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“达尔文主义”是怎样炼成的?

http://www.sina.com.cn  2009年02月15日07:15  新京报

  

“达尔文主义”是怎样炼成的?
《人类起源和性选择》出版后,不少讽刺画把达尔文画成“人面猴身”的怪物。
“达尔文主义”是怎样炼成的?
随同“小猎犬号”进行环球旅行,让达尔文完善了自己的观点。
“达尔文主义”是怎样炼成的?
达尔文一度将《物种起源》一书的手稿锁在这张书桌中。
“达尔文主义”是怎样炼成的?
包括“露西”在内的化石的发现,为演化论提供了有力的证据。

  今年2月12日,是伟大的科学家查尔斯·达尔文诞辰200周年纪念日,而今年的11月24日是他的名著《物种起源》出版150周年纪念日,两个重大的纪念日叠加起来,在世界范围内掀起了“重读达尔文”的热潮。下面,我们就一起来看看从《物种起源》诞生起,这个理论在挑战中成长的精彩历程。

  1 点达尔文的“死穴”

  1859年,达尔文仓促出版了其《物种起源由自然淘汰的作用而来,或优良的族类在生存竞争中保证》一书,上市首日就售出了1250本,第一版1500本很快销完。读者的追捧证明达尔文的论述通俗易懂,不像爱因斯坦的著作那样,“地球上大概只有3个人能看懂”。

  《物种起源》的核心就是对“自然选择”的易懂而且有力的描述:“当一个物种内的个体数量超过环境可接受的程度时,个体间就会为了生存而竞争。在复杂多变的生存环境里,如果一个个体以某种方式发生了哪怕很轻微的有益于生存的改变,它就能获得更大的生存几率,成为自然选择的‘宠儿’。根据遗传定律,很多由大自然选中的变异特征,都倾向于以经过改良的新形式传递给后代。”

  达尔文理论具有很强的说服力,不过它在当时也受到了很大的压力。宗教原教旨主义者和“进步论者”出于偏见指责“自然选择”“缺乏高贵的意愿”,严谨的生物学家也提出很多诘问。达尔文崇拜的英国科学家约翰·赫歇尔收到达尔文寄的《物种起源》样书后,对它不以为然。他认为,“简单随机的变异能够产生有用的新性状和新物种”是胡说八道,达尔文并不能解释产生变异的根源,那么他的理论就不足以解释物种起源。

  达尔文不仅无法找到变异之源,也没有解释这些新性状如何传给下一代。他想融合遗传学说,即子代将综合亲代的特征,呈现出介于两个新本之间的性状。但即使是达尔文自己,也意识到这种理论是有问题的,因为如果性状真的会融合,那么随着具有稀有新性状的个体与其他大部分不具有该性状的个体杂交,这些性状将一代一代逐步消减。

  2 遗传学伸出援手

  1865年,英国修士孟德尔发表论文,证明豌豆父本和母本的某种单一“性状”在后代的身体上并不“融和”。圆豌豆和扁豌豆的后代并不是半圆不扁的豌豆,而是圆豌豆和扁豌豆以一定比例出现。这就证明了微小变异是可能不断积累的,此时达尔文还活着,但是他和其他多数人一样,没有注意到孟德尔的研究结果。

  1892年,英国植物学家魏斯曼(August Weismann)推测细胞核中的“染色体”和遗传有关。1900年,孟德尔的实验结果被重新发现,但当时这个实验结果并没有被当作支持达尔文主义的证据。很多人认为新物种的产生是因为“突变”,这就让达尔文的“自然选择”理论失去意义。1910年到1915年,美国遗传学家摩尔根证实的“遗传粒子”———“基因”的存在,并证明它存在于染色体中。

  上世纪20年代,基因学的发展证明了单靠“突变”并不能形成新物种,而只是为“自然选择”提供了“基础”。

  上世纪30年代到40年代,各学科的学者通过漫长的分别研究,终于走到了一起,他们的共识和纽带是一种所谓的“现代综合理论”,这是“新达尔文主义”。人们形成共识,“演化”是通过“自然选择”和其他的偶然机制,通过变异的逐渐积累,以及种群的隔离而形成新物种。

