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那些对达尔文进化论的挑战成功了吗?

时间:2017-6-16 16:47:40 点击:

  核心提示:   来源:知识分子公众号?周忠和讲述关于进化论的一些常见误区。图片来源:“墨子沙龙”论坛  演讲|周忠和(古生物学家、中国科学院院士)  责编|程莉  原来,严复先生把“经”念歪了  达尔文提出进化...

  来源:知识分子公众号

?周忠和讲述关于进化论的一些常见误区。图片来源:“墨子沙龙”论坛

  演讲|周忠和(古生物学家、中国科学院院士)

  责编|程    莉

  原来,严复先生把“经”念歪了

  达尔文提出进化论后,遭到了很多人的反对。这个学科得以很快发展,得益于赫胥黎。1860年曾经发生了一次著名的辩论,即赫胥黎和牛津一个主教威伯福斯,最后进化论派获得了胜利。当时威伯福斯问赫胥黎:你说人从猴子来的,是你爷爷还是你奶奶?赫胥黎说:我爷爷奶奶没关系,猴子做祖先我们不丢人,你这样的人做祖先我觉得才丢人。

  1898年严复先生把赫胥黎的一篇著作《天演论》翻译到了中国。中国人对进化论才有了了解,“物竞天择、适者生存”成为了流行的话语。物竞天择有点像自然选择,但适者生存实际上是有问题的。

  进化论在中国的传播有了过于强烈的社会政治背景,这对科学是一种干预。胡洪梓因为信奉“适者生存”,改名为胡适。孙中山、毛泽东、鲁迅等也对翻译的《天演论》非常热心。但实际上他们都受到了误导,真正的进化论,不是严复说的那些,当然也不是完全不对。

  美国芝加哥大学著名生物学家龙漫远曾讲过:原本是一种科学理论的演化论,从19世纪末20世纪初开始化身为中国人救亡图存的指导思想和政治口号。

  进化论从一种科学的思想变成政治的思想,肯定有问题搞错了,或者说的不对。

  我再举北京基因组研究所副所长张德兴教授的一段评论:

  从严复先生开始的对达尔文进化论的通俗性传播,一方面使得中国成为世界上对进化论接受程度最高的国家之一,另一方面也使很多国人对进化论一知半解、不求甚解,甚至道听途说、以讹传讹,鲜有继承和发展。

  对于“物竞天择、适者生存”,现代中国社会,却把这一概念滥用到了极致,以至于达到了一切在于竞争,唯有最强者才能拥有一切,并且不惜为了一己之利而不择手段的地步。

  他说了很多现实中的问题。很多人觉得就应该竞争,不是你死就是我活,弱国无外交,依据就是达尔文的进化论。但是达尔文进化论是这么说的吗?不见得。

  适者生存这个概念不是达尔文提出来的,提出这个概念的是臭名昭著的理论——社会达尔文主义的鼻祖、英国哲学家赫伯特·斯宾塞,提出“survival of the fittest”,把自然选择片面地解释为适者生存。达尔文《物种起源》第五版开始才把这一表述借用到自己的著作中,实在是一个败笔。社会达尔文理论实际上曲解了进化论的思想,然后把它延伸到了社会学领域,和种族优越等联系在一起,所以受到了全世界抵制。

  生物学上也讲适应的演化,但生物学角度一个物种或者一个个体的适应,衡量的标准主要是:

  1、能不能活下去;

  2、能不能繁衍后代。

  你生的孩子多,就说明你是适应的,但这个适应不是主动的,它是一种特定条件下的综合指标,今天适应,过了几天不见得就是适应了。

  严复先生为什么把这个“经”念歪了呢?

