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第6章 生物界的一切都是进化的产物(1)

我现在正在读达尔文的著作,写得简直好极了。目的论过去有一个方面还没有被驳倒,而现在被驳倒了。此外,至今还没有过这样大规模的证明自然界的历史发展的尝试,而且还做得这样成功。

——恩格斯

生物来自何处?几千年来,在整个欧洲,生物由神创造、物种一经创造就永远不变的观点(即“神创论”和“物种不变论”)顽固地统治着人们的思想。从15世纪后半期开始,天文学、力学、数学、物理学、化学和生物学等自然科学的发展,到18世纪人们开始向“物种不变论”发起了挑战,出现了布丰、拉马克等人的生物进化思想。

布丰(1707—1788)法国博物学家。他认为,不同物种可能由共同祖先通过变异而形成的,生活环境的改变可以引起生物有机体的改变。当时,布丰的观点受到了瑞典著名博物学家林奈(1707—1778)的公开反对。但林奈晚年因观察到生物变异现象,对上帝创造物种也产生了怀疑,随后他在《自然系统》一书的最后一版中,将“种不会变”一项删除。

拉马克(1744—1829)是布丰的学生,他第一个提出了生物进化学说。他在《动物学的哲学》(1809年发表)等著作中,阐述了他的进化理论。他认为,物种在生物进化的作用下是可变的,生物内在存在一种驱动自身不断由低级向高级阶段进化的力量。拉马克的进化学说主要包括两个方面:(1)一切物种,包括人类在内,都是由别的物种传衍而来的,生物变异和遗传是个连续、缓慢的过程。他观察到,化石生物越是古老越低级、越简单,反之,则与现代生物越相似。(2)在演化机制上,他突出强调环境的作用;在进化的原因上,他提出两个法则,一是用进废退,即经常使用的器官则发达,不经常使用的,则退化;二是获得性遗传,即生物后天变化所获得的形状是可以遗传的。达尔文说:“拉马克的卓越贡献就在于,他第一个唤起人们注意到有机界跟无机界一样,万物皆变,这是自然法则,而不是神灵干预的结果。”

至此,生物起源问题还没有真正解决,“神创论”和“物种不变论”还远没有被驳倒。

一、达尔文与环球考察

19世纪50年代,一个伟大人物横空出世,震撼了欧洲,震撼了全世界,他的著作被称为“迄今为止改变世界的16本书之一”,他的理论被称为“19世纪自然科学的三大发现之一”。他是谁?他就是英国伟大博物学家查理斯·达尔文;他的著作是什么?是《物种起源》;他的理论是什么?是以自然选择为核心的生物进化论。

达尔文1809年2月12日出生于离伦敦200多公里的什鲁斯伯里古城。父亲是当地著名医学博士和医生,祖父是英国著名的博物学家和医学家。达尔文从小热爱自然,喜欢采集甲虫、青蛙、贝壳、矿物、植物和鸟卵,并喜欢养狗、骑马和旅行。1825年在爱丁堡大学学医,后于1827年转至剑桥大学基督学院主修神学。在剑桥大学最后一年,他选修了地质学,1831年毕业。

[人性百题]

达尔文环球考察是怎么一回事?

1831年英国海军部决定派“贝格尔”号舰进行环球科学考察,主要任务是对南美洲的海岸线和一些太平洋岛屿进行勘测。达尔文作为随行的博物学家接受邀请参加了这次考察。1831年12月27日“贝格尔”号起航。随之,该舰穿越大西洋,沿着南美洲东西两岸和附近的岛屿,横渡太平洋,顺着澳大利亚南侧进入印度洋;然后绕过非洲的好望角,回到大西洋,再经南美洲东岸,于1836年10月2日返回英国。历时5年,绕地球一周,史称“环球考察”。

在“环球考察”期间,达尔文起初也是相信“神创论”和“物种不变”论的。后来,由于大量地与大自然亲密接触(观察、挖掘和访问),他饱览了大自然中的奇花异草、珍禽异兽、千种彩蝶、万类昆虫以及千奇百怪的地质结构、贝壳化石、海生动物的遗骸;饱览了生物界的千变万化、生物奇妙的生存繁衍方式、自然界的变化与生物的生生死死。渐渐地,他发现用“神创论”和“物种不变”理论已无法解释种种事实,善于思考的达尔文产生了怀疑。

