进化,一个复杂而迷人的过程,塑造着我们周围的自然世界。它解释了地球上生命的多样性,从微小的细菌到宏伟的鲸鱼。了解进化的机制对于理解生命史和我们自身的起源至关重要。
自然选择:进化的引擎
自然选择是进化背后的主要力量。它是一个四步过程,在许多代人中不断重复:
- 变异:个体之间存在遗传变异。
- 竞争:资源有限,个体必须竞争生存。
- 适应:拥有有利变异的个体更有可能生存和繁衍。
- 遗传:基因流:个体在种群之间移动,带来新的基因。
- 突变:DNA的随机变化可以产生新的变异。
- 预测疾病:进化理论有助于理解疾病的发生和传播。
- 改善农业:通过育种,我们可以培育出具有我们所需特征的动植物。
- 保护生物多样性:进化为我们理解生态系统和物种濒危原因提供了框架。
进化的意义
进化在我们的生活中发挥着至关重要的作用,影响着我们的健康、农业和环境。了解进化原理让我们能够:
走向物种繁荣
了解进化过程可以帮助我们促进物种繁荣。通过保护栖息地、减少污染和促进遗传多样性,我们可以创造一个更具包容性和有利于所有物种的未来。
结论
进化是一股强大的力量,塑造着地球上的生命。通过自然选择和多种其他机制,物种随着时间的推移而适应和进化。了解进化的原理对于理解我们的自然世界和促进物种繁荣至关重要。让我们拥抱进化的秘密,走向一个更具生物多样性、更可持续的未来。
大自然中的生物进化是如何发生的?
揭示生命的神秘剧本:大自然中的生物进化如何上演?生物进化,这是一部地球生命史上的恢弘戏剧,它以微小的遗传变奏,逐步编排着物种的生存舞曲。 这个过程并非一朝一夕,而是由细微的遗传变异和无情的自然选择,共同谱写了一曲漫长而复杂的乐章。 DNA,这本生物的遗传密码,如同细胞中的时间机器,记录着变异的种子,为物种的演变提供了源源不断的可能。
自然选择,如同大自然的导演,它在每一场生存竞赛中挑选赢家。 每个生物体都面临着觅食、避敌、繁衍等生存挑战,那些拥有微小优势的个体,如碱基的微妙改变,能在竞争中脱颖而出。 这些优势通过基因的接力棒,逐渐在种群中累积,驱动物种适应性的提升,塑造出独特的生存策略。
生物之间的互动,如同剧中的群戏,竞争、捕食与共生的交织,犹如舞台上的一场场生态剧目。 捕食者与被捕食者之间的角力,推动着后者进化出速度、隐蔽或防御的新技能。 同样,环境的变迁,如气候的冷暖、地理的隔阂,都是生物进化舞台上不可忽视的背景音乐。
关键的进化事件和机制,如突变和基因流,是这场大戏中的转折点。 突变犹如创新的火花,赋予物种新的适应性,基因流则如同文化的交融,促进物种的进化融合。 而遗传漂变,如同命运的随机骰子,对物种的基因结构和命运走向产生深远影响。
生物进化,是一个漫长而微妙的旅程,它在遗传变异的调色板、自然选择的剪辑器,以及环境因素的剧本中,孕育出生命多样性的丰富画卷。 每一个物种都在这个过程中,不断地适应、改变,以求在无常的环境中生存下去。 然而,进化并非单向的,它是一个循环的过程,既有适应性的强化,也有对旧模式的挑战。 正是这种持续的创新和演变,推动着地球生物的多元生态世界不断向前发展。
总结来说,大自然中的生物进化,是一部永恒的交响乐,由遗传变异的音符、自然选择的指挥棒,以及环境和物种互动的乐章共同演奏。 它既揭示了生命的坚韧与智慧,也为我们理解生命本质和生物多样性提供了深入的视角。 这个过程,既是生命的奇迹,也是地球生命故事的永恒篇章。
关于达尔文的非凡见解指的是什么?
