長頸鹿的脖子那麼長,只是為了吃到高處的樹葉嗎?

譯林出版社 發佈 2020-02-13T16:27:48+00:00

__2__當樹葉不夠吃的時候,脖子長的長頸鹿占了優勢,可以吃到更高處的樹葉,而脖子短的只好望「葉」興嘆。__3__最終,脖子短的長頸鹿餓死了,脖子長的活了下來,並留下了後代。這就是自然界的生存鬥爭。達爾文不僅提出了自然選擇的原理,而且向世人展示了自然選擇在生物演化中無與倫比的力量

又是一年春節,但由於疫情爆發,今年不復往年心境了。「你安好,我無恙」,也許是今年最流行的祝福語了!此時此刻,你與我都還健康地活著,對你我而言無疑也是世界上最重要的事情。

那麼,新冠肺炎病毒到底從何而來,如何看清它的本質?再一次「禍從口出」的人類,有必要痛定思痛,重新審視自身與自然的關係。

我們從哪裡來,又要向何處去?我們又應該如何看待其他物種?生而為人,這些是我們必須要弄明白的道理。

達爾文的《物種起源》,在人類歷史長河中,石破天驚地追溯生命的起源與演化,讓人類認清自己在自然界中的地位。

《物種起源》出版160年來長盛不衰,並被翻譯成30多種語言,在全世界被人們廣泛閱讀、爭論。它從問世起一直飽受爭議,卻又經受了各種挑戰,被公認為是一本「改變了世界進程的書」。它不僅改變了生命科學這個大學科,而且改變了全人類的思維方式、認知方式和行為方式,成為有史以來最重要的科學與人文經典。

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一個160餘年的小清新讀本

1809年2月12日,是一個特別的日子,達爾文和林肯同在這一天誕生。巧合的是,他們兩人也同在四月去世。

達爾文出身名門,自小愛好博物學,1831年劍橋大學畢業不久,便隨小獵犬號戰艦開始了歷時近5年的環球科考。他啟程之時,跟當時絕大數人一樣,相信上帝創造了世上萬物,物種一經創造就固定不變了。5年後,他返航歸來,心中對此已充滿疑問。

其後20多年間,他利用在環球科考期間所搜集的大量證據,潛心研究,最終向世人證明:自然界的一切並不是上帝一手創造出來的,也並非一直是今天這個樣子。世間所有的生物都是從最初原始的共同祖先類型,經歷漫長地質歲月間的不斷演化而來的。連人類自身也是生物演化的產物。

達爾文就這樣把上帝無所不能的創造力完全給否定了,這無疑是最具衝擊力的。這種影響遠遠超出了科學範疇,而引發了深刻的思想革命。

動搖「神創論」與「物種固定論」

世界上不同的民族和文化,都有各自關於人類起源的神話傳說。比如,中國古代就有女媧造人的神話傳說;而在西方則有不同版本的《聖經》,講述著上帝造人以及世間萬物的故事。也就是我們所說的「神創論」與「物種固定論」。在《物種起源》出現之前,西方人大多都秉持這一信念。

達爾文自然也不例外。況且,達爾文在劍橋大學攻讀的是神學,原本打算當牧師的。可是,5年環球科考途中所見的一切,卻令他十分困惑。

比如,達爾文初到南美時,發現那裡現已完全滅絕的大懶獸等化石與現生的樹懶十分相似。在巴西的洞穴里,他發現有很多滅絕了的物種,其個頭大小與骨骼形態,跟現生物種也十分相近。當他到了澳大利亞,發現那裡的哺乳動物化石,也與現生的有袋類很相似,而與其他大陸上的化石或現生哺乳動物迥異。

他開始思考:如果這些動物都是上帝創造的,為什麼上帝在同一個地區兩次創造同一類動物?既然第一次創造的動物滅絕了,那至少說明是不太成功的,為什麼不加以改進卻再次創造與前一次相似的類型?

他據此推斷:物種並不是固定不變的,而是逐漸演化的,這些化石中的一些物種或許就是現生物種的祖先。

其他一些看似反常的現象也引起了達爾文的注意。

長頸鹿的尾巴,看起來像人造的蒼蠅拍。這樣一個驅趕蚊蠅的小玩意兒,經過演化變得越來越好,這乍聽起來,似乎難以置信。

幼小哺乳動物頭骨上的骨縫,曾被認為是幫助母體分娩的美妙適應。可是,卵生的鳥類和爬行動物的頭骨也有骨縫。達爾文推論:骨縫這一構造起源於一些卵生的低等動物,只不過為胎生的高等動物在分娩過程中所利用罷了。

《物種起源》中類似的觀察與推理,不勝枚舉。除了化石證據之外,還有大量生物地理分布、分類學、形態學(包括動物體內殘跡器官)以及胚胎學等方面的證據。

比如,用於抓握的人手、用於掘土的鼴鼠前肢,用於爬行的龜腿、用於游泳的鯨的鰭狀肢,以及用於飛翔的鳥和蝙蝠的翅膀,竟都是由同一型式構成,而且包含著相似的、處於同樣相對位置的骨頭。達爾文指出,正是各類脊椎動物起源於同一個共同祖先,才形成了這種現象。這足以證明脊椎動物擁有共同祖先。