在考察过程中,有三类事实给达尔文留下了深刻的印象,并经常盘旋在他的脑际。这三类事实是:第一,在南美洲一些古代动物骨骼化石中有一种贫齿目四足兽的化石,其结构很接近南美洲现在特有的动物——犰狳;还有一种古代动物,其身体有大象那么大,从牙齿上看,很像现代啮齿目动物,从眼睛、耳朵和鼻孔的部位看,很像现代水生的哺乳动物——儒艮和海牛。第二,南美洲的东海岸自北向南、西海岸自南向北的生物类型逐渐地更替。第三,加拉帕戈斯群岛虽然与南美洲大陆相隔八九百公里,气候也很不相同,可该群岛的物种都属于南美洲类型,只是其中大多数物种与南美洲的物种有一定的区别;还有,同一物种在该群岛的各个岛上都存在着一定的差异,比如,同是地雀属的鸟,在相距很近的不同岛上,鸟嘴的长短和粗细各不相同。

所有这些使达尔文感到十分惊奇,为什么现代动物与古代动物十分相似,但又不完全相同呢?为什么一些现代动物的特点会集中在古代某一动物的身上呢?加拉帕戈斯群岛上的物种是不是从南美洲迁移来的?是不是南美洲物种的变种?“上帝为什么要这样煞费苦心地在不同的岛屿上把鸟嘴创造成粗细长短各不相同的呢?”自然环境对生物类型是不是存在着影响?终于,达尔文逐渐相信物种是可变的。

环球考察对达尔文的意义是巨大的,其中最重要的,是他已敏锐地感到物种起源问题是一个重大的理论问题,他决心为弄清这个重大理论而奋斗。如他自己所说:“‘贝格尔’舰的航行,在我一生中,是极为重要的一件事,它将决定我的整个事业。”尽管在考察期间,达尔文对物种的变化、变异仅有初步认识,但正是这个初步认识和他的决心,以及考察所获得的大量资料(17000多种标本和大量的考察日记)为达尔文进化论的创立奠定了基础。

环球考察归来后,达尔文开始了紧张而艰苦的研究工作。首先,他处理了大量的应急事宜:加工、分类和整理了环球考察所得收集品;加工、整理、核对了航海日记中的全部记录;发表了地质学和动物学方面的论文;做了地质学方面的报告;出版了《贝格尔舰航行中的动物学》、《考察日记》、《珊瑚礁的构造和分布》等著作;参加了地质学会和动物学会;应邀担任了地质学会秘书一职。

“琐事”忙了一阵之后,他便集中精力研究物种理论。他深知,生物学领域神创论和物种不变论是根深蒂固的,他的进化思想必然会遭到强烈地反对,就连很多博物学家也不会承认。他清醒地认识到,要使自己的理论被人们所接受,就必须拿出大量的令人信服的证据,为新思想打造牢固的基础。然而,仅有环球考察所获得的资料是远远不够的,所以他决心大量搜集包括动物和植物在家养和自然状态下变异在内的一切材料。

当时的英国,家养动物和栽培植物品种繁多。他决定面向现实,面向实践,搜集动植物在家养条件下所发生的变异事实。于是,他回国不久即从1837年上半年后期开始,便废寝忘食地进行了15个月的系统调查,通过交谈、通信、发调查表,从选育良种的育种家、园艺家那里,搜集各种家养动物和栽培植物的变异材料和培育方法。他还亲自参加实践,考查和研究小麦、玉米等农作物的选育过程,搞移植实验;分析比较各种家禽家畜品种之间的差异。

后来,他还想方设法研究家鸽:研究各种家鸽品种之间的差异和起源问题;参加养鸽俱乐部、饲养各种家鸽;甚至设法从美洲、波斯和印度购买鸽子标本,请人从中国的福州和厦门寄去鸽子标本和资料。除此,他还阅读了大量农业和园艺方面的书籍,用8年时间通过研究蔓脚类动物来学习分类学,练习解剖和绘图。与养禽专家通信,了解动物杂交情况,搜集由杂交而出生的动物。

通过调查和亲身实践,他看到物种在人工干预下是能够改变的,看到人工选择有着能够使同种动植物产生出特征明显不同的品种的巨大作用。这些新品种不是上帝创造的,而是人工选择的结果。这引起他的思考:人能够改变动植物,动植物为什么不能被自然界改变呢?在家养动物和栽培植物的过程中是人在起选择作用,那么“在自然条件下又是什么力量在起选择作用呢?”在自然界中有的生物大量繁殖,有的生物大量地死亡,这究竟受到什么法则支配呢?这是他长期百思不解的问题。