1859年夏秋之交,英国一家很有名的杂志《季度评论》的编辑威特惠尔·艾尔文收到了博物学家查尔斯·达尔文一本新书的样本。 艾尔文饶有兴致地读完了这本书,认为它有一些价值,可是又担心它的主题过于狭窄,恐怕不足以吸引广大读者的目光。 他要求达尔文写一本有关鸽子的书,“每个人都对鸽子感兴趣。 ”他热情地建议说。
艾尔文的热情建议没有被采纳,1859年11月底,《物种起源由自然淘汰的作用而来,或优良的族类在生存竞争中保存》正式出版了,每本定价为15先令。 第一版上市的第一天就卖出了1250本,自那以后就一直未曾绝版过,而且由它所引发的争议,也一直从未停息过——对于一个喜欢蚯蚓到了无以复加的程度,要不是出于一时冲动环游了世界,终其一生很可能只是一个默默无闻的乡村牧师的人来说,这实在是一件非常了不起的事。
查尔斯·罗伯特·达尔文1809年2月12日生在英格兰中部偏西一个宁静的小市镇什鲁斯伯里。 他的父亲是一位受人尊敬的内科医师,母亲是著名的制陶世家乔西亚·韦兹伍德的女儿,她在达尔文年仅8岁的时候就去世了。
达尔文从小生活条件优越,可是学习成绩平平,这使得他丧偶的父亲痛苦不已。 “你除了打猎枪、玩狗、捉老鼠,什么都不挂在心上。 你将丢你自己和整个家族的脸。 ”他父亲有一次曾经这样写道。 凡是回顾查尔斯幼年生活的时候,几乎总是要引用他父亲的这句话。 尽管达尔文感兴趣的是自然史,可是在父亲的坚持下,他还是勉强到爱丁堡大学学医。 然而,他一见到血就犯晕,一碰到病人痛苦就神经高度紧张。 有一次,他亲眼目睹了一位小孩的手术,小孩声嘶力竭的惨状——那时还未发明麻醉药——给他的精神造成了永远也无法抹去的创痛。 他试着转学法律,但很快发现这门学科极其枯燥,实在令他难以忍受。 最后,他并不十分顺利地从剑桥大学获得了一个神学学位。
乡村牧师的生涯似乎正在前面等着他,就在这时,一个更具诱惑力的机会不期而然地出现在了他的面前。 海军探测船“贝格尔”号船长罗伯特·菲茨罗伊邀请达尔文一同去远航——菲茨罗伊的身份决定了他非得跟有教养的人交往——实际上是作为船长的餐桌伙伴。 菲茨罗伊十分古怪,他挑选达尔文是因为他喜欢达尔文的鼻子的形状。 (他认为这是性格坚强的体现。 )达尔文并不是菲茨罗伊的首选,但是最终还是得到他的认可,因为他更中意的人选跑掉了。 以今天的观点来看,两个人最显著的共同点莫过于他们都非常年轻。 在他们出发时,菲茨罗伊年仅23岁,达尔文只有22岁。
菲茨罗伊的主要任务是绘制沿海水域图,可是他的爱好——实际上是极度的热情——是要为《圣经》中所描述的上帝创造人的文字寻找实证。 达尔文曾经接受过神学训练,这是菲茨罗伊决定让他一同前往的主要原因。 可是达尔文后来不但表现出自由主义的观点,而且并非全心全意地奉行基督教教义,这成了他们之间不断冲突的根源。
达尔文在“贝格尔”号上从1831年一直待到1836年。 显而易见,这对于他来说,这既是一次增长阅历的大好机会,也是一次充满艰辛和困苦的旅行。 他和菲茨罗伊船长一起挤在一个小舱里,这很可能不是一件容易的事,因为菲茨罗伊经常大发脾气,接着又恨得咬牙切齿,他们经常争吵不休。 达尔文后来回忆说,这种争吵有时几乎到了“疯狂的边缘”。 远洋航行即使在最好的时候也往往是一件令人烦闷的事——“贝格尔”号的前任船长就是在孤寂与忧伤中用子弹对准头颅结束了自己的生命的——而菲茨罗伊来自一个著名的患有抑郁症的家族。 10年前,他的叔叔卡斯尔雷子爵在其担任英国财政大臣的任期内用刀子割断了自己的喉咙。 (1885年,菲茨罗伊也以同样的方式自杀身亡。 )即使在情绪稳定的时候,菲茨罗伊也是不可理喻的。 他们的远航刚刚结束,菲茨罗伊就和一个他爱慕已久的年轻女子结了婚,这使达尔文吃惊不小,因为在他们长达5年的朝夕相处的过程中,菲茨罗伊竟然一次也没有表露过他的这种爱慕之情,他甚至连她的名字也从未提到过。