達爾文在《物種起源》中羅列了方方面面的海量證據,徹底動搖了「神創論」與「物種固定論」等信念,為萬物共祖、生物演化學說提供了令人信服的證據。

「自然選擇」原理

生物演化究竟是如何發生的、新物種是如何形成的呢?對這一問題的解答,是達爾文一生最大的貢獻,也是生物演化論最具革命性的內容——「自然選擇」原理。

自然界的資源是有限的,生物之間會為生存而殊死搏鬥。具有「好」的變異的個體,存活的機會就更大,留下的後代也更多。長此以往,有益的變異得以擴散,有害的變異則被清除,最終使生物更好地適應其生活環境與生存方式。達爾文稱這一過程為「自然選擇」。

最簡單也是最有名的例子之一,就是長頸鹿脖子的演化。

法國博物學家拉馬克最早提出:長頸鹿之所以進化出長脖子,是為了吃到高處的樹葉而不斷拉伸脖子的結果。後來證明,這種通過反覆使用而獲得的性狀是不能遺傳給下一代的(就像運動員通過鍛鍊獲得的發達肌肉不能遺傳給下一代一樣),因此拉馬克的假說是不能成立的。

按照達爾文自然選擇學說,長頸鹿的長脖子是這樣演化而來的:

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一對長頸鹿生下幾隻小長頸鹿,它們的脖子有長有短。這就叫個體變異。而且很多個體變異會遺傳。

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2

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當樹葉不夠吃的時候,脖子長的長頸鹿占了優勢,可以吃到更高處的樹葉,而脖子短的只好望「葉」興嘆。

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3

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最終,脖子短的長頸鹿餓死了,脖子長的活了下來,並留下了後代。這就是自然界的生存鬥爭。

達爾文不僅提出了自然選擇的原理,而且向世人展示了自然選擇在生物演化中無與倫比的力量:自然選擇每日每刻都在滿世界地審視著哪怕是最輕微的每一個變異,清除壞的,保存並積累好的;一旦有機會,便默默地、不為察覺地工作著,改進每一種生物跟周圍環境之間的關係。也正是累積的自然選擇,導致改善了的後代與其原始祖先之間的差異越來越大,從而演化出新物種。

達爾文發現:除了隨機組合和人為設計之外,還有第三種選擇——累積的自然選擇:只要有一點點細微的改善,自然選擇就會找到它、利用它,用時間讓演化達到那些似乎難以企及的目標和複雜性。

適者生存

通過自然選擇發生的生物演化,差異開始極小,後來經過長期累積越來越大。便形成了不同的物種,這又稱作分異原理。

肉食的四足獸類,因為要捕食其他動物,在任何一個地區,數量很容易達到飽和。如果由著它自然增長的話,它的後代必須通過變異生存下去。例如,有些能生活在新的處所,或者上樹、或者下水;有些大概得乾脆改變食性——少吃肉,或者像大熊貓那樣乾脆改吃竹子。

植物也一樣。在同樣大的兩塊地上,如果一塊地只種一種小麥,而另一塊地混雜地種幾個不同變種的小麥,那麼,後者會長出更多不同變種的小麥,結果,平均產量也比前者高。

任何一個物種變異了的後代,如果在構造、體質、習性上越是多樣化,它們就越能在數量上增多、越能侵入其他生物所占據的位置、越能豐富生物多樣性,而且在生存鬥爭中便越加成功。

另一方面,環境在自然選擇中充當篩子的角色。這些生物在新的環境中繼續演化,以利生存與繁衍。結果,在千差萬別的不同環境中就演化出五花八門的不同生物類型。所以,今天地球上的生物多樣性,是億萬年來自然選擇所驅動的生物適應於環境的演化結果!

按照自然選擇理論,並根據累積的自然選擇效果,推導出分異原理,解釋了生物多樣性的由來。原來生物界中的萬物,都是從同一個老祖宗那裡來的呀!達爾文還根據共同祖先這一概念,描繪出「生命之樹」,來代表生命演化的宏觀圖景。這也是《物種起源》原著中唯一的一張插圖。

《物種起源》推翻了「神創論」,並為生物演化提供了自然選擇這一非神力所干預的機制,揭示生物多樣性與萬物共祖是生命演進同一硬幣的兩面。

達爾文手稿,來自《物種起源》插圖收藏版

最後,分享《物種起源》書末一句美文:

「生命及其蘊含之力能,最初注入到寥寥幾個或單個類型之中;當這一行星按照固定的引力法則循環運行之時,無數最美麗與最奇異的類型,即是從如此簡單的開端演化而來、並依然在演化之中;生命如是之觀,何等壯麗恢弘。」

本文整理自苗德歲老師的《解讀<物種起源>》

《物種起源》(插圖收藏版)

一本改變世界進程的書

認清人類在自然界中的地位

公認本版更忠實於「進化論」思想

「北美古脊椎動物學會羅美爾獎」

亞洲唯一獲得者

「古生物界諾貝爾獎」獲得者

苗德歲教授 獨譯

百餘幅達爾文時代手繪插圖

中國科學院院士

張彌曼、周忠

果殼網等

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本期編輯:水晶湯圓

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