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《盲眼钟表匠》-[英]理查德·道金斯

_4 Richard Dawkins(英)
它们变得彼此很不相像。因此,不久以后,自然主义者把它们看成属于不同的"亚种"。更长一段时间以后,它们的分歧就更大了,以至于我们会把它们分成不同的物种。现在想像一下,气候变暖,这样穿越山脉的旅行就变得更容易,一些新物种开始返回它们祖先的环境里。当它们遇到了它们失散很久的表兄弟的儿孙时,它们的遗传结构非常不同,以至于它们相互之间不能再成功地进行异种交配了。如果它们彼此杂交,结果是子孙就会体弱多病,或者像骡子一样不能生育。自然选择不会对脉两面的动物有任何偏袒,如果它们与其他物种,甚至是亚种杂交,它们也将得到惩罚。这样,自然选择完成了"生殖隔离"的过程。这开始是通过山脉的阻隔而完成的。"物种的形成"完成,我们现在有了两个物种,而以前只有一个物种。这两个物种能在同一个地方共存,但彼此之间不能进行异种杂交。
实际上,这两个物种很可能不能共存很长时间。这不是因为它们会进行异种杂交,而是因为它们会相互竞争。一个被广泛接受的生态学原理是两个具有相同生活方式的物种不会在同一个地方共存很长时间,因为它们将相互竞争,一一个或者另一个将被赶尽杀绝。当然,我们两个地鼠群体不再有相同的生活方式,例如新物种在山脉另一面处于进化阶段,它们可能开始成为不同种类的昆虫的捕食者。但是,如果在两个群体之间存在重大的竞争,大多数生态学家认为,在交叠地区的一个或者另一个物种将会灭绝。如果恰好是最初的祖先物种灭绝了,我们就说它被异地移入的新物种所代替了。
由最初的地理分歧而产生新物种的理论长期以来都是主流的、正统的新达尔文主义的基础,它就像新物种开始出现的主要过程(一些人认为还有其他的)一样在各个方面都被接受了。它并入现代达尔文主义主要是由于美国著名的动物学家厄内斯特?梅厄的影响。当他们第一次提出自己的理论时,时段论者所做的是问自己:如果像大多数新达尔文主义一样,我们接受了物种形成开始于地理隔绝的正统理论,那么,我们应该期望在化石记录中看到什么呢?
回忆一下我们假设的地鼠群体。它们在山脉很远的一面分离出一个新物种地鼠,最后它们回到了祖先的环境中,很可能,它们会使祖先物种灭绝。我们假设一下,这些地鼠留下了化石,而且化石记录很完整,没有间断。我们应该期望这些化石展示给我们什么昵?它们能从祖先物种平稳转变为子孙物种吗?当然不能,至少如果我们在最初的祖先地鼠生存和新物种返回的重要大陆块挖掘的话,我们就知道了。想一想在主要大陆块上实际发生的历史。这里有祖先地鼠群体,它们快乐地生活着、繁衍着,没有特殊的原因需要做出变化。诚然,在山脉另一面的它们的表兄弟们正忙着进化,但是它们的化石都在山脉的另一面,这样我们就不能在我们挖掘的主要大陆块上发现这些化石。突然(指地理学标准上的突然),新物种返回了,与主要的物种进行竞争,并且可能取代了主要物种。当我们进入主要大陆块的地层时,我们发现的化石突然变化了。以前,它们是所有祖先物种的化石,可现在,突然地,没有明显的转变过程,新物种的化石出现了,旧物种的化石消失了。
如果我们认真地接受了正统的新达尔文的关于物种形成的理论,这个"间断"不但不是令人烦恼的不完整性或者一种难处理的阻碍,而且还成为我们积极期盼的东西。从祖先物种转变到后代物种出现得这么突然和急剧的原因仅仅是--当我们从一个地方观察一系列化石的时候,可能根本没有看到进化事件,我们正在看的是迁移事件,从另一个地理位置而来的新物种。当然,这里有进化事件,一个物种也许渐进地、真正地从另一个物种进化了。但是为了看到化石中的进化过渡,我们就必须挖掘另外的地方--在这个例子里,就是山脉的另一面。
埃尔德雷德和古尔德的观点恰好能帮助达尔文和其继承者解决了似乎是难以处理的困难。事实上,至少部分上,它只是个代表--最初的。达尔文主义一直被化石记录中明显的间断所困扰,似乎经常被迫对不完整的证据做出特别的辩护。达尔文自己曾经写到:
地理记录非常不完全,这个事实将在很大程度上解释为什么我们不能找到那些无限的种类,这些种类通过最好的渐进步骤把所有灭绝的和现存的生活方式连接起来。那些反对这些地理记录特性观点的人也将反对我的全部理论。埃尔德雷德和古尔德使这个成为他们主要的信息:不要担心达尔文,如果你只在一一个地方挖掘,即使化石记录是完整的,你也不要期望看到完好的、渐进的进步,因为大多数进化变化是在另外一些地方发生的!他们还进一步说明:
当你说到化石记录不完整时,你是理解了它。它不仅是不完整的,而且只有当它变得有趣时,只有当进化变化发生时,我们才有很好的理由来期望它非常不完整。这是部分因为进化通常发生在不同的地方,从这里我们发现了大多数化石。这是部分因为,即使我们足够幸运地在大多数进化变化都发生的一个小的偏僻的地方挖掘,但是进化变化(虽然仍然是渐进的)发生在一个很短的时间里,我们应该有额外充足的化石记录来追踪它!
