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第18章 生物的进化:悠悠岁月久(2)

在达尔文学说的鼓舞和启发下,越来越多的人站出来和宗教思想作斗争,其中有英国生物学家拉伯克、英国学者泰罗、德国学者海克尔等人。特别是海克尔,被称为德国的赫胥黎。他在德国勇敢地宣传进化论,他说进化论“是自然的规律,人类的力量不论是暴君的武器还是神父的诅咒,都压制不了它。”有人给他写匿名恐吓信,有人在街上向他扔石头,还有人企图谋杀他。然而他不退缩,不惧怕,在更加深入地研究了有关理论和各种证明之后,又提出了“重演律”及“遗传和适应”等新概念。“重演律”是说生物个体的发育是它的种系的重演,动物胚胎学的研究充分证明了这一点。“遗传和适应”概念是说物种的变异是由于特征的遗传和在适应过程中特征的变化交互作用的结果。这些更加成熟的理论把进化论推向前进。连达尔文本人都钦佩地说:“这位博物学者几乎证实了我所得到的一切结论。在许多问题上,他的知识比我丰富得多。”

达尔文进化论学说在赫胥黎、海克尔等人的支持和宣传下,终于赢得了科学界绝大多数人的支持。到19世纪70年代末,进化论已经成为流行最广、影响最大的科学思潮之一。

那么《物种起源》究竟包含了怎样的生物演化思想呢达尔文认为离开生物的演变,进化就无从谈起。那么,生物是怎样演变的呢达尔文最初注意到,育种家通过人工选择,大大地改良了生物。狗于14000年前变成家犬,但众所周知,现在它却简直被看成是其他种类似的,有各种各样的形态。在生来具有的个体变异中,保留符合目的的个体。如此后传若干代,则生物发生很大变化,以至几乎被认为是异种。自然界中的生物,可能就经历了这样一种进化。

那么,是谁,通过什么途径来选择的呢即使产生很多子代,其中99%都要死去。生存下来的与它们的亲代数量相等。达尔文认为,在这里,出于同环境的关系,为了残存下去,在同种或异种生物之间就产生了生存竞争。不管从哪方面看,生存下来的总是优秀的。这样,更为优秀者被大自然选择并生存下来,生物也因此而演变。也就是说,自然起到了与人工选择异曲同工的作用。

只有具备优良变异的生物个体,才能被选择而生存下去。即在优良的个体中寻求进化的起点。在这一点上,完全不同于拉马克的观点,拉马克认为:过着共同生活、具备共同习性的生物,如同其种群全体适应其生活一样,全种群地发生同样的变化。根本的问题似乎在于:进化是从个体变化开始的,这是作为种群而演变。

拉马克把前行发达作为主要因素,达尔文不认为有如此大规模的进化,他首先考虑的是更小的变化,认为,即使是小的变化,如果连续不断地选择最优者,其结果必然导致前行发达。

如果像拉马克所说的那样,那么,就会产生下述疑问:既向,为什么现在地球上仍大量存在不少具有最低级形态的生物为什么那些高度发达的高等生物,不能在到处迫使低等生物走向绝灭呢为解释这种现象,拉马克求助于自然发生说,即认为现在的高等生物很早就出现在地球上,低等生物则很迟才产生,因此,目前不可能进化为高等生物。

关于这一点,达尔文认为:低等生物存续至今的事实,与自然选择说毫不矛盾。因为自然选择未必意味着生物的前行发达。对生物来说,变化只是个有利或不利的问题。就蚯蚓而言,具有高级的身体结构对它有什么益处呢若无益处,就无须由自然所选择而得到改良,于是只保留其原样。

但是,认为这只是达尔文的诡辩。对自己学说有利时,他就用自然选择说进行一番解释,否则,就被他称做与自然选择没有关系。所谓自然选择,难道就是如此权宜之物吗如果自然选择只是以有利与否而经常发生作用,那么,为什么在蚯蚓产生之前的数亿年间,它未被更高等的生物所淘汰呢这里产生的疑问是:达尔文所认为的、作用于有利无利、或优或劣的生物个体间微弱差异的自然选择等,果真存在吗如果真有所谓选择,那么这种差异就不会是微弱的,而应有非常明显的差别,犹如黑白之别、存灭之异。

生物只能在环境允许的范围内生存,若环境变化过大,不适于生存,生物就只能死亡。因此,即使生物间有优劣之差,只要环境许可,它们也能原封不动地保留优劣之差,混杂在一起生活下去--这正如我们所看到的这个世界一样。

生物演化的原因,并不在于自然选择只选留了优等生物,并只是为了其后代的生存而演变。

我认为,拉马克所主张的生活在这种环境中的全体生物,通过适应而变化的观点,足以使我们的理性得到满足。作为证据,达尔文也把自然选择作为主要因素来考虑,并承认起次要作用的因素,是生物基于用进废退的变化、基于环境的变化及获得性状遗传。在这一点上,拉马克和达尔文的观点一致。达尔文在一封信中这样写道:“我犯的最大谬误,在于没有充分论述独立于自然选择的环境的直接作用,即营养、气候等方面的作用”.