不过,在其他所有方面,“贝格尔”号航行是一次成功之旅。 达尔文在远洋航行中所锻炼出来的冒险精神贯穿了他的一生,而在此期间他所收集的数量众多的标本足以供他研究一辈子,并且以此确立了他的声望。 他发现了许多十分珍贵的大型古代化石,其中包括迄今为止最为完好的大地懒属;在智利,他经历了一次险些致命的地震;他还发现了一种新的海豚(他非常恭敬地将它命名为菲茨罗伊海豚);他对整个安第斯山脉作了详尽而有用的地质考察,并且提出了一种有关珊瑚礁成因的新理论。 他在这一备受世人推崇的理论中提出,珊瑚礁不可能形成于100万年以内——特别要指出的是,这是他第一次显露出他一贯认为地球上生命的演进过程是极其古老的。 1836年,在离开家乡五年零两天之后,达尔文重新回到了家乡。 此时他已27岁,从此他再未离开英格兰。
在远洋考察期间,达尔文并没有提出进化论(抑或任何理论)。 进化作为一个概念到19世纪30年代已经存在了几十年,达尔文的祖父伊拉兹马斯在一首水平不高、名为《自然的神殿》的诗中,曾对进化理论发出由衷的赞美,当时达尔文还没有出生。 直到年轻的达尔文回到英格兰并读到托马斯·马尔萨斯的《人口论》(认为呈算术级增长的食物供给永远也满足不了呈几何级增长的人口)之后,进化论的观念才开始在他的心中萌生。 他意识到,生命是一个持续不断的竞争的过程,自然选择决定了某些物种繁荣,某些物种衰败。 说得具体一些,达尔文观察到,所有的生物都为了争夺资源而相互竞争,那些天生具有优势的生物才会繁荣昌盛,并且将这种优势遗传给他们的后代。 通过这种方式,物种持续不断地得到了改进。
这似乎是一种再简单不过的看法——这确实也是一个十分简单的看法,但是它解释了太多的问题,而达尔文准备将他的一生奉献给这种理论。 在阅读《物种起源》时,T.H.赫胥黎曾喊着说:“我怎么这么愚蠢,竟然没有想到这一点!”从那以后,这种感叹声就一直不绝于耳。
有趣的是,在他的所有著作里,达尔文并没有使用“最适应者生存”这个词(虽然他确实对这个词由衷地赞赏)。 它是1864年由赫伯特·斯宾塞在他的《生物学原理》一书里创造的,那是在《物种起源》发表5年以后。 达尔文也没有使用“进化”这个词(那时这个词已经用得很广泛,有极大的诱惑力),而是代之以“后代渐变”。 直到《物种起源》第6次印刷的时候,他才开始使用这个词。 尤其重要的是,他的结论也绝不是他在加拉帕戈斯群岛期间注意到那里的效舌鸫的嘴多种多样,受到了启发才得出来的。 通常的说法是(至少在我们许多人的记忆里通常是这样的),当他一个岛一个岛旅行时,达尔文注意到每个岛上的效舌鸫都非常适宜利用当地的资源——一个岛上的效舌鸫的嘴又短又坚固,适宜啄开坚果;到了下一个岛屿,效舌鸫的嘴也许又长又尖,适宜在岩缝中啄玉黍螺——正是这种现象使得他开始想到,也许这些鸟并不是生来就是这样,而是在某种程度上自己造成了这样。
事实上,确实是鸟类创造了它们自己,不过注意到这一点的并不是达尔文。 在随“贝格尔”号远航时,达尔文是一个初出校园的学生,不是训练有素的博物学家,因此他并没有注意到加拉帕戈斯的鸟类全都属于同一类型。 是达尔文的朋友——鸟类学家约翰·古尔德意识到,达尔文发现的不过是具有不同本事的效舌鸫。 不幸的是,由于没有经验,达尔文并没有注意到这些鸟分别来自加拉帕戈斯群岛的哪一个岛屿。 (他在观察乌龟时犯了同样的错误。 )清理这种混乱状态让他花费了好多年的时间。