但是不是这样,他们没有这样选择,特别是在他们后期的著作里,他们非常急切地出售他们激进地反对达尔文主义和反对新达尔文主义的观点。他们强调达尔文进化论的渐进主义反对了他们自己提出的突然的、急剧的、偶发性的时段论。他们甚至,尤其是古尔德,在他们自己与灾变说和突变论的古老学派之间看到了类似之处。我们已经讨论过了突变论。灾变说出现在8世纪和9世纪,它试图使创造宇宙说的一些形式和化石记录不完整的事实保持一致。灾变论者认为,化石记录显著的发展真实反映了一系列不连续的创造,每一个化石记录都被大规模的灾变所中断了。最近的一个大灾难是诺亚洪水。
现代时段论与灾变说或者突变论之间的比较具有纯粹诗歌的力量。如果我杜撰了一个似是而非的论点,那么它们就非常肤浅。从艺术文学的角度来说,它们听起来很感人,但是它们对严肃的理解却毫无帮助,它们在成功地搅乱美国教育和教科书出版方面,能够为现代的创造宇宙论者提供虚假的帮助和安慰。事实是,在最完全、最严肃的意义上,埃尔德雷德和古尔德真的就像一些渐进主义者如达尔文或者他的追随者一样,他们把所有的渐进变化浓缩为突然出现,而不是一直进行着;他们强调,大多数渐进的变化是在远离大多数化石被挖掘出来的地方的地理位置进行的。
因此,时段论者并不是真正反对达尔文的渐进主义:渐进主义意味着每一代都与其前一代存在稍微的区别,你必须作为一个突变论者来反对它,而埃尔德雷德和古尔德不是突变论者。这就证明了他们和其他时段论者所反对的达尔文在进化速度恒久不变中的观点。他们反对它,因为他们认为进化(仍然不可否认地是渐进的进化)在相对短暂的进化活动中快速发生(物种形成事件提供了一种危机氛围,在这里,进化变化的正常阻力被打破了);进化在长期的停滞阶段发生得很慢或者根本不发生。当我们说"相对"短暂进化时,我们的意思当然是相对于地质的时间表而言的短暂。甚至时段论者所说的"突然进化",尽管按照地质的标准可能是瞬间的,但是它们仍然有一个用万年或者亿年来测量的持续时间。
在这里,我们将阐述一下美国著名进化论者G.里德亚得?史塔宾斯的观点。他不是特别关注突然出现的进化,而是仅仅要找到进化变化能够发生的速度。他想像了一一种动物,大约有老鼠一样的大小。然后,他设想自然选择开始倾向于增加其身体的重量,但仅仅是非常非常小地增加。也许较大的雄性在追求雌性的竞争中稍微占有优势。任何时候,具有平均重量的雄性比那些稍微超过平均重量的雄性的成功率要低。在这个假设的例子里,史塔宾斯为那些较大个体得到的精确优势赋予了准确的数字。他增加的重量非常非常小,以至于不能被人类观察者测量出来。结果,它带来的进化变化速度是非常低,以至于在普通人的寿命里不能被注意到。当时研究进化的科学家认为,这些动物根本没有进化。然而,它们正在进化,以史塔宾斯假设的速度缓慢地增加。但就是以这个很慢的速度,它们最终也会达到大象的重量。这需要多长时间呢?显然地,按照人类的标准,这需要很长的时间,但是人类的标准并不恰当。我们讨论的时间是地质时间。史塔宾斯计算出,以他假设的非常低的速度进化,将需要l.2万代动物才能从平均重量为40克(老鼠的重量)进化到平均重量为600万克以上(大象的重量)。假设一代寿命为5年,这比老鼠的寿命长而比大象的寿命短,那么.2万代大约需要6万年。按照用来测定化石记录年代的普通的地质方法计算,6万年太短了,以至于无法测量。正如史塔宾斯所说的:"l0万年前或者更少年限里的新动物物种的起源被古生物学家称为'突然的'或者'瞬问的'。"
时段论者不是在讨论进化中的跳跃,他们在讨论相对快速进化的事件。这些事件不必是现代人类标准的川陕"的概念,但是按照地质的标准则是"瞬间出现"的。无论我们怎样看待突现论,我们都很容易混淆渐进主义(现代时段论者和达尔文所持的观点:在一代和下一代之间没有突然的跳跃)和"均变进化速度论"(时段论者反对的观点,据称这是达尔文提出的观点,但事实上并不是这样)。它们根本就不是相同的事情。表现时段论者观点特色的正确表述是:"渐进的,但有长时间的'停滞'(进化停滞),又有快速渐进变化的过程。"我们重点关注长时间的停滞,它是以前被忽视的现象,现在它真正需要解释。停滞阶段是时段论者真正的贡献,不是他们声称的对渐进主义的反对,因为他们实际上与其他人一样都是渐进主义者。
甚至在梅厄的物种形成理论中,我们也可以以不太夸张的形式找到长时间的停滞。他认为,在两个地理上分开的种族中,最初大量的祖先群体比新的"女儿"群体(在山脉的另一面,如地鼠例子)更不太可能变化。这不仅仅因为女儿群体已经迁移到新的草地,这里的条件可能不同,自然选择压力改变了。而且还有一些理论因素(这是梅厄强调的,但是其重要性有待于进一步的商讨):大量繁殖的群体有其固有的抵抗进化变化的倾向。一个适当的类推是重物的惯性;它很难改变。小的、偏远的群体,由于很小,更可能改变。因此,理论也是这样,可能进化,更可能变化。因此,虽然我们谈到了地鼠的这两个群体或者种族彼此分离,但是梅厄更愿意看到最初的、祖先的群体是相对静态的,而新群体脱离了祖先群体。进化树的分枝不会分权为两个平等的小枝:相反,这里有一个主干,小侧枝从它旁边长出来。
