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生命无高低,万物皆有灵

周忠和 高山书院 2022-06-17

导读:自然选择是进化的主要动力,机遇也很重要。


点睛:生命无高低、贵贱之分,只有相对的适应,没有绝对的完美,都是大自然在偶然与必然的交替过程中造化的结果。


周忠和简介:美国国家科学院外籍院士,中国科学院院士,中科院古脊椎动物与古人类研究所前所长,著名古生物学家。



“如果没有进化论,生物学的一切将变得无法理解。”这句经典论述来自著名进化生物学家杜布赞斯基(Theodosius Grygorovych Dobzhansky)。进化论是一门基础学科,不理解了它,就很难能理解生物学的大部分内容。


进化论看起来简单,实际上复杂,容易引起误解。诺贝尔奖获得者雅克·莫诺(Jacques Monod))曾说:“进化论的一个奇特好笑的特点是,每个人都以为自己懂得进化论。”大家都赞同进化论,具体怎么回事,并不知道。



只有适应,没有完美


托马斯·赫胥黎(Thomas  Huxley)是第一个提出鸟类起源于恐龙的学者。他写了一本书《进化论与伦理学》,严复先生翻译为《赫胥黎天演论》。


△严复与《天演论》


严复先生只翻译了原书的进化论部分,有意舍去了其伦理学观点。在《赫胥黎天演论》一书中,严复先生加上了赫伯特·斯宾塞(Herbert Spencer)的社会达尔文主义的观点,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。最终,我们看到的进化论,与赫胥黎的本意南辕北辙,这是国人对进化论产生误解的根源。


中科院张德兴教授曾感叹,严复先生的传播,一方面使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,鲜有继承与发展。


人们对进化论的误解主要表现在两方面:第一,把达尔文进化论与拉马克学说混为一谈,将进化简单理解为适者生存甚至是强者生存;第二,认为进化有方向性、进步性。


 拉马克和达尔文的进化论


达尔文(Charles  Darwin)不是最早提出进化论的人,拉马克(Jean-Baptiste Lamarck)是他之前最重要的一个生物学家。拉马克的主要观点包括:第一,生物变异是环境变化所诱发的;第二,环境变化所诱发的变异可以遗传给下一代;第三,简单的生命不断自生,并自动向更高级别发展。


拉马克进化学说重在强调环境的作用。打个比喻,他认为,长颈鹿的祖先原本脖颈很短,为了吃到高处的叶子,不断伸长脖子,脖子一点点变长。变长脖子可以遗传给下一代,一代代积累下来,有了今天的长颈鹿。这是典型的环境或者后天所获能力可遗传的案例。


△拉马克(左)与达尔文(右)


达尔文进化论的核心有两点:一是,强调群体内变异,即同样的物种、不同的个体之间存在差异,应从群体的角度来研究进化。二是,自然选择是生物进化的机制。


达尔文进化论强调的是“自然选择”,而不是“适者生存”。


举个经典例子,英国有一种桦尺蛾,原为白色。工业革命带来的煤烟将浅灰色的树干染成黑色。1848年,人们第一次发现了黑色的桦尺蛾。1950年,英国实施控污法,黑色桦尺蛾比例才逐年减少。为什么?在污染的环境下,黑色桦尺蛾有优势,不易为鸟类发现,更容易生存下去。这不是一种竞争,而是环境选择了更利于生存的黑色蛾子。



同样可以拿长颈鹿作比喻,达尔文的解释是,它的祖先们由于遗传差异产生不同个体,那些脖子比较长的,能吃到高处的叶子,获得了更多的生存优势,在自然选择的作用下,日积月累变成了今天的长颈鹿。


拉马克强调环境外在的作用,达尔文看重内在差异+外部选择。


 现代综合学派


随着分子生物学进入基因时代,我们对进化论的理解更深入。DNA是遗传物质,基因是控制生物性状的基本遗传单位。DNA突变是随机发生的,物种在进化过程存在很大的偶然性。


日本遗传学家木村资生(Kimura Motoo)曾提出“中性演化学说”,挑战达尔文。他认为,在分子水平上,绝大部分的变异对生物没有好处,也没有坏处,进化不受自然选择的影响。实际上,中性演化学说并未对达尔文的理论提出真正挑战,而是其在分子水平上的补充。


日本生物学家太田朋子(Tomoko Ohta)认为,在自然界能被保留下来的,不一定是最能够适应环境的特征,不好的性状由于机遇亦有可能被固定下来。


自然选择只着眼于当前,没有越来越进步的趋势。自然选择是进化的主要动力,机遇也很重要。现在,我们除了说适者生存、幸者生存,或许还可以加上“美者生存”。


生命无高低、贵贱之分,只有相对的适应,没有绝对的完美,都是大自然在偶然与必然的交替过程中造化的结果。



生物化石,进化证据


古生物学家对于进化理论的发展,做了不少贡献。古生物学可以提供有时间标记的数据,也是最直观的证据。


基因是看不见摸不着的,化石却是真实可见的。在心理上,化石证据比分子数据更具说明力。


2001年,《科学》杂志用11页的篇幅介绍了中国化石,标题是《精美的中国化石为生命史书增添了新篇章》(Exquisite Chinese Fossils Add New Pages to Book of Life),文章提到,化石最有用的一点是,提供了中间类型或者过渡类型。