由于类似这样的种种疏忽,同时也由于需要将“贝格尔”号带回的成箱成箱的标本加以分门别类,直到1842年,在回到英国之后的第5年,达尔文才最终草拟出他的新理论的雏形。 两年后,他将他的新理论进一步扩充成230页的“概要”。 接着,他做出了一件惊人之举:他将他的笔记扔到一边,用了15年的时间忙于别的事情。 他成了10个孩子的父亲,他花了将近8年的时间撰写一部关于藤壶的详尽的著作。 (“我比以往任何人都讨厌藤壶。 ”在这项工作结束以后,他叹息着说。 这是可以理解的。 )他得了一种怪病,经常无精打采,头晕眼花,“心神不定”,他自己说。 他时常感到恶心,心率失调,偏头痛,极度疲劳,浑身打战,眼冒金星,呼吸短促,“头脑变得轻飘飘的”,情绪极度低落,这是不足为怪的。
他得病的原因,至今没有定论。 人们有许多猜测,但最无根据而又最有可能的是他患了一种热带慢性病夏格氏病,他有可能是在南美洲被寄生虫锥体虫叮咬而感染这种疾病的。 一种比较符合实际的说法是一种身心疾病。 无论是哪种病,痛苦是不言而喻的。 他常常只能连续工作不超过二十分钟,有时甚至更短。
在他余生的许多时间里,达尔文尝试了一系列越来越绝望的治疗方法——洗冷水浴呀、泡醋呀、电疗呀,最后一种害得他不停地遭受小小的电击。 他几乎成了一个隐士,很少离开他在肯特的家。 搬家以后的第一个举措是在书房的窗外立了一面镜子,这样他可以提前发现,必要的话还可以回避来访之客。
达尔文没有把他的理论公之于世,因为他太清楚这将会对社会产生怎样的震撼了。 在1844年,在达尔文把手稿锁进抽屉里的那一年,有一本名为《创造的自然史之残迹》激起了思想界的勃然大怒,因为它提出人类可能是从比较低等的灵长类动物进化而来的,在此过程中没有得到创造世界的神灵的帮助。 作者事先估计到会掀起轩然大波,便十分小心地将自己的身份隐匿起来。 这个秘密保守了40年之久,连他最亲近的朋友也不知道。 有的人猜测作者可能是达尔文,有的人怀疑是阿尔伯特亲王。 实际上,作者是一位成功而又不事张扬的苏格兰出版商,他的名字叫罗伯特·钱伯斯,他不愿意暴露自己有其实际的以及个人的考虑:他经营的是一家专门出版《圣经》的著名公司。 《残迹》不仅受到国内外宗教人士的抨击,也饱受众多学术界人士的批判。 《爱丁堡评论》用了将近整整一期的篇幅——长达85页——将它批得体无完肤。 连进化论的拥护者T.H.赫胥黎也对这本书进行了猛烈的抨击,可是他一点儿也没有意识到,该书的作者是他的一位朋友。
达尔文的手稿也许到死也不会发表,可是一件意想不到的事情令他深感吃惊。 1858年夏初,达尔文收到了一个来自远东的包裹,里面有一位名为阿尔弗雷德·拉塞尔·华莱士的年轻博物学家写的一封措辞友好的信,以及他的一篇名为《变种与原种永远分离的趋势》的论文草稿。 该文提出了自然选择的理论,与达尔文未发表的手稿不谋而合,有一些语句甚至与达尔文的如出一辙。 “我从未见过如此巧合的事情,”达尔文沮丧地说,“即使阅读了我写于1842年的手稿,华莱士也给不出比这更加精当的概括。 ”
华莱士并不像有时候认为的那样,是不期而然地闯入了达尔文的生活。 他们两个人已经在通信,华莱士还曾不止一次大度地把他认为有点意思的标本寄给达尔文。 在两人通信的过程中,达尔文曾委婉地告诉华莱士,他早已把物种起源作为自己独占的研究领域。 “到今年夏天,我已经第20年(!)没有打开过我的第一部手稿了,里面论述了物种和变种是怎样彼此不同的。 ”早些时候,在给华莱士的信里,他曾这样写道,“我现在正准备出版我的著作。 ”他接着说,不过实际上他并没有打算这样做。
然而,华莱士没有领会达尔文的意思——无论如何,他当然不可能知道他的理论与达尔文已经研究了20年的学说会几乎一致。
达尔文被置于一种左右为难的境地。 如果他抢先发表自己的作品以确保自己的优先权,他就会占了一位远在千山万水之外的无辜的仰慕者的便宜;如果他退让一步,就如发扬绅士风度所必须做的那样,他就会失去他自己独立研究所得的理论的发现权。 华莱士自己也承认,他的理论是灵光一现的产物;而达尔文的理论则是十几年仔细研究、周密思考的结果。 因此,这是绝对不公正的。