突现论的支持者接受了梅厄的建议,把它夸大为坚定的信念,认为"停滞"或者缺乏进化变化是一个物种的标准。他们认为在大群体里有一种遗传力量,它可以积极抵抗进化变化。对他们来说,进化变化是稀少事件,与物种形成相一致。在他们的观点里,在这个意义上,这与物种形成相符,新物种形成的这些条件--小型的、孤立的分组群体的地理分割--恰好是这个条件,即在这个条件下通常抵制进化变化的力量是松懈的或者被推翻。物种形成是一个巨变时代或者革命时代。在这个巨变时代,进化变化是强烈的。对停滞的大部分历史来说,它是静止不动的。达尔文认为进化以均变的速度进行,这不是真实的。他当然也不会相信我在以色列众子寓言里滑稽的极端意义。我认为,他不是真的相信它有任何重要意义。下面是《物种起源》第四版(和以后的版本)里一段非常著名的章节,它使古尔德感到很烦恼,因为他认为这是达尔文总体思想中不具有代表性的部分:
许多物种一旦形成,就再也不会发生进一步变化......在一段时期内,物种经历了变型,虽然用年来计算很长,但是与它们保持相同形态的时间相比,这段时间可能很短。
古尔德想要摆脱这个论述和其他类似的说法,他说:
你不能通过选择性的弓用语和搜索符合条件的注脚来记录历史。总体的要旨和历史影响是正确的标准。他的同代人或者后代曾经把达尔文当成是突变论者了吗?
当然,关于总体要旨和历史的影响,古尔德是币确的,但是他引用语的最后一个句子是有很高启迪作用的失言。没有人把达尔文当成是突变论者,达尔文也一向反对突变论。但是,当我们讨论突现论时,整体观点是,突变论不是这个问题。正如我强调的,埃尔德雷德和古尔德自己创立的突现论不是突变论。它假定的跳跃不是真实的、单一代的跳跃。用古尔德自己的话来说,它们经历的发展延续了大量的代,经过了也许几万年的时间。虽然突现论强调了在渐进主义进化相当短的爆炸之间存在的长期的停滞,但是突现论是一种渐进主义的理论。古尔德强调了时段论与真正的突变论之问纯粹诗歌性或者文学性的相似之处,他被自己这种修饰色彩误导了。
在这一点上,如果对进化速度的可能观点的范围做出了概述,我认为这能阐明问题。我们公开表明我们的见解,我们有真正的突变论,我已经充分讨论了这些。真正的突变论论者不会存在于现代生物学家中。每个不是突变论者的人都是渐进主义者,包含了埃尔德雷德和古尔德。在渐进主义中,我们可以区别各种各样关于(渐进的)进化速度的观点。正如我们所看到的,一些观点提供了与真正反渐进的突变论主义纯粹肤浅的("文学的"或者"诗歌的")相似之处,这就是为什么它们有时候与突变论混淆在一起的原因。
在另一个极端,我们有一种均变速度论。在本章开始时,我在《出埃及记》寓言中描写了这种学说。一个极端的均变速度论者认为,进化一直都是缓慢进行的,无论是否有分枝或者物种形成正在进行。他认为,进化变化的数量与时间的流逝是严格成比例的。具有讽刺意味的是,最近,均变速度论在现代分子遗传学家中很受欢迎。一个好的例子是,他们认为,进化变化在蛋A质分子水平上的确是以均变的速度缓慢前进,就像假设的以色列众子一样,即使像胳膊和腿这些明显的特征也是以不时间断的方式进化的。我们已经在第五章里讨论过了这个主题,我将在下一章里再次提到它。但是一涉及到大规模的结构和行为模式的适应性进化,所有的进化论者都会反对均变速度论,达尔文当然也反对它。每一个不是均变速度论者都是可变速度论者。
在可变速度论中,我们可以区别两种观点,即不连续的可变速度论和连续的可变速度论。一个极端的不连续的可变速度论者认为进化在速度上会改变。他认为,速度会突然从一个不连续的水平跳跃到另一个不连续的水平,就像汽车的变速器一样。例如,他可能认为进化只有两个速度:非常快和停止(在这里,我不由之主地想起我第一张成绩单的羞辱,女主任把我的成绩写成就像7岁大的孩子学叠衣服,洗冷水澡和寄宿学校生活里其他日常事务:"道金斯只有三个速度:慢、非常慢和停止。")"停止的"进化是"停滞",时段论者认为这是用来描述大群体的特征。高速挡进化是那些大型的进化静止群体边缘的小型、孤立的群体在物种形成期间进行的一种进化过程。根据这个观点,进化一直在两个换挡中的一个或者另一个,而从来不是在两者中间。埃尔德雷德和古尔德趋向于不连续的可变速度论。在这个方面,他们是真正的激进,被称之为不连续的可变速度论者。顺便提及,没有特别的原因来解释为什么不连续的可变速度论者需要强调高速挡进化时期的物种形成。而实际上,他们中的大多数都是这样做的。连续的可变速度论者则认为,进化速度将从非常快到非常慢和停止连续波动,其中也有许多中间速度。他们看到没有特殊的原因来强调某个速度比其他的快。特别地,对他们来说,停滞是极端缓慢的进化的一个极端例子。对时段论者来说,关于停滞有一些非常特殊的事情。对他们来说,停滞不只是像速度为零这样慢的进化:停滞不仅仅是被动地缺少进化,因为变化中没有推动力;相反,停滞代表了对进化变化的积极抵制。
