第一節(jié)　物種起源

提起物種起源就不能不說達爾文，他于1859年11月24日出版的《物種起源》一書是一本論述生物進化的重要著作。該書大概是19世紀最具爭議的著作，其中的觀點大多數(shù)為當今的科學界普遍接受。在該書中，達爾文首次提出了進化論的觀點。他使用自己在1830年環(huán)球科學考察中積累的資料，試圖證明物種的演化是通過自然選擇（天擇）和人工選擇（人擇）的方式實現(xiàn)的。

達爾文自己把《物種起源》稱為“一部長篇爭辯”，其中論證了兩個問題：

達爾文

第一，物種是可變的，生物是進化的。當時絕大部分讀了《物種起源》的生物學家都很快地接受了這個事實，進化論從此取代神創(chuàng)論，成為生物學研究的基石。即使是在當時，有關(guān)生物是否進化的辯論，也主要是在生物學家和基督教傳道士之間，而不是在生物學界內(nèi)部進行的。

始祖鳥化石

第二，自然選擇是生物進化的動力。當時的生物學家對接受這一點猶豫不決，因為自然選擇學說在當時存在著三大困難。一是缺少過渡型化石。按照自然選擇學說，生物進化是一個在環(huán)境的選擇下，逐漸地發(fā)生改變的過程，因此在舊種和新種之間，在舊類和新類之間，應(yīng)該存在過渡形態(tài)，而這只能在化石中尋找。在當時已發(fā)現(xiàn)的化石標本中，找不到一具可視為過渡型的。達爾文認為這是由于化石記錄不完全，并相信進一步的尋找將會發(fā)現(xiàn)一些過渡型化石。的確，在《物種起源》發(fā)表兩年后，從爬行類到鳥類的過渡型始祖鳥出土了，以后各種各樣的過渡型化石紛紛被發(fā)現(xiàn)，最著名的莫過于從猿到人的猿人化石。在現(xiàn)在被稱為過渡型的化石已有上千種，但是與已知的幾百萬種化石相比，仍然顯得非常稀少。這有兩方面的原因：一方面，生物化石都是偶然形成的，因此化石記錄必然非常不完全；另一方面，按照現(xiàn)在流行的“間斷平衡”假說，生物在進化時，往往是在很長時間的穩(wěn)定之后，在短時間內(nèi)完成向新種的進化，因此過渡形態(tài)更加難以形成化石。

猿人化石

地球

除此，還有關(guān)于地球年齡的問題。既然自然選擇學說認為生物進化是一個逐漸改變的過程，那就需要無比漫長的時間。達爾文認為這個過程至少需要幾億、十幾億年。但是當時物理學界的泰斗威廉?湯姆遜（即開爾文勛爵，一個神創(chuàng)論者）用熱力學的方法證明地球只有一億年的歷史，而只有最近的最多兩千萬年地球才冷卻到能夠讓生命生存。對于物理學家的挑戰(zhàn)，達爾文無法反擊，只能說“我確信有一天世界將被發(fā)現(xiàn)比湯姆遜所計算而得的還要古老”。我們今天已知道達爾文是對的，而湯姆遜算錯了，現(xiàn)在的地質(zhì)學界公認地球有四十幾億年的歷史，而至少在三十億年前生命就已經(jīng)誕生了。但是在當時，在地球的年齡問題上，人們顯然更傾向于相信物理學權(quán)威。

然而最致命的是，達爾文找不到一個合理的遺傳機理來解釋自然選擇。當時的生物學界普遍相信所謂“融合遺傳”：父方和母方的性狀融合在一起遺傳給子代。這似乎是很顯然的，白人和黑人結(jié)婚生的子女的膚色總是介于黑白之間。湯姆遜的學生、蘇格蘭工程師簡金(F·Jenkin)據(jù)此指出：一個優(yōu)良的變異會很快地被眾多劣等的變異融合、稀釋掉，而無法像自然選擇學說所說的那樣在后代保存、擴散開來，就像一個白人到一個非洲黑人部落結(jié)婚生子，幾代以后他的后代就會完全變成了黑人。達爾文雖然從動植物培養(yǎng)中知道一個優(yōu)良的性狀是可以被保留下來的，但是他沒有一套合理的遺傳理論來反駁簡金。

孟德爾

如果達爾文知道奧地利遺傳學家孟德爾的實驗，就不會在遺傳問題上陷入絕境了。孟德爾在1865年就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了基因的分離定律和獨立分配定律。生物遺傳并不融合，而是以基因為單位分離地傳遞，隨機地組合。因此，只要群體足夠大，在沒有外來因素（比如自然選擇）的影響時，一個遺傳性狀就不會消失（膚色的融合是幾對基因作用下的表面現(xiàn)象）。在自然選擇的作用下，一個優(yōu)良的基因能夠增加其在群體中的頻率，并逐漸擴散到整個群體。