好像是为了增加他的痛苦似的,达尔文那和他同名的小儿子查尔斯感染了猩红热,病情极为严重。 6月28日,病况危急到了顶点,小查尔斯去世了。 尽管悲痛之极,达尔文还是抽时间给他的朋友查尔斯·莱尔和约瑟夫·胡克匆匆写了一封信,提出愿意给华莱士让路,但说要是这么做,那就是意味着他所有的工作“都将付诸东流,无论那成果有多大意义”。 莱尔和胡克找到了一种两全其美的方法。 他们将达尔文和华莱士观点的概要同时提交给林奈学会的一次会议,当时该学会正在为恢复自己作为科学权威的地位而努力。 1858年7月1日,达尔文和华莱士的理论被公之于世。 达尔文本人并没有参加会议。 开会的那一天,他和他的妻子正在安葬他们的小儿子。
达尔文一华莱士的论文是那天晚上提交的7篇论文中的一篇——其他6篇文章中,有一篇是研究安哥拉的植物区系的——列席会议的听众大约有30名。 即使他们意识到自己正目睹那一世纪科学领域最激动人心的时刻,他们也没有表现出来。 接下来并没有讨论,在社会上也没有激起多大反响。 达尔文后来高兴地注意到,只有一个人在文章中提到了这两篇论文,他是都柏林一位名叫豪夫顿的教授。 他的结论是:“在这两篇文章中,凡是新的内容都是荒谬的,凡是旧的内容都是正确的。 ”
华莱士当时仍在远东,过了好久他才知道这一切,他表现得很平静,似乎对能够被列入进化论的发现者之列而感到十分高兴。 他此后甚至一直将这个理论称之为“达尔文主义”。
还有一个人对达尔文最先发现进化论的资格构成了大得多的威胁,这人名叫帕特里克·马修,是苏格兰的一名园艺师。 令人吃惊的是,他事实上远在达尔文开始“贝格尔”号之航的同一年就提出了自然选择理论。 不幸的是,他是在一本名为《海军用木和森林栽培》的书里提出这些观点的,不仅达尔文没有读到,全世界都没有注意到。 当他看见达尔文被所有人推崇为进化论的发现者,而这一理论事实上是他最早提出的时候,他马上采取行动,给《艺园者纪事》写了一封信。 达尔文毫不犹豫地表示了歉意,不过他同时也声明说:“我想任何人都不会感到吃惊,无论是我,还是任何别的博物学家,都没有听说过马修先生的观点,因为他的话讲得很简单,又是出现在一本关于《海军用木和森林栽培》的作品的附录里。 ”
华莱士在以后大约50年里仍然是一名博物学家和思想家,而且偶尔还干得不错,但渐渐对科学失去了兴趣,将自己的研究转向了降魂术以及宇宙中存在别的生命可能性等方面。 因此,达尔文主要是因为人家放弃而独自拥有了进化论的发明权。
达尔文终其一生都为自己的观点而感到苦恼。 他称自己是“魔鬼的牧师”,说披露进化论使他觉得就像“招认自己是一名杀人犯”。 除此之外,他还深深地伤害了他虔诚的爱妻。 尽管这样,他还是立即着手将他的手稿扩充成一本书。 一开始他给这本书取名为《物种起源和自然选择的多样性概论》,这个书名过于冗长和含混,出版该书的约翰·莫瑞决定只印500册。 但是在拿到手稿以后,再加上使书名稍具吸引力,莫瑞决定将初版的印数增加到1250册。
《物种起源》在商业上立刻取得成功,但却没有激起多大反响。 达尔文的理论面临两个很棘手的困难:一方面,要过很多年以后,它才最终得到开尔文勋爵的承认;另一方面,化石方面所提供的证据也少得可怜。 有一些善于思考的批评家提出这样的疑问,达尔文的理论中如此明确地强调的物种的过渡形态在哪里呢?如果物种是持续不断地进化的,那么在化石中一定存在不少进化过程中的中间形态,但是事实上却没有。 其实,当时(及以后很多年)已发现的化石表明,一直到著名的寒武纪大爆发之前,地球上根本没有任何生命。