更多的生物学家同意停滞是真正的现象,而不同意它的原因。我们拿拉丁美洲的腔棘鱼作为一个极端的例子。腔棘鱼是"鱼,,的一个大群体(实际上,虽然它们被叫做鱼,但是它们更接近我们而不是接近鲑鱼和青鱼),它们在2.05亿年前繁盛,明显地大约与恐龙同时期灭绝。我之所以说"明显地灭绝",是因为在983年,令动物学世界非常惊讶的是,一只奇异的鱼出现在南非海岸的深海鱼船里,它有一码半长,有不寻常的类似腿的鳍。虽然它的宝贵价值被认识以前,它已经几乎被破坏了,但是幸运的是,它的残余部分及时引起了南非资深动物学家的注意。他几乎不能相信自己的眼睛,他把它鉴定为活着的腔棘鱼,把它叫做矛尾鱼。从那时起,一些其他的样品已经在相同的地方被打捞上来了,科学家现在已经正确研究和描述了这个物种。它是"活着的化石"。在这个意义上,从几亿年前的化石祖先到现在,它几乎根本就没有改变。
因此,我们有了停滞时期。我们用什么来解释它呢?我们怎样解释它呢?我们中的一些人会说,矛尾鱼的血统仍然存在,因为自然选择没有改变它。在某种意义上,它不"需要"进化,因为这些动物已经找到了在深海里的生活方式,这里的条件变化不大。也许它们从来没有参加任何的"军备竞赛"。它们出现在陆地上的表兄妹进化了,因为在包括"军备竞赛"的各种敌对条件下,自然选择迫使它们进化。其他的生物学家,包括那些把自己叫做时段论者的一些人会说,尽管存在着自然选择的压力,现代矛尾鱼的血统积极地抵制变化。谁是正确的?在矛尾鱼的特殊例子中,这点很难知道,但是在原则上,我们可以着手查出来。
为了公平,让我们停止特别地考虑矛尾鱼的例子。它是一个显著的例子,但是也是一个非常极端的例子,但不是时段论者特别希望的例子。他们的观点是,不太极端、较短时期的停滞例子是常态的,是真正的标准,因为即使自然选择的力量推动着变化,物种也具有积极抵制变化的遗传机制。现在这里有一个非常简单的实验,至少在原则上,我们可以测试这个假设。我们可以选择野生的群体,对它们施加我们自己的选择力量。根据物种积极抵制变化的这个假设,我们应该可以发现,如果努力培养某些品质,这个物种应该停止脚步,换句话说,它们应该拒绝变化,至少在一段时间里应该这样。例如,如果选择牛做例子,试图选择性地培育出牛奶产量很高的牛,我们就会失败,物种的遗传机制应该调动起它们的反进化力量,克服变化的压力;如果我们试图使鸡进化成具有较高的产蛋率,我们将失败;如果斗牛士为了追求他们可鄙的"运动",试图通过选择性的养育来增加牛的勇气,他们也将失败。当然,这些失败应该仅仅是暂时的。最终,就像处于压力之下的堤坝会崩溃一样,反进化力量会被战胜,血统将快速地移动到一个新的平衡。但是,当我们第一次开始一个新的选择性培育项目时,我们至少会经历一些抵抗力。
事实是,当我们努力通过选择性培育被囚禁的动物和植物来塑造进化时,我们不会失败,我们也不会经历一段时期的最初困难。动物和植物物种通常会立即服从选择性培育,培育者不会发现任何固有的、反进化力量的迹象。如果有什么不同的话,那么在进行了成功选择培育的许多代以后,选择性培育者会经历一些困难。这是因为在一些代经过选择性培育后,适用的遗传变异用完了,我们必须等待新物种的突变。可以想像的是,腔棘鱼停止进化是由于它们停止了突变--也许是因为它们在海底避开了宇宙光!但是据我所知,没有人严肃地提到过这一点,当时段论者谈论已经建立起对进化变化抵制力的物种时,在任何情况下,这都不是他们的意思。
他们的意思更像我在第七章关于"合作"基因中所持的观点:基因群彼此适合,它们抵抗不是本集团里成员的新突变基因的入侵。这是一个非常深奥的观点,它听起来好像很有道理。事实上,它是梅厄惯性思想的一个理论支持观点。然而,无论我们什么时候试图做选择性培育,我们都不会遭遇到最初的抵抗。这个事实表明,如果在野生群体中的血统经历了许多代都没有变化,这不是因为它们抵制变化,而是因为没有自然选择的压力来推动变化。它们不变化,是因为保持不变的个体比那些变化了的个体生存得更好。
时段论者真的就像达尔文或者任何其他达尔文论者一样,都是渐进主义者;他们只是在渐进进化的冲刺之间插入了长期的停滞。正如我所说的一样,时段论者与其他的达尔文论真正不同的方面是在他们极力强调停滞是积极的东西:作为对进化变化的积极抵制力量,而不是仅仅没有进化变化。这是他们非常可能错误的方面。它将提醒我弄清楚为什么他们认为自己与达尔文和新达尔文主义非常不同这个秘密。
