- 第4節(jié) 進(jìn)化不需要血淋淋的爪子
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雖然達(dá)爾文是最著名的進(jìn)化論者,但把進(jìn)化確立為科學(xué)事實(shí)的,卻是法國杰出的生物學(xué)家讓-巴普蒂斯特·拉馬克。甚至是恩斯特·邁爾這位 “新達(dá)爾文主義”(達(dá)爾文理論的現(xiàn)代化,吸收了二十世紀(jì)的分子遺傳學(xué)成果)的旗手,也承認(rèn)拉馬克才是先驅(qū)者。在他1970年的經(jīng)典著作《進(jìn)化和生命多樣性》中,邁爾寫道:“我覺得,拉馬克更有資格被冠以‘進(jìn)化理論的創(chuàng)建者’這一稱號。因?yàn)樗_實(shí)曾被幾個法國歷史學(xué)家這樣稱呼過……寫一整本書來主要闡述器官進(jìn)化理論,拉馬克是第一人;把整個動物系統(tǒng)作為進(jìn)化產(chǎn)物展示出來,他也是第一人。”
拉馬克不但比達(dá)爾文早五十年提出其理論,而且他所提出的進(jìn)化機(jī)制理論也遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒那么殘酷。拉馬克的理論認(rèn)為,進(jìn)化的基礎(chǔ)是生物與其環(huán)境之間的“建設(shè)性”合作互動,這種互動使各種生物能在一個動態(tài)變化的世界中存活并進(jìn)化發(fā)展。他的觀點(diǎn)是,生物獲取、傳遞在不斷變化的環(huán)境中生存所必需的適應(yīng)措施。有趣的是,拉馬克關(guān)于進(jìn)化機(jī)制的假設(shè),證實(shí)了上面說過的現(xiàn)代細(xì)胞生物學(xué)對于免疫系統(tǒng)如何適應(yīng)其環(huán)境的理解。
拉馬克的理論成了教會早期的靶子。人類從低級生物進(jìn)化而來的觀點(diǎn)被譴責(zé)為大逆不道之論。拉馬克也被他的同行科學(xué)家奚落,作為創(chuàng)始論者,他們都嘲笑拉馬克的謬論。德國的一個發(fā)展生物學(xué)家,奧古斯特·魏斯曼[1]試圖證明拉馬克的理論,即生物體會把在與環(huán)境相互作用中獲得的生存取向性狀遺傳給后代。沒想到,他的試驗(yàn)反而幫忙把拉馬克徹底打入了冷宮。在一次試驗(yàn)中,魏斯曼把雄鼠和雌鼠的尾巴切掉,然后讓它們交配。魏斯曼說,假如拉馬克的理論是正確的,那么鼠父母會把它們的無尾狀態(tài)遺傳給后代。第一代老鼠生下來時是有尾巴的。魏斯曼把試驗(yàn)又重復(fù)了二十一代,但連一只無尾老鼠都沒生出來。于是,魏斯曼得出結(jié)論:拉馬克關(guān)于遺傳的觀點(diǎn)是錯誤的。
但,魏斯曼的試驗(yàn)并非拉馬克理論的真正測試。根據(jù)傳記作家喬丹諾娃的說法,拉馬克曾提出,那種進(jìn)化式的改變需要“極其漫長的時間”。喬丹諾娃在1984年寫道,拉馬克的理論“依據(jù)”了許多“提議”,其中包括“統(tǒng)治生物界的法則已經(jīng)在極其漫長的時間內(nèi)產(chǎn)生了越來越復(fù)雜的形式” 。魏斯曼的試驗(yàn)歷時僅五年,對于測試?yán)R克理論顯然不夠長。魏斯曼試驗(yàn)中一個更為根本的錯誤是,拉馬克從來沒說過生物所發(fā)生的每一個改變都會穩(wěn)固生根。拉馬克只是說,生物會把需要依靠其生存的性狀(例如尾巴)固定下來。雖然魏斯曼不認(rèn)為老鼠需要尾巴,但沒人問過老鼠它們是否認(rèn)為尾巴對于它們的存活是必需的!