而在没有任何证据的情况下,达尔文却坚持认为早期的海洋里一定存在着丰富多彩的生命形式,只是我们还没有找到它们而已。 这是因为,不论出于何种原因,它们并没有保存下来。 达尔文认为这是惟一合理的解释。 “这种情形现阶段肯定无法解释清楚,但可以尽量被看做是与现存看法相对立的合理观点。 ”他很直率地承认,但是拒绝考虑其他可能性。 为了解释,他推论说——富有创见,却是不正确的,也许前寒武纪的海水太清澈了,不能沉淀下任何物质,因此也就没有将化石保存下来。
即使是达尔文最好的朋友,也对他的某些过于武断的结论感到不安,亚当·塞奇威克是达尔文在剑桥大学的老师,1887年曾带他到威尔士作地质考察,他说达尔文的书给他的“痛苦多于快乐”。 杰出的瑞典古生物学家路易斯·阿加西斯拒绝接受他的观点,认为它纯属臆想。 连莱尔也不胜郁闷地得出结论说:“达尔文走得太远了。 ”
T.H.赫胥黎不喜欢达尔文所主张的进化要经历漫长的地质时间的观点,因为他是一个突变论者,也就是说他相信进化是突然而非逐渐发生的。 突变论者(这个词来自拉丁语“跳跃”)无法相信复杂的器官会慢慢地分阶段出现。 十分之一的翅膀,或者二分之一的眼睛,试问这样的器官究竟有什么用处?在他们看来,这种器官只有以已经完成的形式出现才有意义。
赫胥黎所主张的这种突变论是十分极端的,有点儿令人吃惊,因为它很容易使人联想起由英国神学家威廉·佩利于1802年首先提出的一个极为保守的宗教观念,这种观念被称为“来自设计的论证”。 佩利认为,如果你在地上发现了一块怀表,即使你以前从未见过这样的东西,你也会立刻意识到它是由某个有才干的人制造的。 他相信大自然也是如此,它的复杂性就是精心设计的证明。 这种观念在19世纪影响极大,也令达尔文感到不安。 “直到今天,我一想到眼睛心里就直打冷战。 ”在给朋友的一封信里,达尔文这样写道。 他在《物种起源》中承认,自然选择能以渐进的方式产生这样一种器官,“坦率地说,似乎是个极其荒唐的观念”。
即便如此,达尔文不仅依然坚持所有的变化都是渐进的,而且几乎《物种起源》的每次重版,他都要将他所认为的进化过程所需的时间长度增加一些,这导致了他的支持者的强烈反感,支持他理论的人越来越少。 “最后,”根据科学家兼历史学家杰弗里·施瓦兹的说法,“达尔文在自然史和地质学家同行那里仅有的支持也丢失殆尽了。 ”
具有讽刺意味的是,达尔文将他的书取名为《物种起源》,可是对物种是怎样起源的,他却不能作出解释。 达尔文的理论暗示了一种使得一个物种怎样变得更强、更好或更快——一句话,更适应——的机制,但却没有说明新的物种是怎样诞生的。 苏格兰工程师弗莱明·詹金思考了这个问题,指出达尔文的论点中的一个严重缺陷。 达尔文认为某一代物种中出现的(有利的)特性都会传给下一代,并从而使该物种更加强健。
詹金指出,上一代中的(有利的)特性在遗传给下一代时,不会在随后的几代中占主导地位,而实际上是在混合过程中被冲淡了。 如果你往威士忌中倒进一杯水,你不会使威士忌变得更浓,而是将其稀释了;如果你再往已稀释的威士忌中倒进一杯水,威士忌会变得更淡。 同样,上一代父母遗传给下一代的有利特性在随后的不断繁殖中会被逐渐削弱,直到最后完全消失。 因此从动态的观点来看,达尔文的理论显然是站不住脚的,它只能解释静态的事物。 在进化过程中,特异现象时有发生,但是它们很快就会消失,因为生物体总是倾向于使一切都回归于平常。 如果自然选择要起作用的话,就得需要某种尚未发现的替代机制。
达尔文和其他所有人都不知道的是,关于这个问题,远在1200公里外的欧洲中部的一个不起眼的角落,一个名为格列高利·孟德尔的离群索居的修道士将会提供一个答案。
孟德尔1822年出生于奥地利帝国的一个偏僻小镇(现属捷克共和国)的一个贫苦农民家庭。 中学课本曾将他描述为一个单纯的乡下修道士,有比较敏锐的观察力,他的很多发现很在程度上都带有偶然的成分——他在修道院的菜园里种植豌豆的时候发现了一些很有意思的遗传特点。 事实上,孟德尔是一个训练有素的科学家——他曾经在奥尔慕茨哲学研究所和维也纳大学攻读过物理学和数学——他对他所研究的一切进行了非常科学的整理和归纳。 不仅如此,从1843年起,他所供职的修道院成了一个非常有名的学术中心。 修道院有个拥有2万册藏书的图书馆,具有严谨的科学研究的传统。
