正文 科學巨匠與動物進化理論(2 / 3)

刺蝟已經退化了的眼睛鼴鼠退化的眼睛盲魚長期生活在黑暗的環境,眼睛完全退化是利用前肢頻繁的哺乳動物,其鎖骨依然發達,如穴居掘土的鼴鼠,攀緣樹枝的靈長類等。我們人類盡管現在已經不再攀緣了,但是我們還保留著祖先的樹棲攀緣生活的特點,鎖骨依然存在。

眼睛也是一個很好的例子,穴居的動物因為四周缺少光線,所以久而久之眼睛就退化了,我們看到的不少動物,如鼴鼠、刺蝟、蝙蝠、地下河道裏的盲魚等,眼睛退化並失去了視覺的功能。

拉馬克認為“用進廢退”這種後天獲得的性狀是可以遺傳的,因此,生物可把後天鍛練的成果遺傳給下一代。如長頸鹿的祖先原本是短頸的,但是為了要吃到高樹上的葉子經常伸長脖子和前腿,最終通過遺傳而演化為現在的長頸鹿。

如果說父輩是位舉重選手,則子代就應遺傳得到父親的強健肌肉,這樣的結果顯然又是荒唐的。

拉馬克的理論經不起古典遺傳學(孟德爾遺傳學)的推敲。德國的科學家魏斯曼(August Weismann)曾經做過一個實驗:他將雌、雄的老鼠尾巴都切斷後,再讓其互相交配來產生子代,而生出來的小鼠結果也依舊都是有尾巴的。再將這些小鼠的尾巴切斷,再互相交配產生下一代,而下一代的老鼠也仍然是有尾巴的。

他一直這樣重複進行至第二十一代,其子代仍然是有尾巴的,就此推翻了拉馬克的學說。

現代分子遺傳學已非常清楚,生物的性狀功能無論常用或不常用,都不會編碼到染色體中。由於基因在拉馬克的學說中不為參考因素,不符合現代的遺傳學,因此在目前的科學界中,拉馬克的學說普遍不被接受。

然而,不是所有性狀都是遺傳的,有些個體出現的性狀並沒有達到影響基因的水平,就不會出現遺傳,後代就不會有所表現。當然這種達到遺傳水平上的改變進而通過遺傳在後代中表現出來,也是要經過以萬年為單位的時間才能發生改變的,而不是很快就會出現改變的。

達爾文銅像揭幕儀式在國家動物博物館舉行,時任國家自然科學基金委員會主任陳宜瑜院士(左三)、中國科學院動物研究所所長孟安明院士(左四)、中國科學院副院長李家洋院士、劉瑞玉院士(右二)等專家和領導出席了活動。

同樣在國家動物博物館,達爾文生平介紹也同期展出,不禁讓人們對這位偉人肅然起敬。

達爾文的《物種起源》讓我們較為全麵地認識了自然界中千千萬萬、形形色色的動物來自於何方、是如何形成的。

達爾文認為生物之間存在著生存爭鬥,適應者生存下來,不適者則被淘汰,這就是自然的選擇。

達爾文進化論學說

一般進化論:物種是可變的,現有的物種是從別的物種變來的,一個物種可以變成新的物種。

共同祖先學說:所有的生物都來自共同的祖先。

自然選擇學說:自然選擇是進化的主要機製。

達爾文“進化論”和達爾文的故事

很多非專業人士或多或少都對達爾文的故事和達爾文的進化論有所了解。達爾文是一位對自然科學有劃時代貢獻的科學家。恩格斯將“達爾文進化論”列為19世紀自然科學的三大發現之一(其他兩個分別是細胞學說、能量守恒和轉化定律)。

2009年是達爾文誕辰200周年,達爾文的巨著《物種起源》發表150周年。

為了紀念這位世界偉人,全世界都舉辦了各種學術活動,或介紹達爾文生平的展覽。2009年8月,在中國由中國科學院、國家自然基金委員會和國際動物學會在國家動物博物館動物多樣性與進化展廳聯合舉行了“達爾文雕像”揭幕儀式。

漸變論:生物進化的步調是漸變式的,是一個在自然選擇作用下累積微小的優勢變異的逐漸改進的過程,而不是躍變式的。

達爾文進化論的科學性和爭議

今天,實際上已無生物學家否認“一般進化論”所闡述的生物進化的事實,我們現在甚至可以在實驗室、野外直接觀察到新物種的產生。這是一個科學事實,早已被生物地理學、比較解剖學、比較胚胎學、古生物學和分子生物學等學科的觀察和實驗所證實。

“共同祖先學說”也是一個被普遍接受的科學事實。分子生物學發現了所有的生物都使用同一套遺傳密碼,生物化學揭示了所有生物在分子水平上有高度的一致性,最終證實了達爾文的這一遠見卓識(參見生命樹部分)。

“自然選擇學說”中,自然選擇的存在,也是已被無數觀察和實驗所證實的事實。但是,現在學術界一般認為,自然選擇的使用範圍並不像達爾文設想的那麼廣泛。自然選擇是適應性進化(即生物體對環境的適應)的機製,對於非適應性的進化,有基因漂移等其他機製。也就是說,不能用“自然選擇”來解釋所有的進化現象。當然,考慮到適應性進化是生物進化的核心現象,說自然選擇是進化的主要機製,也是成立的。

1809年2月12日,偉大的達爾文出生在這幢樓裏,英國的施魯斯伯裏(Shrewsbury)“漸變論”是達爾文進化論中較有爭議的部分。在達爾文在世時以及去世後相當長的一段時間,大部分生物學家,特別是古生物學家,都相信生物進化是能夠出現躍變的,認為新的形態和器官是源自大的躍變,而不是微小的變異在自然選擇的作用下緩慢而逐漸地累積下來的。包括赫胥黎在內的一些古生物學家,由於強調生物化石的不連續性,而持這種觀點。在遺傳學誕生後的一段時間內,早期遺傳學家們由於強調遺傳性狀的不連續性,也普遍接受躍變論。

在地質事件中,雲南澄江縣帽天山首次發現了現已聞名於世的“澄江動物化石群”,就被認為是躍變論的例子,被稱為“生命大爆發”。在寒武紀早期,距今約5.3億年前,這些最原始的各種不同類型的海洋動物軟體構造保存完好,千姿百態,栩栩如生,是目前世界上所發現的最古老、保存最好的一個多門類動物化石群;生動如實地再現了當時海洋生命的壯麗景觀和現生動物的原始特征,為研究地球早期生命起源、演化、生態等理論提供了珍貴證據。

在距今1.2 億年的中生代早期的白堊紀,熱河生物群廣泛分布,分布於中國北方、蒙古、西伯利亞以及朝鮮和日本等東亞地區一個繁盛的生物群,也是一個重要的例子。

熱河生物群保存了大量精美的化石,含20多個重要生物門類:無頜類、軟骨魚類、硬骨魚類、兩棲類、爬行類、鳥類、哺乳類等脊椎動物類群,以及無脊椎動物的腹足類、雙殼類、葉肢介類、介形蟲類、蝦類、昆蟲和蜘蛛類,輪藻、各類陸生植物(含被子植物)等。