答案在于"渐进的"这个词语的两个意思的混淆,同时也有时段论和突变论之间的混淆,我已经努力去消除它,但是它仍停留在许多人的思想里。达尔文是一个充满热情的反突变论者,这使他一次又一次地强调他提出的进化变化是极端渐进的。其原因是,对他来说,突变的意思是指我指的"波音747大突变"。它意味着突然出现,就像从宙斯脑袋里突然出现的帕拉斯?雅典娜一样。它意味着在单一的一代里,完全成形的、具有复杂功能的眼睛突然出现在裸露的皮肤上。这意味着对达尔文来说这些事情恰好就是他最有力的反对者们的意思,他们真的认为这是进化的主要因素。
例如,阿盖尔公爵承认进化发生的这个事实,但是他想偷偷地从后门把神创论带进来。不是只有他一个人这样做。除了伊甸园里所有的创造外,许多维多利亚时代的人认为上帝不断地干预进化中至关紧要的地方。复杂的器官,例如眼睛,不是像达尔文说的那样缓慢地逐渐从简单一点的眼睛进化而来,而是突然在一瞬间出现了。这些人恰当地认识到,如果这种突然的"进化"发生了,它就暗示着超自然力量的干预:这就是他们所信仰的。这些原因是我们在飓风和波音747联系中已经讨论过的统计学因素。实际上,"波音747突变论"只是创造宇宙学说的一种打折扣的形式。撇开不谈,神创论是突变论的最终产物。这也是从没有生命的泥土到完全成形的人类的最终跳跃。达尔文也认识到了这一点。他在给当时著名的地质学家查尔斯?赖尔先生的信中说道:
如果我的自然选择理论必须借助这种突然进化的过程才能说得通,我将弃之为粪土。......如果在任何一个步骤中,需要加上神奇的进步,那自然选择理论就不值分文了。
这不是小事情。在达尔文的观点里,自然选择的进化论的全部观点是:它为复杂性适者生存提供了一个最简单的理由。这始终是本书的整体观点。对达尔文来说,任何通过上帝的帮助才能实现跳跃的进化根本不是进化。这使进化的中心观点变得毫无意义。鉴于这一点,我们很容易看出为什么达尔文不断地重申进化的渐进性,很容易看出他为什么写下了在第四章里所引用的句子:如果有人能证明,任何现有的复杂器官,不可能是从无数连续的、微小的突变而来,我的学说就得完全瓦解了。我们也有另一个观察达尔文渐进主义根本重要性。他的同代人,就像今天的许多人一样仍然很难相信,人类身体和其他这样复杂的实体能令人信服地通过进化的方法而形成。如果你认为,单细胞的变形虫是我们的远古的祖先--直到最近,还很流行这样说--许多人发现在他们的脑子里很难逾越变形虫与人类之问的鸿沟。他们发现这很难相信如此复杂的事物可以从这样简单的东西进化而来的。达尔文采用一系列小步骤的渐进思想作为摆脱这种怀疑的方法,但你仍可能发现很难想像变形虫转变为人类,却不难想像变形虫转变为稍微不同种类的变形虫。从这一点出发,就不难想像它再转变成稍微不同种类、再稍微不同种类的......等等。正如我们在第三章里所看到的一样,只要我们强调在这条路上有非常多的步骤,只要每个步骤的变化都非常细微,这个论述就可以摆脱我们的困境。达尔文不断地反对这种质疑,他不断地使用相同的武器:强调渐进、几乎察觉不到的变化,延伸至无数代。
这里值得引用英国生物学家霍尔丹反驳相同怀疑所特有的观点。
他指出,从变形虫到人类的转变,就像人在每个母亲的子宫里仅仅需要9个月一样。不可否认,发展是一个非常不同于进化的过程。任何怀疑可能从单细胞转变成人类的人,只需要沉思一下人类胎儿的初始就可以减少怀疑。如果我强调给变形虫赋予名誉祖先头衔的这个选择仅仅是遵循了一个古怪的传统,那么我希望自己不会被认为是一个学究式人物。细菌会是一个更好的选择,但是正如我们所知道的,细菌是现代的生物体。
为了继续他的观点,达尔文着重强调了进化的渐进性,因为他反驳的是:对达尔文进化论的误解在9世纪很流行。在那个时代的背景下,"渐进的"意思是"反对突变"。生活在20世纪晚期的埃尔德雷德和古尔德,以非常不同的含义使用"渐进的"这个词语。实际上,他们用它来表示"均变的速度",用"均变的速度论"来批判渐进主义。他们这样做是正确的:在极端形式上,它就像我的《出埃及记》寓言一样的荒谬。
把这个无可非议的批判和达尔文的批判联系起来仅仅是混淆了"渐进"这个词的两个十分不同的意义。在这个意义上,埃尔德雷德和古尔德都反对渐进主义,没有特别的原因来怀疑达尔文会同意他们的观点。在这个词的意义上,达尔文是充满热情的渐进主义者,埃尔德雷德和古尔德也是渐进主义者。突现论是达尔文主义较次要的假象,如果这个问题在达尔文的时代就已经被讨论过了,达尔文自己可能会赞成它。由于它是一个次要的假象,因此它不值得引起人们的广泛关注。实际上,它已经引起公众广泛注意。为什么会这样,以及为什么我被迫用整个章节来讨论它呢?仅仅因为这个理论已经被炒作了--被一些记者大肆炒作了--好像它极力地反对达尔文及其继承者的观点。为什么会发生这种事情呢?