对达尔文进化论挑战最大的,就是中间类型。达尔文曾这样说:“为什么不是每一个组和每一个层位都充满了这样中间的类型呢?这一点也许将成为对我最直接、最严重的挑战。”


“组”和“层位”指的是地层单元,如寒武纪、侏罗纪、白垩纪,是一个地质历史的时段。比如,白垩纪指的是距今1.45亿年到距今6500万年的地质时期。


找过渡类型,就要找化石。比如,始祖鸟被认为是鸟的祖先。始祖鸟与鸽子尾巴不一样,始祖鸟有很长的尾巴,与恐龙很像。



羽毛是鸟的特征,我们看到身上披着羽毛的物种,会认为是鸟类。有人推测,恐龙身上是不是有羽毛?在恐龙身上,生物学家确实发现了与现代鸟类很像的羽毛,比如中华龙鸟、顾氏小盗龙,这支持了鸟是从恐龙起源的假说,带羽毛的恐龙就属于过渡类型。


寒武纪大爆发是一个让达尔文非常困惑的现象。化石证明,生命到5亿年左右,突然一下子爆发,海洋生物出现生机勃勃的景象,这是为什么?


有人估算过,地球上曾生活过的物种高达几十亿,能保存为化石的不到1%。过去100年,古生物学家发现了大量距今5-6亿年的化石,比如埃迪卡拉生物群、翁安生物群、蓝田生物群、关山动物群等。


随着研究工作的不断深入,越来越多的空白被填补,我们发现,大爆发并不是突然出现的,化石提供了重要的过渡证据。


有了化石证据,生命的进化不是假说,不是理论,而是毋庸置疑的事实。



从何处来,向何处去


1859年,达尔文发表了《物种起源》;1871年,发表了《人类的起源与性选择》。达尔文的书,彻底打破了人是超自然力量创造的思想禁锢,让人类知道了自己是谁。


我们是谁?用分类的观点来讲,我们属于动物界,是脊椎动物、哺乳动物、类人猿亚目,是人科、人属、智人种。


谈起人类起源,就涉及到非洲,我们称之为两次“走出非洲”假说。180万年前,直立人出现,第一次走出非洲;30万年前,智人出现,再次走出非洲。


人与动物之间有哪些联系与区别?《裸猿》作者德斯蒙德·莫里斯(Desmond morris)说:“你是旷世无双、无与伦比的物种中的一员。请理解你的动物本性,并予以接受。”



人的生物与社会属性的研究代表是爱德华·威尔逊(Edward Wilson),他的《论人性》(一书曾引起很大争议。他认为,在利己与有利于自己后代的行为之间,在利他与有利于群体的行为之间,存在人性的永恒冲突。作为进化动力的这种冲突,似乎从未达到过平衡。如果一味走向个体主义,社会就会分崩离析;如果过分强调服从群体,人群便无异于蚁群了。


现代分子生物学与遗传学的快速进步,帮助我们认识到,人的精神与行为是进化的产物,离不开基因与环境(包括文化)的相互作用。人类遵从自然选择规律,但是自然选择的力量或类型发生了改变,某种程度上,文化成为新的选择力量,人类与其他动物有了巨大差异


我们在哪里?伴随着科学与文明的巨大进步,人类基本控制了大规模的战争、饥荒和瘟疫;预期寿命几乎增长一倍;基本消灭奴隶制,殖民地不复存在;基本实现了种族平等、男女平等;人文主义与自由市场盛行等。


人类依然面临很大挑战,全球变暖、生态危机、贫富差距、人工智能等带来了伦理、就业与隐私保护等问题。我们取得了巨大进步,担忧也越来越大。


翻开历史,智人像个生态的连环杀手。《人类简史》作者尤瓦尔·赫拉利(Yuval Noah Harari)说过:“没有哪个物种像人类一样,对生态系统起到这么大的阻碍作用。


我们往何处去?未来的科技革命会带来什么?科学技术本身没有善恶之分,主要在于如何利用。人工智能等科技变革不应该带来失业恐慌。一百多年前,工业革命的历史证明,这只是产业转型。未来考验人类的智慧的还是:国家关系、社会阶层、伦理道德等。


38亿年的生命进化历史告诉我们:唯有变化是永恒的,不确定性是生命进化的永恒规律。自然选择的规律不会改变,改变的只是选择的力量和类型。









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