在着手他的实验之前,孟德尔花了两年时间培育研究所需的标本。 他选择了七种不同的豌豆,在确保它们繁殖纯种之后,他在两个全职助手的帮助下开始反复种植这些豌豆并将其中的株进行杂交。 这是一项极为细致的工作。 为了防止意外受粉,他们必须不厌其烦地记录豌豆种子、豆荚、叶子、茎和花在生长过程中,以及在外表方面极细微的差别。 对于他所做的事情的意义,孟德尔知道得很清楚。
他从未用过“基因”这个词——这个词1913年才第一次出现于英国的一本医学词典——虽然发明了“显性的”和“劣性的”这样的概念。 他的建树在于他发现每一颗种子都包含两个“遗传因子”或他所谓的“本分”——一个是优势的,另一个是劣势的,这些因子一旦相互组合,就会产生可以预期的遗传形式。
他把这种结果转换成了精确的数学公式。 孟德尔总共用了8年的时间从事这项研究,接着又在花卉、玉米和其他植物上进行了类似的实验,以检验他的结论的正确性。 甚至还不如说,孟德尔的研究方法过于科学,以致当他1865年在布尔诺自然史学会的2月和3月月度会议中宣读他的论文时,大约40个听众很有礼貌地听了他的演讲,可是他们显然无动于衷,即使对他们中的不少人来说,植物的培育实际上是他们极感兴趣的一件事。
孟德尔的报告出版以后,他迫不及待地给瑞士伟大的植物学家卡尔·威廉·冯·耐格里寄了一份。 从某种意义上说,耐格里的支持对孟德尔理论的前途有着至关重要的作用。 不幸的是,耐格里没有意识到孟德尔的发现的重要性,他建议孟德尔培育山柳属科植物。 孟德尔按照他所说的去做了,但很快发现山柳属植物并不具备研究遗传性所必不可缺的特点。 很明显,耐格里并未认真阅读他的论文,甚至可能根本没有读。 灰心丧气的孟德尔从此放弃了遗传性研究,在他的余生中转而种植良种蔬菜,从事蜜蜂、老鼠、太阳黑子之类别的研究。 最后他被推选为修道院院长。
孟德尔的发现并未像有时候被认为的完全被大家疏忽。 他的研究成果被光荣地收入《大英百科全书》中——当时是一部记录科学思想的著作,其重要性远远超过它在今天的地位,并且在德国威廉·奥伯斯·福克所撰写的一篇重要论文里被一再引用。 实际上,由于孟德尔的观点一直未曾沉没在科学思想的汪洋大海之中,因此,当世界具备了接受它们的条件时,它们就很容易地被人们重新发现。
达尔文和孟德尔一起为20世纪的全部生命科学奠定了基础,不过他们两个都没有意识到这一点。 达尔文发现所有的生物都是相互关联的,并且它们说到底都“源自一个共同的祖先”;而孟德尔的工作则从机制上为这一切是怎么发生的提供了解释。 他们两个人本来可以相互帮助。 孟德尔拥有一本德文版的《物种起源》,据说他读过这本书,因此他一定意识到他的工作适用于达尔文的理论,但是他似乎并没有想办法和达尔文联系过。 而达尔文这一方呢?人们知道他研究过福克的非常有影响的论文,里面一再提到孟德尔的著作,但是他并没有将它们和自己的研究加以联系起来。
在一般人的眼中,人是由猿进化而来的观点是达尔文学说的重要特点,实际上根本不是,这一观点只是在达尔文的学说中顺便提了提。 即便那样,大家不需要有太多想像力就能从达尔文的理论中明白关于人类发展的这一层意思,而这很快就成了人们热烈讨论的一个话题。
1860年6月30日,星期六,在牛津郡英国科学促进协会的一次会议上,一决雌雄的时刻到来了。 赫胥黎应《创造的自然史之残迹》一书的作者罗伯特·钱伯斯之邀出席了那次会议,不过当时赫胥黎并不知道钱伯斯与那部富有争议的著作的关系。 就像往常一样,达尔文并没有出席。 会议是在牛津动物学博物馆举行的。 1000余人挤进了会场,还有几百人无法进入。 大家都意识到一个重大事件即将发生,虽然他们不得不先聆听纽约大学约翰·威廉·德雷珀长达两个小时的令人昏昏欲睡的开场白,他演说的题目是《论欧洲的智力发展兼论达尔文先生的观点》。