世界上有一些人非常不愿意信仰达尔文主义。他们似乎属于三个主要的类别。第一种人,由于宗教上的原因,他们认为进化本身是不真实的。第二种人,他们毫不怀疑承认进化的发生,但是常常由于政治或者意识形态的原因,认为达尔文理论机制令人反感。这些人当中的一些人认为自然选择的思想是令人难以接受的荒谬和残忍;其他的人把自然选择与随意性搞混淆了,因此"没有意义",冒犯了他们的尊严;而另一些人把达尔文主义与社会达尔文主义混淆了,而社会达尔文主义里包含了种族主义者和其他不赞成的声音。第三种人,是一些包括许多从事他们称之(常常作为单数名词)为"媒体"的人,他们喜欢看到事情变得很糟,也许因为这是很好的新闻素材。
无论目的是什么,如果一个著名学者对目前的达尔文理论的一些细节做出非常多的批判,这个事实就被急切地抓住并在所有人中传播。这种热心是如此之大,就好像有一个已经调好的扩音器准备好留心收听任何反对达尔文主义的最细小的声音。这是最不幸的,因为严肃的争论和批判是任何科学非常重要的部分。如果学者由于扩音器的缘故觉得需要闭上自己的嘴巴,这非常悲惨。不必说放大器了,虽然很有力,但不具有高保真度:有大量的失真!一位科学家对达尔文主义目前的细微差别谨慎而小声地说出了一些稍微的怀疑,他就很有可能听到那些被歪曲了的、几乎不能辨认的话通过急切等待扩音器被大肆宣扬了。
埃尔德雷德和古尔德不是小声说的,他们用雄辩和力量大声地呐喊!他们的呼喊常常非常微妙,所传达的信息是达尔文主义有些是错误的。"科学家"自己说出了"哈里路亚"(赞美上帝用语)!《圣经创造》杂志编辑这样写到:
不可否认地,我们宗教的和科学阵地的可信性已经由于最近新达尔文主义的士气低落而大大加强了。这就是我们必须充分挖掘的。
埃尔德雷德和古尔德在反对狭隘的创造宇宙论的斗争中都是勇敢的斗士。他们大声呼喊出对他们自己语言误用的抱怨,对他们呼喊的这个部分,扩音器突然没有声音了。我有同感,因为我对不同的"扩音器"有过相同的经历,在这个例子中是由政治而不是宗教调整的。
现在需要大声而清楚地说出的是一个事实:突现论紧密地属于新达尔文主义的范畴。它一直都是这样的,只是我们需要时间来消除过分华丽的修辞所带来的损失。突现论将被人们如实地看成是新达尔文主义表面的有趣的、但较小的一部分。它当然不能为任何的"新达尔文主义士气"的丧失提供基础,也不能为古尔德所声称的进化综合理论(新达尔文主义的另一个名字)"已经死亡了"提供任何基础。这就像是发现了地球不是完美的球体,而是稍微扁一点的球体,这个发现被做了大字标题下的标语式处理:哥白尼错了 "扁平地球说"证实了这一点。
但是为了公平,古尔德的评论不是像他主张中的另一个一样针对所声称的达尔文综合理论的"渐进主义"。埃尔德雷德和古尔德争辩说,这个主张是:甚至在最大的地质时间表上的所有的进化,都是在群体或者物种里发生的事件的一种推断。他们认为,选择 有更高的形式,他们称之为"物种选择"。这个主题我们将在下一 章里进行讨论。我在下一章里也将讨论另一个生物学家学派,他 们的根基也是同样脆弱的,他们在一些例子中不是作为反达尔文 主义者,而是属于"转变的生物分类学家"。这些属于分类法领 域,属于分类科学。
第十章 惟一正确的'家谬'
进化论是如何作为复杂的"设计"问题的解决方案的呢?进化论又是如何为一种现象做解释的呢?帕列夫认为,这种现象证明存在"非凡的钟表匠"。这些是本书主要论述的问题。这也是我一直以来关注眼睛和回声定位的缘故。然而,也存在另一些事物,那就是进化理论在此所阐述的、各种多姿多彩的现象:遍布世界各地的不同种类动物各异的姿态和形态、各种植物的千姿百态以及它们身上各具特色的特征。尽管我主要关注的是眼睛和其他复杂的布局,但我也不会忽视这一点:进化的其他方面在帮助我们理解自然的过程中起到了不可轻视的作用。在此,本章主要是关于分类学的研究。
分类学是关于如何归类的科学。对于某些人来说,这门学科有着枯燥乏味的狼藉声名,提起它,下意识里会与布满灰尘的博物馆和臭气烘烘的防腐液联系起来,几乎仿佛把它与动物标本制作混淆了。事实上,这门科学一点也不枯燥。我出于一种不能理解的原因认为,在生物的所有领域中,这门科学是充满最尖锐的冲突之一l的学科,它引起了哲学家和历史学家的兴趣,并将在任何有关进化的讨论中起重要作用。从分类学家中间产生了一些最为直言不讳的现代生物学家,他们假装为反达尔文派。