雖然有這些明顯的錯誤,無尾老鼠研究還是成了摧毀拉馬克聲譽(yù)的幫兇。事實(shí)上,拉馬克大多數(shù)時間都受到忽視和誹謗。康奈爾大學(xué)的進(jìn)化論者沃丁頓在《一個進(jìn)化論者的進(jìn)化》中寫道:“拉馬克是生物學(xué)史上唯一一人,作用重要,但其名字幾乎等于辱罵之詞。大多數(shù)科學(xué)家的成就都注定要隨時間的推進(jìn)而證明有誤,但很少有作者寫出這樣的書:兩個世紀(jì)后,仍然遭到伴隨強(qiáng)烈憤怒的抵制。這種憤怒強(qiáng)烈到連懷疑論者都可能覺得有點(diǎn)良心不安。就事論事而言,我想,拉馬克或多或少受到了不公平的裁判!
沃丁頓說出這些有先見之明的話是在三十年前。今天,在一門新科學(xué)的支持下,拉馬克理論被重新評價:拉馬克這位飽受詬病的生物學(xué)家并非全錯,而被捧上天的達(dá)爾文也并非全對。大名鼎鼎的《科學(xué)》雜志2002年有一篇文章的標(biāo)題就是這種轉(zhuǎn)變的一個公開標(biāo)志:“拉馬克是否說對了一點(diǎn)點(diǎn)?”(巴爾特2000)
一些科學(xué)家對拉馬克重新審視的一個原因是,進(jìn)化論者在不斷提醒我們:協(xié)同合作對維持生物圈的完整有不可估量的作用。在《達(dá)爾文的盲點(diǎn)》中,英國醫(yī)生弗蘭克•瑞安記載了這種協(xié)作關(guān)系的許多例子。其中之一是,一只黃色的龍蝦收集食物,而它的搭檔戈壁魚則保護(hù)它,使它免受捕食者的傷害;另一例是,一只寄居蟹把一個粉紅色的?勗谛窔ど稀!棒~和章魚喜歡以寄居蟹為食。但是,當(dāng)它們靠近寄居蟹,?闵涑鏊伾r艷的觸手。觸手上面有一排排微小的有毒飛鏢,它們蜇住潛在的捕食者,迫使它到別處去尋食。”?涫恳矎倪@種關(guān)系中獲益匪淺:它吃寄居蟹的食物殘?jiān)?
但是,現(xiàn)在對自然界協(xié)作關(guān)系的了解已深入得多,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了那些易于察覺的關(guān)系。《科學(xué)》雜志上近期發(fā)表的文章《我們靠(。┡笥训男⌒椭拍苌妗, “生物學(xué)家越來越清醒地認(rèn)識到,動物是與各種為正常健康和發(fā)展所需的微生物共同進(jìn)化的,且會繼續(xù)共同生存!睂@些關(guān)系的研究現(xiàn)在已成為一個迅速壯大的領(lǐng)域,名為“系統(tǒng)生物學(xué)”。
具有諷刺意味的是,最近幾十年來,我們都被教育要用從抗菌肥皂到抗生素的一切武器來消滅微生物。但這種過分簡化的信息忽視了一個事實(shí):許多細(xì)菌對我們的健康都不可或缺。關(guān)于人類如何受助于微生物的經(jīng)典例子是,我們消化系統(tǒng)中的細(xì)菌對我們的存活至關(guān)重要。人類胃和腸道中的細(xì)菌能幫助消化食物、吸收維持生命的維生素。濫用抗生素對我們的生存有害,這種微生物-人類協(xié)作便是理由?股厥遣环智嗉t皂白的殺手,它們以同樣的效率殺死有害菌和我們生存所需的有益菌。
基因組科學(xué)的發(fā)展揭示了不同物種間協(xié)作的另一種機(jī)制。研究顯示,生物體實(shí)際上是通過共享基因來協(xié)調(diào)統(tǒng)一其細(xì)胞群落。從前人們曾認(rèn)為,基因僅僅通過繁殖遺傳給個體生物的后代,F(xiàn)在科學(xué)家認(rèn)識到,基因共享不僅發(fā)生在同一物種的個體成員中,而且也發(fā)生在不同物種的成員中。通過基因轉(zhuǎn)移共享遺傳信息加速了進(jìn)化,因?yàn)樯矬w能從其他生物體處獲得“已學(xué)到的”經(jīng)驗(yàn)?紤]到這種基因共享,生物體不應(yīng)再被看成互不聯(lián)系的存在;不同物種之間并沒有不可逾越的壁壘!澳茉次⑸锘蚪M計(jì)劃”的負(fù)責(zé)人丹尼爾•德瑞爾告訴《科學(xué)》: “我們再不能輕易地定義‘一個物種’!