最后,牛津教区主教塞缪尔·威尔伯福斯站起来发言。 此前一天晚上,理查德·欧文曾到威尔伯福斯家做客。 理查德·欧文是一位狂热的反达尔文主义者,他和威尔伯福斯通了个气(反正大家是这么认为的)。 正像许多引起轰动的事件一样,人们对这件事的经过众说不一,莫衷一是。 不过最为流行的版本是,衣冠楚楚、仪态威严的威尔伯福斯转向赫胥黎,冷笑着问他是否敢于宣称他是通过他的祖母或祖父的任何一方由猿进化而来的。 威尔伯福斯本来想说一句俏皮话,可是却被曲解为咄咄逼人的挑衅。 根据赫胥黎自己说,他转向他的邻座悄声说:“我从上帝那里接生了他。 ”
达尔文生平
生物进化论的起源可以追溯到1859年达尔文的著作《物种起源》。 当时,科学界已积累了动植物培育、化石记录、解剖学比较等进化证据。 人工选择显示生物具有可变性,化石记录揭示了物种并非固定不变,而是按顺序进化的。 比较解剖学研究发现不同物种共享相似的骨骼结构,证实了它们源自同一祖先。 退化器官和胚胎发育的发展也支持了这一理论。 新物种的地理分布和独特性,如澳大利亚的有袋动物,使达尔文对神创论产生了怀疑。 这些证据共同构成了生物进化的坚实依据。
达尔文雀的多样化种类促使人们对造物主选择产生疑问。 布封和拉马克等科学家也对此进行研究,布封强调物种与环境的关联性,但由于宗教压力,其观点未受广泛关注;拉马克提出“用进废退”的理论,虽然受到科学质疑。 拉马克的理论未能说服科学界,人们对一个能证明进化事实的权威人物的期待升温,此时达尔文登上了历史舞台。
查尔斯·达尔文出生于一个富裕家庭,对医学和神学并无兴趣,但博物学的启发使他对自然产生了深厚热爱。 1831年,他的生涯因跟随贝格尔号的环球航行而发生剧变,积累了丰富的观察和标本。 这次航行使他从一个虔诚的《圣经》信徒转变为进化论的思考者。 达尔文从观察到的物种演变和海洋岛屿的生物差异中,拒绝了神创论,开始秘密研究进化论,认识到自然选择和生存竞争的重要性。
1858年,华莱士独立发现了自然选择理论,这促使达尔文在生前发表了这一突破性成果。 他的理论与华莱士的研究共同引发了科学界的震动,尽管华莱士承认达尔文的理论价值。 达尔文面临三大挑战:物种连续性、地方特有种群和自然选择理论。 他的《物种起源》标志着进化论与神创论的辩论进入新阶段。
20世纪初,达尔文的理论与孟德尔的基因遗传理论相结合,形成现代进化论,证明了生物适应性进化的可能性。 尽管存在争议,如过渡型化石的缺失和遗传机制的解释,但随着实验技术的发展,如杜布赞斯基和霍尔登、赖特的工作,进化论的研究日益深入。 分子生物学的兴起提供了新的证据,但也提出了中性学说和个人选择等理论。
生物进化分为微进化、新种生成和大进化三个层次,现代综合学说解释了前两者,但大进化机制的争议仍然存在。 未来,随着发育生物学的进步,可能揭示更多关于大进化的秘密。 尽管现代综合学说面临挑战,但它仍是生物学研究的主流。 达尔文的贡献不仅在于理论,也在于他通过实践和实验,推动了人工选择理论的发展。 扩展资料
查尔斯·罗伯特·达尔文,英国生物学家,进化论的奠基人。 曾乘贝格尔号舰作了历时5 年的环球航行, 对动植物和地质结构等进行了大量的观察和采集。 出版《物种起源》这一划时代的著作,提出了生物进化论学说,从而摧毁了各种唯心的神造论和物种不变论。 除了生物学外,他的理论对人类学、心理学及哲学的发展都有不容忽视的影响。 澳大利亚有以达尔文命名的城市。
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