拉马克的进化论自不待言,连达尔文的进化论,也只保留了自然选择,余者全被否定,必须形成了新的综合说的理由何在这是肯定还是否定获得性状遗传,承认或者摈弃自然选择。

所以,进化论以此为标准,分为拉马克主义和达尔文主义两大学派。

4.新拉马克主义:定向进化

在美国古生物学者中,很早就有人提出拉马克式的想法。这不是拉马克本人著作的作用,而是研究化石的结果。在拉马克的主张中,有作为进化主要因素的前行发达说,和作为次要因素的用进废退说。其中,前行发达说认为,生物进化的原因,内在于生物本身。由于这一观点导致了目的论,后来的新拉马克派抛弃了这一观点,而只把用进废退及环境的影响作为进化的主要因素。

对化石的研究表明,生物向一定方向进化。于是,出现定向进化的主张,进而发展为定向进化说。但是,是什么原因促成定向进化的产生,完全不清楚。虽原因不明,还是有许多关于发现定向进化实例的记载。我们无法否认这些事实,也不得不考虑内在于生物体内的某种动力。

新拉马克主义认为,排除了拉马克的主要因素前行发达说的诸因素,即由于环境的直接、间接作用,生物习性的变化促成了其器官用则发达、不用则退化,并且,作为其结果而获得性遗传。新拉马克主义者的主要代表人物有:研究化石头足的西奥多,研究节足动物的怕卡德,脊椎动物化石专家科普及奥斯本等。他们都是当时第一流的古生物学家。

图宾根大学的埃玛教授把生物的定向进化归纳为直线进化说(也叫直生说或定向进化)。他论述说;“事实证明,造成进化的变异不是多方向的,而是向着确定的方向产生的。显然,系统发生显示出方向不定但并非多方向,它沿着某种的主线向前进行。”“向着一定方向进化的原因在于,由于气候、营养等外部情况及影响,在生物体质内产生后果。”他认为,内在于生物的进化主因,是生物的体质结构必然决定了其变化的方向,从而也妨碍了多方向变化的发生,所以,发达只在少数方向上发生。

定向进化说认为,生物依赖其内在的动力,向一定方向前行发达,而这种方向一旦确定,生物就不再受环境制约,突飞猛进地朝向这个方向进化。结果,就像大鹿角一样,因其巨大化而绝种。但是,美国著名古生物学者辛普森博士认为,无论是定向进化论,亦或是因巨大化而绝种之说,都不是对进化的正确解释。以研究马的进化出名的辛普森,搜集了大量资料进行彻底研究。

现在所能知道的最早的马是始祖马,大约出现于4000万年前的始新世初期。这种像幼犬一样的动物,栖息于湿润的热带森林里。它前足有四个趾,后足有三个趾,看来很适于在森林中松软的土地上奔走。由于要啃树枝树叶,它的门牙坚硬,齿冠很低。一直发展到中马,它们都栖于森林,牙齿质坚。

始新世时代,现在的北极圈里有的地区还属于亚热带。进入大约3000万年前的渐新世,这里气候逐渐凉爽、干燥。森林面积减少,草原却辽阔起来。与这种环境相适应,出现了适于草原生活的马。嚼草时并不需要多么硬的牙齿,但为了把草嚼啐,需要牙冠较高而牙齿耐磨。

这跟以前的短齿马不一样。为适应于在草原到处奔跑,马腿变长。尽管脚趾仍有三根,但只有中趾强大,其他两趾都退化变小了。

到了中新世和上新世之交,马腿继续变长,其脚趾惟有中趾发达。并且,马的牙齿仍在增长(定向进化)。随着这种进化,马的身体不断变大,不久进化成现在这样的一趾马。由森林马分支演化成草原马,说明环境的变化促成了生活的变化,生活的变化又促使生物性状的变化。

以前人们认为,马以现在的马为目标,直线的突飞猛进,越变越大。事实绝非如此。从森林马演化到草原马,并非所有的马都经历了一个大形化的过程,从而与现在的马相关联。

不过,从整体看,马显然是朝着大形化的方向发展,其齿与足的进化都带有方向性。

新生代的哺乳动物变大,是很普通的现象。在第一部分里,我已说过,新生代的4000万~5000万年间,大部分哺乳动物体格变大。大象、猛犸象、马、河马、长颈鹿、大角鹿等,都经历过一个大形化的过程而发展来的。

研究马进化过程的辛普森认为,定向进化是化石的一般特性。他说:“从马的进化可以看出,形体的增大,趾数的减少,个子变高,牙齿更复杂等一系列变化,即使不像通常所说的那样合乎规律,也仍是带有方向性的。此外,在数百、甚至数千个场合下,同样可以清楚地看到进化中某些方向性的存在。”

