    周忠和 “為什么人們對進化論會有認識誤區(qū)? 除了進化論本身確實是比較復雜的一門學科之外，我覺得最大的根源可能還是我們對它不了解，就跟人和人之間的誤會一樣，有時候通過溝通，就能消除?！?/p> 在最近由中國科學技術大學上海研究院“墨子沙龍”舉辦的論壇上，中科院院士、美國科學院外籍院士、中科院古脊椎動物與古人類研究所所長周忠和，就有關進化論認識的常見誤區(qū)，為公眾進行了辨析。 中間類型化石的挑戰(zhàn) 有人說達爾文經常被挑戰(zhàn)，達爾文自己怎么看? 達爾文是一個很嚴謹?shù)目茖W家，他的物種起源理論早就想到了自然選擇，但他悶了幾十年都沒發(fā)表，因為他還要做各種考證。所以達爾文曾經說過，生物的中間類型非常重要。他說的中間類型主要指的是化石，“這一點，也許將成為對我的理論最直接、最嚴重的挑戰(zhàn)。” 達爾文覺得，我們到山上去看一個地質層面，應該見到不同層位充滿了各種各樣過渡類型的化石，但是事實上不是這樣的。我們古生物學家找化石的時候就會發(fā)現(xiàn)，一種類型的化石往往延續(xù)一定的時間，相似的種類中間還是有著很明顯的差異。 有人諷刺說，神創(chuàng)論者也“喜歡”化石，因為他們不停地重復一個滿口是“缺失”的咒語:“給我看你的過渡類型?！彼灾钡浇裉?，很多神創(chuàng)論者或者極端宗教主義者反對進化論，就是拿“缺少過渡類型的化石”來作為一個攻擊借口。 事實情況是這樣嗎? 當然不是。在《科學》 雜志2014年十大進展中，有一項是鳥類的起源 (見右圖)，講到近一二十年，在中國發(fā)現(xiàn)了一些長羽毛的恐龍和早期鳥類，這使“鳥類起源于恐龍”假說獲得了大量的化石證據(jù)支持。 如果只看現(xiàn)在的生物，我們可以推斷，鳥類應當是從爬行動物進化而來的;但是，現(xiàn)存的爬行動物里包括龜、蛇、蜥蜴、鱷魚等這樣一些不同的類型，它們和鳥的差距還是很大的，這中間肯定還缺了不少環(huán)節(jié)。我們要怎么找到它們中間的過渡類型呢? 當然從化石里去找，化石能夠提供進化的很多過渡類型。 在過去的20年間，中國發(fā)現(xiàn)了大量證據(jù)，其中有長羽毛的恐龍。以往的觀點認為，羽毛是鳥類所特有的，后來發(fā)現(xiàn)恐龍也能長羽毛，比如中華龍鳥、顧氏小盜龍等等。值得一提的是，2009年發(fā)現(xiàn)的赫氏近鳥龍，這個種名就是獻給赫胥黎的，因為作為進化論最忠實的支持者，赫胥黎被稱為“達爾文的斗犬”，碰巧他又是第一個提出鳥類起源于恐龍學說的科學家，所以把這樣一個物種的名字獻給赫胥黎，應該是一個最好的紀念，也是對進化論的一個支持。 其實除了長羽毛的恐龍，我們也發(fā)現(xiàn)了很多原始鳥類的化石，比如熱河鳥、孔子鳥等過渡類型的化石，從而填補了恐龍與現(xiàn)代鳥類之間的不少空白。 不僅生物不同類群之間存在這種過渡，實際上一種生物重要特征的演化，也是這樣循序漸進的。表型進化有一個特點，就是一般不會無中生有———一下突變出一個翅膀來是不可能的，你總得找到類似翅膀模樣的結構。生物特征的變化以及復雜的結構，從來都是在原來簡單結構基礎上經過修修補補而來的，所以這也決定了沒有完美的進化。 我再舉一個化石的例子———哺乳動物耳朵里的聽小骨，這個小骨頭是哪來的呢? 實際上，其中有兩塊是從爬行動物的下巴里面來的。它原先在下巴里負責的是別的功能，最終鉆到哺乳動物的耳朵里，變成聽小骨。當然化石里面會找到一系列過渡的類型，就是說，耳朵里的這些骨頭不是一下子冒出來的，它有一個逐步過渡的過程。 實際上，生物演化就是要解決一系列不同生物之間的過渡，以及這些重要的特征是怎么來的。芝加哥大學進化生物學家杰瑞·科恩說，“雖然達爾文在寫作 《物種起源》 的時候，還沒有任何過渡形態(tài)的物種可供其作為證據(jù)，但如今他應當可以瞑目了，因為現(xiàn)代古生物學的累累碩果已經徹底證實了他的理論。”這當然是對古生物學的一個很高的評價。盡管如此，化石的記錄實際上并不完全，因為曾經存在過的生物，其中能有百分之一或千分之一變成化石，就很不容易了。