  《天演论》英文原书名字是《进化论与伦理学》,赫胥黎是一位伟大的人文主义,他对种族、对穷苦人民是很同情的,所以他强调的是人类社会与动物社会的差异,他认为不能把生物演化的规律生搬硬套地运用到社会学领域中去。然而严复先生翻译的《天演论》,只是翻译了赫胥黎原书的进化论部分,而有意舍去了其伦理学观点。不仅如此,严复先生在《天演论》中还加入了斯宾塞作为鼻祖的臭名昭著的社会达尔文主义的观点(这些恰恰是赫胥黎坚决反对的),将“物竞天择,适者生存”的生物演化规律照搬到人类社会的演化,这跟赫胥黎的本意简直是南辕北辙。

  借用苗德岁先生的比喻来说,就是把赫胥黎的《进化论与伦理学》,经过严复的选材和“配菜”,由“西餐”完全做成了“中餐”,一道适合当时急于改变中国落后局面的中国精英人生口味的大餐。

  换句话说,严复实际上是借这个来告诫中国人太落伍了,达尔文告诉我们落后就要挨打,不好就要遭受淘汰。所以当时鲁迅、胡适等看了很高兴,因为他们都急于改变中国。所以如果科学和政治扯得太近的话,至少在中国有一个后果就是让我们对进化论产生了很多误解。

  来自中间型的挑战

  有人说达尔文经常受到挑战,达尔文自己怎么看待这件事呢?达尔文是一个很严谨的科学家,他发《物种起源》理论早就想到了自然选择,他闷了几十年都没发表,因为他还做了各种考证。

  达尔文曾经说过,他说中间类型,“为什么没有每一个组和每一个层位”,这个组和层位指的我们地质学里的地层,每一个段,他说“没有充满这样中间的类型”,说的中间类型指的是化石,“这一点,也许将成为对我的理论最直接、最严重的挑战。”

  所以达尔文是担心的,因为就好像我们到山上去看一个地质层面,我们觉得应该见到很多过渡的类型,但是事实上不是这样的,我们找化石的,我们古生物学家会看到,这儿出现了一个化石,那儿出现了一个,它中间还是有一个很明显的差异的。

  神创论者也喜欢化石,道金斯是英国一位著名的进化生物学家,他写的书里面说“神创论者也深深地迷恋化石”。一般我们认为神创论是反对化石的,古生物学家通常不支持他们,但是他们很关注化石,“因为他们不停地重复一个满口是‘缺失’的咒语:‘给我看你的过渡类型’。”

  1、过渡化石,有但太少

  到今天,很多神创论者或者宗教,极端宗教主义者,他不相信进化论,攻击的一个理由是他认为你缺少这种过渡类型的化石。事实情况是这样吗?

  当然不是。这是《科学杂志》2014年度十大进展,其中鸟类的起源,讲到十几年二十年前,在中国发现了大量的长羽毛的恐龙和早期鸟类化石,所以鸟类起源于恐龙,获得了大量的证据支持。

  如果不看恐龙,我们只看现在的生物,鸟类应当是从爬行动物来的,但是爬行动物里面包括这样一些不同的类型,蛇、蜥蜴、鳄鱼等等,它们和鸟中间的差距还是很大的,我们要找到他们中间过渡类型实际上不容易。

  怎么找呢,当然要从化石里面去找,所以化石能够提供进化的很多过渡类型。这里面放了一个关系图,我们现生的动物里面,鳄鱼和鸟类的关系是最近的,但是这两种生物看上去差多远。鳄鱼中间经过了恐龙、到了始祖鸟——这是最古老的鸟类,再到了现生的鸟类,这些过渡类型,过渡的类型在中间就是化石。

  我再用一个图简单地示意一下。鳄鱼和麻雀怎么来找到他们共同的祖先?我们只能到化石里面去找,就是中间这个圆圈,我们找这个树,最上面的是现生生物,下面的很多是化石。如果你把化石全扔掉的话,你确实觉得不同的生物类型之间差得太多了,但是你一旦把这个化石找到了,你会发现它的差距会越来越小。所以这个十大进展选用了鸟类的起源,因为在过去的二十年间,中国发现了大量的证据,其中一点就是长羽毛的恐龙。因为过去认为羽毛是鸟类所特有的,后来发现恐龙也能长羽毛,在中国发现了大量的像中华龙鸟、顾氏小盗龙等等。