1838年10月,达尔文作为消遣偶然阅读了马尔萨斯《人口论》。马尔萨斯认为,人口按几何级数(2,4,8…)增加,食物按算术级数(1,2,3…)增加,于是必然出现食物缺乏、人口过剩的矛盾。这就是说,自然界中有大量的动植物,然而“育成这种生命种子所必要的场所和营养”却“限制在一定的界限里”。这使达尔文想到,考察期间所见的“大批飞鸟、野兽、牛和马都由于缺少食物和水而死亡”,想到不久前他曾有过的“物种的灭亡是对条件不适应的结果”的认识,他一下子想到了“生存斗争”。他说:“由于长期不断地观察动物和植物的习性,我具备了很好的条件去体会到处进行着的生存斗争,所以我立刻觉得在这样环境条件下,有利的变异将被保存下来,不利变异将被消灭。它的结果大概就是新种的形成。”这样,以生存斗争为核心的自然选择的思想就此萌生。

又经过多年的缜密思考,1842年6月,关于进化理论的35页概要终于成稿。在此概要中自然选择的进化理论已初步建立。达尔文原来是信神的,自然界中物种变化的大量事实,对他头脑中的自然神学观念产生了强烈的撞击,这导致他最终放弃了神学信仰。之后,他进一步搜集资料,并阅读了很多新出版的有关生物学的著作。1844年他将概要扩充成231页,至此自然选择理论基本完成。达尔文依旧觉得不成熟,没有到公开发表的时候。因而,他一边等待时机,一边继续研究。十多年后即1856年,在朋友们的催促下,他才开始写作物种理论《概要》的第三稿,1859年3月终于完成。

[人性百题]

达尔文《物种起源》一书的伟大意义是什么?

1859年11月24日,达尔文《物种起源》一书出版。这本划时代的著作,以大量的资料科学地论证了生物进化的事实,第一次把生物科学领域统一起来,并令人信服地阐明了生物进化的机制。原本立志献身上帝做一个虔诚的牧师,不曾想一次历时5年的环球航行,使他彻底推翻了上帝造物和物种不变论,成为从根本上改变人类思想观念的进化论的主要奠基人。

《物种起源》是源自生物学领域却影响了全人类思想的巨著,它揭示了自然界的一个巨大的秘密,给世人带来了如火山爆发一样的震撼。第一版第一次印了1250册,在发行当天便销售一空。第二次3000册,也很快销完。

出版后十多天,德国思想家、马克思主义创始人马克思(1818—1883)和恩格斯(1820—1895)之间便通了信。恩格斯对马克思说:“我现在正在读达尔文的著作,写得简直好极了。目的论过去有一个方面还没有被驳倒,而现在被驳倒了。此外,至今还没有过这样大规模的证明自然界的历史发展的尝试,而且还做得这样成功。”

达尔文进化学说是人类对生物界认识的伟大成就,是19世纪自然科学的三大发现之一。英国植物学家华生说:“达尔文是19世纪的、甚至一切世纪的博物学中最伟大的革命者。”

在获得巨大成功之后,达尔文并未就此停歇,而是在与疾病作顽强斗争的同时,不断实验,笔耕不已。先后出版了《动物和植物在家养下的变异》(1868)、《人类的由来及性的选择》(1871)、《人种的起源》(1871)、《人类和动物的表情》(1872)、《论食虫植物》(1875)等著作。达尔文一生著述颇丰,《达尔文进化论全集》共13卷,15册,约500万字。1882年4月19日,达尔文终于精力枯竭,与世长辞,享年73岁。

二、达尔文生物进化学说

达尔文的基本观点是:生物界普遍存在着变异,变异大多数可以遗传;同时生物界存在着激烈的生存斗争,斗争中自然界进行选择(即自然选择),有利变异趋于保存和积累,不利变异趋于消亡,即适者生存。这样,变异积累到一定程度,旧物种就逐步演变为新的物种。

达尔文进化学说的具体内容有:

1.生物的变异和遗传

达尔文指出,生物界普遍存在着变异。所谓变异,就是同种生物世代之间或同代生物不同个体之间在形态特征、生理特征等方面所表现的差异。

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