动物进化的最大特征,就是具有大形化的倾向。哺乳动物自不待言,就是从以恐龙为代表的爬虫类和以大鲵属为代表的两栖类,以及空棘鱼类这些海生动物身上,也可得到证实。关于定向进化的原因,辛普森说:有两种假说:其一,认为原因在于生命和生命进化中内在着某物,它受到生机论者和目的论者中大部分人的支持。其二,即普通的唯物论者的观点。认为定向进化的原因只存在于生物和环境之间的相互作用中。“后来,针对第二种假说,他又说:”认为环境是定向变化的惟一的、直接的原因之说,已经崩溃,被几乎所有的进化论学者所抛弃。“他既不同意只从生物本身探求进化原因,也不同意将这种原因只归于环境。而是主张应从生物及环境二者的相互关系中寻找原因。

辛普森认为,只要观察一下化石的变化,就会发现,大部分生物的进化是有方向性的。这一点非常重要。生物中不仅动物进化有方向性,陆地植物亦是如此。

古生物学者中向性。对于说明这种有方向性的进化来说,若不认为只要子代过相同生活,亲代产生的变异将遗传给子代,则无法加以说明。当时,遗传学还未发达到这种程度,也未被其所束缚。

辛普森博士身为伟大的古生物学者,辛普森博士主张,不仅对马的进化,对其他许多有方向性的进化都应承认,应当根据生物和环境的相互作用,对这种现象进行解释。如果说这种与环境密切相关的生物,其变化若是定向的,使之变化的原因在于:与之有关联的环境也按照一定方向变化。辛普森的错误在于,他认为没有证据而否定了环境变化的定向性。

在整个新生代,哺乳动物的大形化,乃是明明白白的事实。辛普森也承认这一点。应该从气候呈方向性的变化出发,去探寻动物大形化的原因。否则,就会停留在一般学者的看法上,以为大形化有利于生存竞争,造成只重视自然选择的问题。

其结果,就只能成为奉行进化论学者主张的新达尔文主义者。本来,应当从自己的定向进化的研究立场出发,批判遗传学。现在许多古生物学者都与辛普森一样,不加批判地认为自然选择就是进化的主要原因。只要依据化石,承认遗传学的主张,势必产生这种结果。

5.井间浅男:生命环境均衡

就观点而言,较之新拉马克主义,井间浅男的观点或许更接近拉马克。

因为,井间浅男完全赞成拉马克以生物前行发达为主要原因的观点。这是由于从单细胞到人是显而易见的事实。只要承认进化,就没有一个进化论者能否认这一前行发达。在首先承认前行发达这一事实方面,井间浅男与拉马克的观点相同,但井间浅男并未采取拉马克那样,从生物体内部寻找进化原因的目的论的立场。

生物之所以前行发达,是因为存在着迫使它们必须前行发达的环境变化。这样,就出现了”生命环境均衡说“,它从生物与环境的关系来解释进化,从而把拉马克的内因说,发展为内因与外因相辅相成的观点。这就不是纯粹的拉马克主义了。它主张首先必须考虑前行发达为主要原因,这才是真正的进化,在这方面,与拉马克相同。

井间浅男认为,生物的变化是对应环境变化的结果,其原因在于我们用眼看不到的气候变化之中。所以只能认为,如果生物的前行发达是无可辩驳的事实,那么就如同它与地质时代形成环境的气候相适应一样,其原因也应在于长达数亿年的气候有方向的变化。在这一点上,井间浅男与辛普森的立场不同。如果忽视了生物与环境的关系,即使出现了错误的论断,也可能不会意识到。所以,最终必然出现主张考察生物与环境相互关系的”生命环境均衡说“

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辛普森博士尽管认为进化以生物与环境的相互作用为基础,尽管他根据自己的研究,承认定向进化是生物进化的特征,但他仍然否认环境的定向进化。这样,他就不得不追随当时遗传学者的主张,成为古生物学领域中有代表性的”综合说“者。

综上所述,从拉马克开始,达尔文也罢,其他主张生物定向进化的古生物学者也罢,无疑,都承认了获得性状遗传。这固然因为当时遗传学还不发达,此外,也是因为一旦离开了获得性状遗传,就无法对一些现象进行解释。

以前,进化论只以生物学者及古生物学者为中心。进入20世纪以后,实验遗传学发展起来,进化论的主导权不久便转移到了遗传学者一方。

孟德尔的论文发表于1865年,即达尔文死前的第17年,因而鲜为人知,当然,达尔文自然也不知有此文。那时的遗传学说即”融合说“,认为:即使产生新的变异,来自亲代的遗传性状将呈二分之一递减的形式不断从子代传到后代。有人批判说,倘若如此即使留下十分优良的个体,自然选择也将失去意义。

另外,丹麦的约翰森于1903年建立”纯系说“.他认为:达尔文的自然选择只是选择优良的纯系,这种选择是有限度的。这时,对孟德尔法则加以再发现(1900年),结果表明,遗传因子以粒子的形式起作用(粒子说),断定良性变异历经世代也不会消失,这使摇摇欲坠的达尔文说又得到了新生。

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