  值得一提的2009年我们的同志还发现了一个叫赫氏近鸟龙,这个种名就献给了赫胥黎——进化论一个最忠实的支持者,赫胥黎被称“达尔文的斗犬”,碰巧他又是第一个提出鸟类起源于恐龙学说这个科学假设的科学家。所以我觉得2009年我们把这样一个物种的名字,献给赫胥黎应该是一个最好的纪念,也是对进化论的一个支持。

  其实除了长羽毛的恐龙,我们也发现了很多鸟的化石,所以我们可以画一张谱系图出来,我们知道从中华龙鸟、近鸟龙到热河鸟等等。我们不仅知道爬行动物和鸟类之间有大量的恐龙,实际上我们还找到了更多原始的鸟类,像比始祖鸟和现代鸟类更近的这样一些过渡的化石的类型。

  不仅仅生物不同门类之间存在这种过渡,实际上大家看看不同的哺乳动物,蝙蝠、鼹鼠,你会发现它们的变化很大,但是它们最基本的结构,还是来自于四肢,比如说五个手指没有太大的变化。所以生命特征的变化,复杂的结构从来都是在原来的基础上修修补补,进化不是无中生有的,好像今年一下突变出来一个翅膀了,不可能的,你总得找到半个翅膀,四分之一个翅膀的模样。进化修修补补特性决定了没有完美的进化。

  我们再举一个化石的例子。我们耳朵里都有听小骨,听小骨要出了问题的话,我们的平衡等等是不行的。这个小骨头是哪来的呢?在我们耳朵里面的,其中有两块实际上是从爬行动物的下巴里面来的,它原来在下巴里面是干别的事,大家看到下边红色的和蓝色的这两个大的骨头,最终到了哺乳动物里面,就钻到耳朵里面去了,变成听小骨。当然我们化石里面会找到一系列过渡的类型,就是说耳朵里的骨头不是一下子冒出来的,它是有一个足够过渡的过程。

  实际上生物演化,我们研究古生物学就是要解决一系列的不同的生物之间的过渡,以及这些重要的特征是怎么来的。Jerry Coyne是芝加哥大学一位著名的进化生物学家,他是研究现代生物学的,他对化石还是比较关注的。

  2009年的时候他有这么一段话,他说“虽然达尔文在写作《物种起源》的时候,还没有任何过渡形态的物种可供其作为证据,但如今他应当可以瞑目了,因为现代古生物学的累累硕果已经彻底证实了他的理论。”

  这个当然对古生物学是一个很高的评价,实际上古生物学发现了大量这样类型的化石。但尽管如此,我想说的是,化石的记录实际上远远称不上完整,因为过去生命的生物,我觉得有百分之一、千分之一变成化石就不容易了,实际上化石是不完全的。正因为化石不完全,才导致了我们很多的误区。

  2、另一种解释

  回答刚开始提出的问题:为什么没有那么多过渡的类型呢?比如说我们人、猴子,有没有又像人又像猴子的生物,为什么没有那么多过渡。到了70年代,古生物学家又提出一个叫间断平衡理论来解释,在原先的渐进演化理论提出一个新的假说:认为生物演化速度不是永远不变的。一个新生物种在形成的时候比较快,一旦形成之后它会长时间保持一个稳定的速度,就是快慢交替。物种形成以后,通常长时间不发生变化,而当环境发生骤变之时,物种也发生急剧变化。

  此外,为什么过渡类型的化石少呢?有这么一个解释,就是说快速的演化通常发生在个体比较小的种群,这些小规模的种群形成化石的几率也是比较低的。也就是说这种过渡类型的生物,因为刚开始形成的时候,生活的范围是比较小的,数量也比较少,所以它变成化石的几率也比较小,所以这两个因素,最终导致了过渡性的物种比较少。

