因决定的。较为普遍接受的基因调控理论认为,动物形态虽然丰富多彩,但在分子水平上的调控都是一致的,因此,动物胚胎发育之初形态相似,是由于基因调控水平相同而已。这是近年来发育生物学最为重大的发现之一。也就是说,从形态相似仍不能得出本质相似的结论。

不可回避的化学进化

化学进化是指生命产生前在分子水平上的进化。如果要完整的理解进化论,不仅要回答生命产生后的生物进化过程,而且还要解决生命物质是如何产生的问题。即怎样由简单、无机的小分子进化到复杂、有机的大分子,进而产生生命体。但这个问题被进化论者们故意地回避了。

一位教授曾对数种有关进化分子生物学的学术期刊近十年来所发表的上千篇文章进行研究,表明都没有涉及这些。化学进化是无法用进化论来解释的。流行的观点认为,原始地球拥有还原性大气,含有氮,氢,硫化氢等成分,不含或含少量的氧。大气放电经常发生,原始海洋中水温较高,并有频繁的地质活动,如地震,火山喷发等。基于这种观点,1951年米勒进行了著名的“原始汤”实验,他在一个烧瓶中模仿原始地球的环境,用气体放电模拟雷电。实验结束后,在产物中分离到了氨基酸,这个结果轰动了科学界。但更多的问题暴露后,乐观主义渐渐消失了。我们仅举两例,说明他们的困境。

一是化学选择性,所有生物大分子结构都表现为空间上的有序,蛋白质分子除了特定氨基酸的连接外,还能形成Alpha—螺旋、Beta—折叠等二级结构、结构域等三级结构、直至形成四级结构——亚基。双链DNA分子由两条单链组成,除单个核甘酸的连接与氢键作用外,还能形成双螺旋和超螺旋(A—DNA;B—DNA;Z—DNA等),所有这些结构都与该大分子的功能紧密相连。一旦这些结构遭到破坏,该大分子就会失活,所以生物体在合成生物大分子时表现出极高的精确性。

二是光学选择性,生物世界是一个不对称的世界,就好比我们的左右手在空间上无法完全重合,但左手和右手的镜像却能重合。这种现象在化学中被称之为“手性”,几乎所有的生物大分子都是手性的。比如,组成人体的糖类一般是右旋的,而构成蛋白质的氨基酸都是左旋的。而左旋的糖和右旋的氨基酸,几乎不能被人体利用。一般认为,在非手性的环境中不能产生手性化合物,而只能产生外消旋体,即等量的右旋和左旋体构成的混合物。现代不对称合成化学通常采用昂贵的手性催化剂,才能使反应按照人所期望的方向进行,得到单一的手性化合物。在米勒的实验里,所有得到的氨基酸都是外消旋体。众所周知,最简单的蛋白质是胰岛素—51肽,那么由自然界随机地从20种天然外消旋体中选择合成一个51肽,得到全部由左旋氨基酸构成,具有生物活性的胰岛素分子的几率有多大呢?简单的数学计算可以证明是1/40的51次方。而在实践中,其几率是零,根本就不可能发生。米勒的实验带给进化论者的并不是福音,而是更加剧了其深刻的危机。

进化论认为人类是在偶然中产生,进化无目的又无方向。进化论者已变成狭隘的信仰者,丧失了科学的探索精神,甚至拒绝对任何进化论体系外的现象进行观察和研究。他们认为科学是研究存在和获取知识的唯一途径,凡是现代科学无法证实的,无法研究的,都是不真实的,进化论就是绝对的真理。某大学的一位教授断言,根据进化论的结论,人只是复杂的生物机器,没有任何特殊的意义。道德,信仰都不存在,也没有任何自由意志,这完全回到了19世纪的机械唯物主义,是人类思想的重大倒退。

不改变思想,不创新就不会有发展。如今,人类已经步入一个新的世纪,人们要勇于打破固有的观念与框框迎接新科学的曙光。

达尔文进化论虽然有些缺陷,但总的来说是科学的。达尔文进化论主要包括共同祖先学说和自然选择学说:共同祖先学说揭示了生物进化的事实,指出物种是可变的,所有的生物都来自同一祖先,生物的进化是一个树枝状的不断分化的过程;自然选择学说提出了解释生物是如何进化的一个机制,认为自然选择是生物进化的主要方式,是对生物适应性的合理解释。这两个学进化树说表明,生物的进化是从共同祖先开始的,在自然选择作用下的多样化过程。生物的进化模式是没有预定方向的,呈树枝状不断分化,而不是像以前的进化论先驱理解的那样是从低级到高级的有预定方向的直线式进化。生物的进化是渐变式的,是在自然选择作用下累积微小的优势变异的逐渐改进的过程,而不是跃变式的。达尔文进化论为生物学提供了大理论,奠定了现代生物学的基础。但是达尔文进化论的影响绝不局限于生物学界,甚至也不局限于科学界,它具有深远的思想意义和社会影响。生物进化论的创立也表明,达尔文领导了人类历史上最为伟大、影响最为深远的一场理性革命。这场革命统一了生命与非生命两个世界,提供了一种全新的世界观、生命观、宇宙观和方法论,波及到几乎所有的科学和人文领域。