尽管分类学家主要研究动物或者植物以及其他任何可以分类的东西:像岩石、图书馆的书、恒星以及语言。有序的归类常常可以用便捷的方式、适合实际需要来描述,当然,这只是事实的一部分而已。摆在一个诺大的图书馆内的图书,只有当它们被管理员摆放整齐有序时才是有用的,只有这样,当你需要一本特殊主题的图书时才能寻到它。图书馆馆长的科学或者说是艺术就是一种运用分类学的实际操作。本着同样的原因,生物学家发现,如果他们能把动物和植物按照既定的种类命名分类的话,他们的工作就变得容易多了。但是若是说这是给动植物分类的惟一的原因的话,那就丢掉了重点。进化的生物学家发现活的有机体的归类十分特别,它们有着其他物体分类所不具备东西。遵循进化论的思想,所有生物都有一幅惟一正确且有分支的家谱,在此基础上,我建立了我们的分类思想。除了它的独特之处,这种分类还有着单一的品质,我称之为"完美的嵌套"。它的意思以及它为何这么重要是这一章的主题。
让我们举图书馆作为一个非生物的例子。关于如何把图书馆或是书店内的书归类,没有一套单一的、独特的而又正确方法。某一个图书管理员可能会把藏书分为以下几大类:自然科学类、历史类、文学类、其他艺术类以及外国作品等等。每一个大类再往下细分,馆内的自然科学类可能还细分为:生物学、地质学、化学、物理学等;自然科学类生物学部分的图书可能又被细分到生理学、解剖学、生物化学、昆虫等的书架。最后,在每个书架内,图书按照字母顺序摆放。馆内其他藏书的主要大类,像历史类,文学类,外国语言类等也按照类似的方式往下细分。因此,图书馆就是这样以一种方式分级分类,使得读者能够顺利找到他(她)所需要的图书。分级分类的方式十分方便,因为这种方式能让借阅者在茫茫书海中迅速找到他需要的图书。出于同样的原因,字典里的单词按照字母顺序编排。
但是,图书馆内的藏书不必按照惟一的层级分类法去排列。不同的图书馆管理员可能会对同一藏书采用不同的、然而也是按照层级分类的方法去组织排列。例如,他可能没有单独的"外国语言"这个类别,在每个合适的主题下他不论语言区别收藏图书:德语生物图书摆放在生物类书架上,德语历史图书摆放在历史类书架上等等。而第三个图书馆管理员可能采用更为极端的收藏图书的方法,不论何种主题的图书一律按照出版的年代顺序排列,读者则只能根据卡片索引(或者电脑设备)查找相应需求主题的图书。
这三个图书馆的排列计划各不相同,但它们可能都运行良好而且被很多读者所接受。顺便提及一下,尽管偶尔也可能不被脾气暴躁、年长的伦敦俱乐部会员接受,我曾在广播上听到他们严厉指责他们的俱乐部委员会聘用了一个图书管理员,那个图书馆保持那种无次序状态已经运行了近乎l00年,他们不明白为什么现在却需要管理了。当采访者微笑着询问他们图书馆应该如何管理时,他们毫不犹豫地吼道:"最长的书排到最左边,最短的书排到最右边。"流行书店将图书分成主要的几大块儿,主要反映的是流行畅销需求,代替传统的自然科学、历史、文学、地理等类的分类方法,他们主要分为园艺类、烹饪类、电视预告、神秘类,我曾经看到一个架子上醒目地标着"宗教与不明飞行物"。
因此,如何给图书分类没有惟一的方法。一个图书馆管理员可能与另一个管理员在归类方法上有完全不同的意见,但是谁赢谁输并不能证明持这种标准的归类方法与另一种相比较而言是正确的。更确切地说,在舆论中随处可见的标准应该是"对于图书馆的使用者的方便程度"、"找到图书的速度"等等。从这个意义上说,图书馆藏书的分类方法可以说是武断的。这并不是说设计一套合适的归类系统不重要,这里所说的意思是在信息如此丰富的当今世界,没有一种归类系统能成为一种被普遍接收的、惟一正确的归类方法。但是,对生物分类有着对图书分类所缺少的特征,如果我们以进化论的观点来看的话至少是这样的。