  尽管我们发现了很多,但是并不够。实际上最近几年分子生物学的研究进展也很快,包括一些特殊基因的突变等现代生物学,为这个间断平衡理论也提供了证据。不管是古生物学还是遗传学,越来越多的知识,对我们对进化的细节的过程有更多的解释。

  来自“寒武纪”的挑战

  寒武纪生命大爆发,为什么在五亿年之后,好像我们现代生物主要的门都突然一下子出现了?所以当时有人把它称为“Darwin’s headache”,令达尔文感到头疼的一件事。

  实际上达尔文是感到头疼,但是达尔文已经给出了一种解释,他认为是化石记录的不完善导致的。后来我们经常在报纸上看到,有人说中国的澄江生物群挑战了达尔文,或者某某某说我又发现了什么什么,或者国外的某个地质学家说他又发现了什么事情,在我们看来很多都是忽悠人。就是我们很多人语不惊人誓不休。

  实际上寒武纪生命大爆发,我觉得和达尔文的进化论并不相矛盾,没有人可以挑战。达尔文那个时代,寒武纪的生物化石发现的是比较少的,但是今天我们古生物化石记录在不断完善,我们从距今6亿年,到距今5.8亿、5.4亿、5.3亿年,世界各地特别是我们中国,发现了大量的不同生物组织,像安徽的兰田生物群、贵州的瓮安生物群,我们发现实际上还是一个逐渐变化的过程,过去认为突然出现,那是因为我们不了解。

  所以特别是最近,南京地质古生物研究所的同事,在一个很好的杂志,发了一篇文章,说寒武纪大爆发实际上在寒武纪之前就已经发生了。我们看这个图,它并不是从寒武纪的时候(距今5.2亿年、5.3亿年)突然一下子爆发出来,这种突然爆发实际上是一定的假象,因为你对过去保存的历史并不了解。

  当然寒武纪确实是一个生命快速发展的时期,这个也是毫无疑问的,但是我们也给出了合理的解释,比如说环境的变化,有人认为是大气氧的增加,距今6亿年到8亿年之间,曾经有一个雪球地球等等,现代生物学认为像Hox基因的一些基因在那个时候开始出现了,这种出现引起大的生物结构的变革,都导致了一些快速发展,当然还有生态学的一些解释,不同生物之间相互作用等等。

  也就是说,寒武纪大爆发是生物快速发展的时期,但是它是一个长时期的,我们知道从距今6亿年到5亿年之间,这样一个长时期的变化,和达尔文的假说实际上是一点也不冲突的。

  真正的挑战

  有没有人真正的挑战过达尔文呢,我说从科学上真正的挑战是这个日本人,1968年有个叫木村资生的人,他是一个分子生物学家,因为他直接挑战了自然选择。我刚才给大家讲了,自然选择是达尔文(进化论)核心的核心,达尔文认为自然选择是进化一个主要的动力。但是木村资生认为不是,他从分子的角度认为中性突变的遗传漂变是分子演化的主要原因。

  他认为分子水平上,绝大部分的变异都是中性的或者近似中性的,对生物个体没有好处也没有坏处,怎么选啊,大家都是一样的,所以没有受到自然选择的影响。但是这个学说提出来以后,生物学界吵了有几十年,但是现在大家还是慢慢清楚了,这个中性理论是解释分子进化理论,它并不能拿来解释其他层次的进化现象。

  我们讲的自然选择,通常是一种我们看得见的,比如说这个人跑得快,这个动物多强壮,他的这个身高,这些特征可能会受到大自然环境的选择,但是我们选择的不是分子层次上。所以这个吵来吵去,实际上我们吵的不是一回事,但是中性假说确实是对进化论的重大丰富。为什么呢?另外一位著名的日本遗传学家太田朋子,她提出了一个进化的随机性。