  3 演化案例不断出现

  达尔文做梦也没想到,一种很小,很小的东西的发现成为他理论最有力的证据。1953年,英国生物学家克里克(Francis Crick)发现了DNA的双螺旋结构,解释了遗传信息是如何从一代传到下一代的。

  动物学家们还发现动物演化的速度比达尔文想象的快得多。1977年,严重的干旱袭击了加拉帕戈斯的一个小岛,让岛上的小粒种子大幅减少。这让岛上的中地雀的喙明显变大,这样它们能够以相对充裕的大型种子作为食物。1982年,大地雀闯入这个岛,两者共处了一段时间。2005年,岛上又逢干旱,中地雀再次变化,因为已经有大地雀的竞争,所以它们的喙并没有变大,而是变得比1977年还小,适合吃这时已经相对充裕的小粒种子。

  大地雀并不是演化科学家们在野外研究的惟一物种,他们还研究过意大利壁蜥、阿拉斯加的棘鱼、中南美洲及加勒比群岛的卵齿蟾属蛙类等,都发现生物会在相当短的时间里,甚至人生的尺度里发生很大的变化。还有一个例子是非洲大峡谷地区湖中的丽鱼,通过基因鉴定,大约2000种丽鱼只有几个祖先。更有趣的是,有一种丽鱼长着又大又厚的嘴,而决定这种嘴的发育的基因和让加拉帕戈斯岛地雀长出大嘴的基因完全一样!还有更好的例子证明达尔文“动物有共同祖先”的正确性吗?

  4 人类当然不例外

  当年达尔文在《物种起源》里有意地避开了关于人类演化的问题。到了1871年,达尔文才推出《人类起源和性选择》一说,书中称人类起源于旧大陆的灵长类动物。这个观点冒犯了很多人,不少讽刺画把达尔文画成“人面猴身”的怪物。

  达尔文当时很难为自己辩护。上世纪六七十年代,在东非大裂谷发现了一系列人科动物化石,其中以1974年发现的320万年前的“南方古猿阿法种”古人类化石最有名,科学家根据甲壳虫的名曲将其命名为“露西”,后来又发现了很多种人科动物,其中包括乍得沙赫人、傍人埃塞俄比亚种、弗洛勒斯人等古人类化石,已经形成了一个相对完整的人科动物谱系图。

  而基因研究发现,人类竟然没有特殊的“人类基因”。人类和老鼠的基因数目类似,都只有不到21000个,而且人类的单个基因都存在于别的动物身体里,只是出现数目和排列方式不同而已。控制人类说话的一个基因,同样存在于控制加拉帕戈斯群岛地雀鸣叫,以及老鼠走迷宫能力的基因组里。这是人类和这些动物有共同祖先的铁证。达尔文,虽然你不如我们知道得多,但我们要说:你是对的!

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  “自然选择”仍然在路上

  今天,达尔文主义已经得到了科学界最广泛的认可,但随着研究的深入,也不断有新问题浮出水面。

  比如,演化是否是间歇性的(一次突变发生后紧跟着一个较长的间隔期)?随机突变的出现或消失是否会改变生物的适应性?每一个生物特征都是进化适应的产生吗?有些特征会不会是随机产生的优势特征的副产物?

  举个例子来说,有一种“群体选择论”,认为不光是生物个体,生物群体也是自然选择的对象,具有比较多利他个体的群体比较容易生存。这种理论遭到那些相信每个生物个体都为自己的繁衍而奋斗的生物学家的反对,而道金斯甚至认为连个体都不是自然选择的对象,“自私的基因”才是。但是E·O·威尔逊和戴维·威尔逊(Dvid Sloan Wilson)为“群体选择”提出了科学模型。有一种荧光假单胞菌中(利他者)携带着能分泌多聚物的基因,使细胞形成“浮排”并漂在水面,从而更容易获得氧气,而“利己者”没有这种基因。但是产生多聚物会消耗能量,影响细菌的繁殖。以“利己者生存”的法则,“利己”的细菌会把“利他者”挤掉。

  且慢!如果整个菌群大多是“利己者”,那么最终会沉到水里,大家一起死翘翘!所以经过自然选择生存下来的将是那些有较多利他者的菌群。两位威尔逊先生认为,演化论者必须接受多水平选择的观念:“在群内,利己者将击败利他者;但在群体水平上,利他群终将战胜利己群。


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