這種信息共享并非偶然事件。它是自然用以提升生物圈生存幾率的方法。我們先前討論過,基因是生物體對已知經(jīng)驗(yàn)的物理性記憶。根據(jù)最新發(fā)現(xiàn),生物之間的基因交換會傳播那些記憶,因此影響生命群落中所有生物的存活。既然我們已經(jīng)認(rèn)識了物種之間和物種內(nèi)部的這種基因交換機(jī)制,遺傳工程的危險(xiǎn)性就顯而易見了。例如,對西紅柿基因作出的微小改變可能不會止步于那個西紅柿,而是可能會以我們預(yù)見不到的方式改變整個生物圈。已經(jīng)有研究表明,當(dāng)人類消化轉(zhuǎn)基因食物時,人造的基因會轉(zhuǎn)移到腸道內(nèi)的有益細(xì)菌中,并改變后者的性狀。同樣,發(fā)生在基因工程農(nóng)作物與周圍本地物種之間的基因轉(zhuǎn)移已經(jīng)產(chǎn)生了被視為超級雜草的高抗品種。遺傳工程師把轉(zhuǎn)基因生物引入到環(huán)境中時,從未把基因轉(zhuǎn)移的事實(shí)納入考慮,F(xiàn)在,轉(zhuǎn)基因在環(huán)境內(nèi)其他生物中散布并改變其他生物,我們于是開始體驗(yàn)遺傳工程師的疏忽失察所帶來的可怕后果。
遺傳進(jìn)化論者們警告說,通過共享基因的教訓(xùn),我們應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到所有物種協(xié)同合作的重要性。如果不吸取這個教訓(xùn),我們就會威脅人類的生存。我們必須超越那種強(qiáng)調(diào)個體重要性的達(dá)爾文理論,轉(zhuǎn)向另一種強(qiáng)調(diào)群體重要性的理論。英國科學(xué)家提摩太•雷頓提供的證據(jù)證明,較之同一物種內(nèi)個體之間的互相作用,進(jìn)化更依賴于不同物種之間的互相作用。進(jìn)化變成了一個最適群體生存的問題,而非最適個體生存的問題。在《科學(xué)》1998年的一篇文章里,雷頓寫道,人類“必須考慮所有生物的整體和它們的物質(zhì)環(huán)境,以全面了解哪些性狀能保存下來并起主導(dǎo)作用”,而不僅僅只關(guān)心個體和個體在進(jìn)化中的作用。
雷頓認(rèn)同詹姆斯·洛夫洛克的“蓋亞假說”,該假說宣稱地球與其所有物種組成一個互相作用的有生命的機(jī)體。這個假說的贊同者認(rèn)為,不論是毀滅熱帶雨林、耗損臭氧層還是通過遺傳工程改變生物,只要擅自改變這個名為蓋亞的超級有機(jī)體的平衡,都會威脅蓋亞的生存,從而也威脅人類的生存。
英國自然環(huán)境研究理事會資助的最近研究證實(shí)了這些憂慮。地球歷史上曾經(jīng)有過五次集群滅絕,它們都被認(rèn)為是由地球以外的事件引起的,例如彗星撞地球。而新近的一個研究得出結(jié)論:“自然界正在經(jīng)歷歷史上第六次重大滅絕事件!钡,這一次,滅絕的原因不是外星球力量。根據(jù)研究中的一個作者杰里米·托馬斯的說法,“就我們所能判斷的,這一次滅絕是由一種動物引起的——人類。”
[1] 奧古斯特·魏斯曼(August Weismann,1834—1914),德國動物學(xué)家,他發(fā)現(xiàn)染色體是遺傳信息的載體。
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