  我刚才给大家讲到,三四十年代就有人提出了一个进化的随机性的问题。她说在演化过程中,在自然界能够最终被保留下来的,不见得是那个最能够适应环境的特征。大家听听这句话和适者生存是不一样的,因为这不是适应性的演化。就是说不好的性状,由于机遇在自然界也有可能被固定下来。这就揭示了一个很重要的问题,就是生物进化里面有很多机遇的成分,或者运气。

  我们讲一个人一辈子,这个人一辈子长寿、成功,我想每一个人都承认在里面有很多机遇的成分,实际上生物进化也是这样的。在达尔文的时代当然没有人去解释这样的问题,同样是芝加哥大学的Jerry Coyne,他说“自然选择与遗传漂变在演化上的相对重要性一直是生物学家争论的焦点。”过去达尔文是自然选择,木村资生认为是中性,运气,生物演化就是运气,好像跟自然选择没关系,实际上大家吵来吵去,最终的结果,我觉得大多数生物学家还是认为是自然选择,当然我也依然相信它是推动生物演化的一个主要机制,而且也是适应性演化的机制。

  比如说猛犸象适应寒冷的环境,我们称这种特定的环境里面有特定的适应性的演化,自然选择肯定是一个主要的机制。所以龙漫远先生曾经在一篇文章里面这么总结:“我们现在应该是跨越,要么是中性演化,要么是达尔文演化理论的一个简单的二元判断。”什么意思呢?他说“中性演化是对达尔文理论在分子水平上的补充;提出了并非一切演化都是适应性演化的结果,其中机遇也扮演着重要角色。”我们就说到演化的随机性问题,这是对进化论的挑战,所谓挑战我觉得就是对自然选择的挑战,当然还包括其他方面。

  新的挑战

  最近几年也有人说,进化论是不是有点问题?拉马克是不是又对了?获得性遗传有没有呢?最近生物学里面有一门发展很迅速的一个新兴的分支,叫表观遗传学,是可遗传的环境印记。我们认为过去环境引起的改变是不会遗传下去的,现在发现有些后天环境改变了能够遗传下去。一个孕妇抽烟,这个过去认为不会遗传下去,现在认为可以。

  这个表观遗传当然我不是那么懂,但是它指的是“DNA 甲基化修饰等表观遗传修饰:在DNA序列不发生改变的情况下,通过基因的沉默或激活,导致生物的表型和基因表达发生了可遗传的改变。”就是说这个表观遗传学的发现,对生物、健康都非常重要,我不管你遗传多少代,只遗传到下一代的话也是很大的一件事。

  但是表观遗传学我觉得并没有,至少目前还达不到为拉马克翻案的地步。或者这些遗传并没有得到证实。我也请教过有关的生物学家,他们说表观遗传标记,可能无法维持超过一定的代数。就是说你的基因没改变,你只是表观遗传基因组发生了改变,但这个改变究竟能遗传多少代不知道。所以表观遗传学在进化学上面的意义,实际上现在还是一个有争议的话题。但是不管怎么说,表观遗传学研究并没有挑战自然选择。

  当然还有人有些争议,对现有的进化学理论,比如说2014年Nature曾经登了两篇交锋的文章,题目就是说现有的进化理论框架是不是需要重新的考量?大家看到一派的观点说“YES,urgently”当然了,急需改变。另外一遍说“NO,all is well”,显然很针锋相对。就是说对进化论的理解,这种细节是需要改变的。

  对现有的进化理论批评指的是什么?它认为现有的理论过分强调了基因的作用,是一种基因中心论,环境被当作背景。它认为环境本身不能被作为背景,它是生物进化的一部分。环境可以诱发或者改变选择,性状的变异也不是随机的,生命的演化不是简单的适应环境,而是与环境的协同演化。实际上现有的新的研究,包括表观遗传学,只是进一步告诉我们,生物的演化不完全是基因控制,生物演化本身和环境的关系,是组成了一种复杂的系统,它需要一套新的模型来帮助我们更好地理解进化。我觉得这是一个进步,但是它并没有否定达尔文的进化论。

  本文经授权转载自“墨子沙龙”。

作者:佚名 来源:不详
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