很顯然，孟德爾主義正是達爾文所需要的遺傳理論?？上?，孟德爾的發(fā)現(xiàn)被當時的科學界完全忽視了。具有諷刺意味的是，當孟德爾主義在1900年被重新重視時，遺傳學家們卻認為它宣告了達爾文主義的死亡，在他們看來，隨機的基因突變，而不是自然選擇，才是生物進化的真正動力。只有一些在野外觀察動植物行為的生物統(tǒng)計學家仍然信奉達爾文主義，因為他們所觀察到的生物對環(huán)境的奇妙適應(yīng)性，是無法用隨機的突變來解釋的。

后來孟德爾又提出了遺傳定律。

在物種起源中，最重要的一點是對物種變異的探討。生物的變異指的是生物體親代與子代之間以及子代的個體之間存在著或多或少的差異。在自然界中，每種生物都可能發(fā)生變異，如患白化病的蛇、老虎、大象等，還有四條腿的雞、兩個頭的龜?shù)?。兩棲動物如蛙，更容易變異，特別是在受污染嚴重的地方。對于生物自身來說，有的變異有利于生物的生存，有的變異不利于生物的生存。例如，小麥的抗倒伏、抗銹病的變異有利于小麥的生存，而玉米的白化苗則不利于小麥的生存。在動物中，也有很多類似的例子。

自然選擇能使子體的構(gòu)造根據(jù)親體發(fā)生變異，也能使親體的構(gòu)造根據(jù)子體發(fā)生變異。在社會性的動物里，如果這種被選擇出來的變異有利于整體，自然選擇能使各個體的構(gòu)造適應(yīng)整體的利益。自然選擇所不能做的是：改變一個物種的構(gòu)造，而不給它一點利益，卻是為了另一個物種的利益。雖然在一些博物學著作中談到過這種效果，但我們還沒有找到一個值得研究的事例，動物一生中僅僅用過一次的構(gòu)造，如果在生活上是高度重要的，那么自然選擇就能使這種構(gòu)造發(fā)生很大的變異。例如某些昆蟲專門用以破繭的大顎，或者未孵化的雛鳥用以啄破蛋殼的堅硬喙端等皆是如此。

鹿角甲蟲

有人說過：最好的短嘴翻飛鴿死在蛋殼里的比能夠破蛋孵出來的要多得多，所以養(yǎng)鴿者在孵化時要給予幫助。那么，假使“自然”為了鴿子自身的利益，使充分成長的鴿子生有極短的嘴，這種變異過程大概也是極緩慢的，同時蛋內(nèi)的雛鴿也要受到嚴格選擇，被選擇的將是那些具有最堅強鴿喙的雛鴿，因為一切具有弱喙的雛鴿必然都要死亡；或者可以這樣說，那些蛋殼較脆弱而易破的將被選擇。我們知道，蛋殼的厚度也像其他各種構(gòu)造一樣，是變異的。在這里有重要的一點需要說明：一切生物一定都會偶然地遭到大量毀滅，但這對于自然選擇的過程影響很小，或者根本沒有影響。例如，每年都有大量的蛋或種子被吃掉，只有它們發(fā)生某種變異以避免敵人的吞食，它們才能通過自然選擇而存活。然而許多這種蛋或種子如果不被吃掉，成為個體，它們也許比任何碰巧生存下來的個體對于生活條件適應(yīng)得更好些。再者，大多數(shù)成長的動物或植物，無論善于適應(yīng)它們的生活條件與否，也必定每年由于偶然的原因而遭到毀滅。雖然它們的構(gòu)造和體質(zhì)發(fā)生了某些變化，在另外一些方面有利于物種，但這種偶然的死亡也不會有所緩和。但是，即使成長的生物被毀滅的如此之多，如果在各地區(qū)內(nèi)能夠生存的個體數(shù)沒有由于這等偶然原因而全部被淘汰掉；或者，即使蛋或種子被毀滅的如此之多，只有百分之一或千分之一能夠發(fā)育，那么在能夠生存的那些生物中的最適應(yīng)的個體，假使向著任何一個有利的方向有所變異，它們就比適應(yīng)較差的個體能夠繁殖更多的后代。如果全部個體都由于上述原因而被淘汰，那么自然選擇對某些有利方向也就無能為力了。但不能因此否認自然選擇在其他時期和其他方面的作用，因為我們實在沒有任何理由可以否定許多物種曾經(jīng)在某一時期和某一區(qū)域內(nèi)因發(fā)生過變異而得到改進。

短嘴翻飛鴿

物種起源，是一個進化的過程，也是一個自然選擇、適者生存的過程。無論是哪一物種，要想能夠繼續(xù)遺傳下去就必須不斷地變異和進化。這樣才會有生命的延續(xù)，才會有我們現(xiàn)在的生活環(huán)境。

知識小百科

為什么人的身體可以活動？

眾所周知人的身體是可以活動的，這是為什么呢？是因為肌肉在牽拉人的骨頭。無論人是在笑還是在哭，在走路還是在跳躍，這全都是人身上的肌肉在起著作用。肌肉經(jīng)由結(jié)實的白色骨腱和骨節(jié)關(guān)緊緊連在一起。肌肉通過收攏和伸展，牽引骨頭，人體便可以運動自如了。