正因為化石不完全，所以導致了我們有很多誤區(qū)。 寒武紀大爆發(fā)的挑戰(zhàn) 達爾文曾提出，為什么在生物之間沒有那么多過渡類型保留下來? 為了回答這個問題，古生物學家在上世紀70年代，提出了“間斷平衡理論”。 這是在原先的漸進演化理論基礎上提出的一個新假說，認為生物演化速度不是恒定不變的，一個新生物種在形成的時候比較快，一旦形成之后，它會長時間保持穩(wěn)定。簡單來說，就是生物演化速度會快慢交替。所以物種形成以后，通常長時間不發(fā)生顯著分化，而當環(huán)境發(fā)生驟變時，物種多樣性也跟著發(fā)生急劇變化。 我舉一個例子———寒武紀大爆發(fā)。為什么在5億年之前，好像我們現(xiàn)代生物主要的門類突然一下子都出現(xiàn)了? 當時，有人把它稱為“令達爾文感到頭疼的一件事”。達爾文對此給出了一種解釋，他認為這是因為化石記錄不完善導致的。 實際上，寒武紀大爆發(fā)和達爾文的進化論并不矛盾，所謂的對達爾文的挑戰(zhàn)，很多情況是人為夸大的。在達爾文那個時代，寒武紀的生物是比較少的。但是今天，化石記錄在不斷完善。從世界各地特別是我國6億年前到5.8億、5.6億、5.4億、5.3億、5.1億年前的地層中，發(fā)現(xiàn)了許多不同類型的生物群，著名的有安徽的蘭田生物群、貴州的翁安生物群、云南的澄江生物群等。就在最近，南京古生物所的研究人員還發(fā)了一篇很好的文章，提出“寒武紀大爆發(fā)”其實在寒武紀之前就已經發(fā)生了———這種突然爆發(fā)實際上是一種假象，因為你對過去保存的歷史并不了解。 當然，寒武紀確實是一個生命快速發(fā)展、多樣性劇增的時期，但是我們完全可以給出若干合理的解釋，比如說環(huán)境的變化，有人認為與大氣氧的增加有關。現(xiàn)代生物學則認為，像Hox基因這樣的一些基因在那個時候開始出現(xiàn)了，這引起了大的生物結構的變革，都有可能引發(fā)生物類群的快速發(fā)展和分化。 也就是說，寒武紀大爆發(fā)是一個生物快速發(fā)展的時期，但它是從6億年前到5億年前之間這樣一個長時期的變化，和達爾文的假說實際上是一點也不沖突的。 中性理論的挑戰(zhàn) 有沒有人從科學上真正挑戰(zhàn)過達爾文? 有，一個叫木村資生的日本人。他是一個群體遺傳學家，他的工作直接挑戰(zhàn)了自然選擇。 自然選擇是達爾文進化論的核心，他認為自然選擇是進化的主要動力。但木村資生認為并不總是這樣，他認為中性突變的遺傳漂變是分子演化的主要動力。他認為，在分子水平上，絕大部分的變異都是中性或者近似中性的，并不帶來明顯的優(yōu)勢或劣勢，因此不受自然選擇的影響。 這個學說提出之后，生物學界吵了有幾十年，現(xiàn)在大家還是慢慢清楚了，這個中性理論只能解釋分子進化，它并不能拿來解釋其他層次的進化現(xiàn)象。 我們講的自然選擇，通常是一種我們看得見的表征，比如說跑得快、身體強壯等，這些特征可能會受到大自然環(huán)境的選擇，但是分子層次上的變異是另外一回事。盡管如此，中性假說確實極大地豐富了進化理論。 達爾文認為，進化是自然選擇的結果，而木村資生則認為分子水平變異的存留常?？窟\氣，很多時候跟自然選擇沒太大關系。自然選擇對于生物演化的驅動還是被大多數(shù)生物學家公認的，我也相信它是推動生物演化的一個主要機制，而且是適應性演化的唯一機制。比如說，猛犸象適應寒冷的環(huán)境，這就是在特定環(huán)境中的特定適應性演化，自然選擇肯定是一個主要的機制。 芝加哥大學著名華裔科學家龍漫遠先生曾經在一篇文章里總結說:“中性演化是對達爾文理論在分子水平上的補充;提出了并非一切演化都是適應性演化的結果，機遇在其中也扮演著重要角色。”所以，演化的隨機性問題并沒有對進化論形成真正的挑戰(zhàn)，事實上是豐富完善了達爾文的學說。 最新的挑戰(zhàn) 最近幾年也有人說，進化論是不是有點問題? 拉馬克是不是又對了? 獲得性遺傳有沒有呢? 近來，生物學里有一門發(fā)展非常迅速的新興分支，叫“表觀遺傳學”。