共同祖先学说解释了生物的起源和属性,自然选择学说解释了生物的适应性和多样性。神创论认为神不仅创造了生物,而且精心设计了生物。复杂的生物体构造和对环境的巧妙适应一直被当成神创论的主要证据,也使从前反对神创论的人感到困惑。把生物体的复杂结构简单地解释成是自然随机形成的,并不能让所有人信服,把它们解释成是有意识的智能设计的结果,似乎更为合理。因此,在达尔文之前,虽然休谟等人已抨击过这个所谓“来自设计的论证”,但是几乎没有起到的作用,因为他们不能解释如果不借助超自然的力量,又怎么可能出现适应性构造。即使那些不相信神创论的人,也往往认为在冥冥之中有一个神秘的目的指导着生物的进化。达尔文首先指出,自然选择可以令人信服地解释生物体的适应现象,既无需求助于智能的设计或神秘的目的,也不必归功于随机因素。自然选择并不是一个随机的过程,它实际上包含了两个过程:第一个过程是随机的,变异在群体之中随机地出现;第二个过程是不随机的,自然选择就根据这些变异的适宜度改变它们在群体中的频率。自然选择并非一蹴而就,它实际上是把一个概率很小的事件分解成了许多概率很大的步骤而逐步完成的。针对这一点,神创论者认为,生物体的结构复杂而完美,无法简化,不可能经由一系列较简单的、不完美的过渡形态进化而来。他们经常用人的眼睛举例,人的眼睛如此完美,哪个部分都缺不得,怎么可能由不完美的眼睛逐步进化而来?不完美的眼睛能有什么用?达尔文在《物种起源》中专门用一节回答这个问题:“不完美的眼睛当然有用,而且在生物界屡见不鲜,把不同生物的眼睛从简单到复杂、从不完美到较完美排列起来,就大体可以推测人眼的进化过程。”

但是,自然选择学说能够合理地解释生物适应现象的由来,只是证明了自己存在的价值,并没有推翻神创论足够证据,因此我们还必须证明神创论不能合理地解释生物适应现象的由来,理由就是生物的适应往往是非常不完美的,例如人的眼睛其实并不那么完美,而是存在许多缺陷,最明显的一点是,它的视网膜结构采取的是一种奇怪的倒装方式,光要穿过血管、神经才能抵达感光细胞,不仅光线的质量下降,而且血管的影子会影响我们的视觉,加重了大脑处理信息的负担,还容易导致一系列疾病。在人体上还有许多这样的不合理的,例如人的脊椎构造为什么与猿猴那么相似?这种构造很适合四足行走,但是对直立行走却存在很大的缺陷,给人类带来了许多不必要的痛苦。但是如果人类是从四足行走的动物经自然选择进化而来,这种结构相似性和由此带来的缺陷,就很容易解释了。自然选择对我们祖先的身体结构做了一些修改,使人类能够直立行走,但是这种修改是无意识地做出的,而不是有意识地重新全盘设计,因此难免会有一些缺陷。

达尔文用科学的理论,推翻了神创论,也拒绝了目的论,因而否定了所有的超自然现象和因素。由于达尔文进化论,科学的、自然主义的世界观和生命观才成为可能。

达尔文的共同祖先学说不仅深刻地揭示了所有生物的起源,而且牢固地确立了人类在自然界中的位置。达尔文在《物种起源》中避免讨论人的进化问题,只在结束语含蓄地提了一句:“我看到在遥远的将来会有广阔领域供重要得多的研究。心理学将会建立在一个新的基础之上。人类的起源及其历史将会得到阐明。”

但是其结论是很明显的,在《物种起源》发表后不久,赫胥黎、海格尔等人就开始着手阐明这个问题,12年后达尔文出版了第一部研究人类进化的专著《人类的由来与性选择》(1871年),决定性地证明人类是从猿类进化而来,并在确认了大猩猩和黑猩猩是最近似于人的动物之后,准确地预言人类的故乡在非洲。这是对传统的人类中心说的重大打击。伟大的哲学家,像亚里士多德、笛卡5万~7万年前非洲人向西亚迁移科学家们称人类共同祖先是非洲人儿和康德等人,不管他们的哲学观点是多么不同,也都坚持人类中心说,认为人与其他动物存在不可逾越的鸿沟。达尔文进化论则指出,人类是生物进化的偶然产物,是大自然的产物,是大自然的一部分,人类与大自然是同一的。今天的一切生物都是人类的亲属,人类与其他生物、特别是类人猿并无本质的区别,我们认为是人类特有的属性——例如智力、道德观等精神因素,也能在其他动物中找到雏形,也必定有其自然的起源。达尔文进化论让我们更深刻地理解了人类与大自然的关系,更深刻地理解了人性。

自然选择学说为科学方法和哲学思想提供了一个崭新观念。在达尔文之前,几乎所有的思想家和科学家都是决定论者,认为自然现象是可以用普适定律加以精确的描述和预测的,在初始条件确定之后,在定律的作用下就必然会出现确定的结果。而自然选择不是一个确定性的定律,它是偶然性和必然性的统一,自然选择的产物是偶然的、无方向性的变异和必然的、适应性的选择的结果,是概率性的,无法做出绝对的预测。在达尔文之前,几乎所有的思想家和科学家也都是本质论者。他们认为各个物种(或属、科等)各有固定的、独特的本质,彼此之间存在着无法弥合的鸿沟。在他们看来,本质才是关键,值得重视、研究的;而个体差异是偶然的、无关紧要的。但是达尔文却强调个体的差异和这种差异的重要性。自然选择学说就是建立在这种“群体思维”的基础上的,它认为所有的生物群都是由独特的个体组成的群体,每一个个体都是独特的,个体差异是变化的基础,群体的差异不具有本质的差异,只有统计的差异,群体的组成将随着时间的推移发生变化。群体思维不仅对以后的科学研究有重大的指导意义,而且改变了社会观念。掌握群体思维有助于指导我们恰当地处理族群与全人类、个体与群体的关系,学会宽容、尊重不同的文化,正视、尊重、利用人类个体的多样性。