我們過去認為，環(huán)境引起的改變是不會遺傳下去的，但現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，有些后天環(huán)境的改變是能夠遺傳下去的。但我覺得表觀遺傳學并沒有，至少目前還達不到為拉馬克翻案的地步。我請教過有關生物學家，他們說表觀遺傳標記可能無法維持超過一定的代數(shù)，它在進化上的意義還存在爭議，所以表觀遺傳學并沒有挑戰(zhàn)自然選擇。 當然，對現(xiàn)有的進化學理論還有一些爭議，比如2014年 《自然》 雜志曾刊登了兩篇針鋒相對的文章，內容涉及現(xiàn)有的進化理論框架是不是需要重新考量，一派的觀點說“是的，急需改變”;另外一派則說“不用，一切都很好?！?/p> 對現(xiàn)有進化理論的主要批評是什么? 文章認為，現(xiàn)有的理論過分強調了基因的作用，是一種基因中心論，環(huán)境被當作背景。它認為環(huán)境本身不能被作為背景，它是生物進化的一部分。環(huán)境可以誘發(fā)或者改變選擇，性狀的變異也不是隨機的，生命的演化不是簡單的適應環(huán)境，而是與環(huán)境的協(xié)同演化。實際上現(xiàn)有的新的研究，包括表觀遺傳學，只是進一步告訴我們，生物的演化不完全是基因控制，生物演化本身和環(huán)境的關系組成了一個復雜的系統(tǒng)。我們需要一套新的模型，來幫助我們更好地理解進化。我覺得這是一個進步，但是它并沒有否定達爾文的進化論。 人類是否還在進化? 很多人都關心。事實上，我們有很多可靠的科學數(shù)據(jù)，來證實人類還是在發(fā)生進化，但未來如何則很難預測。從這些例子我想說的是，實際上沒有完美的生物，人當然不是上帝創(chuàng)造的，實際上我們就是生物進化歷史的產物。所以適者生存，不等于強者生存。適應實際上永遠是相對的，一頭猛犸象可能適應于寒冷的環(huán)境，哪天氣溫一升高，它就變成最不適應的了，所以這個適應是即時的、不可預見的。 適者生存? 英國哲學家赫伯特·斯賓塞把自然選擇片面地解釋為適者生存，這其實是對進化論的一種認識誤區(qū)。而達爾文卻在 《物種起源》 第五版中，首次借用了這種表述，這不得不說是一個敗筆。 關于進化論的認識誤區(qū) 達爾文進化論提出后，對人類思想的影響超過了其他很多科學，但在對它的認識上，存在著不少誤區(qū)。 誤區(qū)一 進化是有方向的進化好像總是越來越進步的，往往把人類放在最高級的位置上———認為人類是萬物之靈，這是一種很常見的誤解。 過去，我們往往會這么表述:生命是從簡單到復雜、由低等到高等、從低級到高級的一個發(fā)展過程。嚴格來說，這是不準確的。 誤區(qū)二 優(yōu)勝劣汰 人們往往覺得，好像保存下來的就是好的，不好的就要被淘汰。 適者生存當然可能是我們聽到最多的，更有甚者把“適者生存”等同于“強者生存”。事實上，適者生存用在進化上，并不是一個好的表述，而是有很強的誤導性。因為進化有適應，也有機遇。 誤區(qū)三 進化越來越完善很多人覺得，進化總是會越來越好，也存在一些很完善的適應，比如有人覺得我們的眼睛、大腦通過進化，總是越變越好。其實，進化有復雜、簡單之分，從來就不存在完善、完美的事情。 誤區(qū)四 進化論還缺少中間類型的一些化石證據(jù)支持 很多人覺得，相信進化論必須要有證據(jù)，有沒有很多 中間類型的化石來證明生物是不斷演進的? 顯而易見，這一點站不住腳。 誤區(qū)五 人類進化可以不符合進化論的規(guī)律 大家覺得進化好像是講動物植物的，作為萬物之靈，自然選擇不適合人類。事實上，人類是蕓蕓眾生的一份子，脫掉文明的外衣后，還是生物。 之所以會有這些誤解和誤區(qū)，最主要的根源在于不了解。因為進化論不是一門固定的、靜止的學科，而且一直在發(fā)展、深化，而且它是一門綜合性的學科，需要了解生物學、地質學等不同學科的交叉知識。 本版文章由本報首席記者許琦敏根據(jù)周忠和在“墨子沙龍”論壇上的演講整理。 |
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