我们可能设计出无数种给生物分类的系统,但是我不再说明任何像图书馆管理员一样武断的分类。如果单纯为了方便的话,博物馆的管理员可能根据尺寸和保存条件给他的标本分类:大型标本填充放置型的、干枯的标本穿在软木板上后盛放在托盘上;腌泡过的物体置于玻璃瓶中;用显微镜可见的物体制成幻灯片保存;等等不一而足。这些方便的归类方法在动物园内随处可见。在伦敦动物园,犀牛被关在"大象馆",就因为没有比它们需要与大象同样加固的笼子更好的理由了。一位应用生物学家可能把动物分为有害动物(往下分为医学害虫、农业害虫、有直接危险的咬人或者叮人的动物)、有益动物(往下细分的方法与以上类似)和中性动物。一位营养学家可能根据它们的肉质对人类的食用价值将动物分类,同样有着细致的细分种类。我的祖母曾经为孩子们绣了一本布制的有关动物的书,其中的动物是根据它们的腿的数目分的类。人类学家已经记录了根据遍布世界各地的动物的族做的无数种细致的动物分类系统。
在所有这些能够凭空臆造出来的分类系统中,有一种独特的系统,它的独特之处在于在某种意义上说像"正确"和"错误"以及"真的"和"假的"这样的词都适用于它。这个独特的系统是建立在进化论的关联关系的基础上的。为了避免混乱,我将给出这个系统生物学家所给出的最严格的界定,那就是进化枝分类系统。在进化枝分类中,给有机物分类的最后标准是近亲关系,或者换言之是共同的祖先的相关的近因性。例如鸟类区别于非鸟类就在于鸟类起源于共同的祖先,这个祖先又是区别于非鸟类的祖先的。哺乳动物起源于同一个祖先,这个祖先也不是非哺乳动物的祖先。鸟类和哺乳动物有一个遥远的共同的祖先,与其他动物如蛇、蜥蜴和大蜥蜴所拥有的是一个共同的祖先。这个共同的祖先就是脊椎动物。所以,鸟类和哺乳动物都是脊椎动物。"爬行动物"不是真的分类术语,根据遗传分类学家的观点,因为这是个排除定义的名词:除了鸟类和哺乳动物的所有脊椎动物。换句话说,所有爬行动物的较近期的共同祖先(如蛇和海龟等)与非爬行动物的祖先有关,也即是与鸟类和哺乳动物的祖先有关。
在哺乳动物中,家鼠和鼠科动物有一个共同的祖先,豹和狮子有共同的祖先,黑猩猩和人类也是。紧密相关的动物就是有一个近期的共同的祖先的动物;相关性较远的动物则有一个较远期的共同祖先;远期相关的动物,如人类和蛞蝓有一个较早期的祖先。有机物不可能完全与另一种有机物没有关系,因为不能确定生命是否像我们知道的那样只在地球上起源过一次。
真正意义上的进化枝分类是严格的分级的。我将用这个表达法表示这样的意思:一棵有分权的树的支杈永远不会汇聚。在我看来(某些分类学派可能会有异议,这些学派在后面章节中我会叙述到),它是严格意义上的分级分类而不是因为分级分类方便简洁,就像图书馆管理员的分类;也不是因为世界上的每一种东西自然而然地符合分级的样式,而是完全因为进化的遗传是分级的。一旦生命之树的分权超出了一定最小距离的极限(基本上是品种的极限),这些枝干就不再汇拢到一起(可能几乎不会有例外情况,就像在第七章中提到的在真核状态下的起点)。鸟类和哺乳动物起源于共同的祖先,但是现在从一棵进化树上分开了枝干而且永远不会再会汇聚:永远不会有鸟类和哺乳动物的杂交物种。一组有机物有这样的特性:起源于同一个祖先,这个祖先不是"其他"组的祖先,这被称为进化枝。
另外一种表示这种严格意义上分级思想的是术语"完美的嵌套"。我们在一张大纸上写出任意一组动物的名称,然后给相关的动物画上圆圈。例如家鼠和鼠科动物用一个小圆圈联系起来,表示它们是近亲、有一个近期的共同祖先;豚鼠和水豚也用另外一个小圆圈联系起来。家鼠和鼠科动物与豚鼠和水豚圆圈(而且海狸和豪猪和松鼠以及其他许多动物)则相应地用一个稍大的圆圈连接起来,给这个圈标上"啮齿动物"。在大圆圈内部的小圆圈就叫做嵌套在大圆圈的内部。在纸的另外部分,狮子和老虎用一个小圆圈圈起来,这个圆圈和其他动物一起被一个名称为"猫科动物"的大圆圈圈起来。猫、狗、黄鼠狼等在一系列的圆圈中,然后被一个名称为"食肉动物"的大圆圈囊括在内。"啮齿动物"和"食肉动物"的圆圈被圈在一系列更多的圈中圈里,最大的圆圈被称为"哺乳动物"。
有关于这种圈内有圈系统的重要之处在于它是"完美的嵌套。"如果不在一种单一的惟一的情况下,我们画的圆圈决不会有相交的可能。拿出任意两个搭叠的圆圈出来,永远都是其中一个完全在另一个内部,内部那个圆圈所占据的部分永远都属于外部的圆圈,永远都不会有部分交叠。这种完美的分类嵌套的特性不能由图书、语言、油的型号或者哲学思想的派别来表示。如果一个图书馆管理员将生物类图书的圆圈和神学类图书的圆圈圈起来的话,他将会发现这两个圆圈有交叠。在交叠部分是有着类似"生物学和基督教信仰"标题的书。
从字面意思上看,我们可能期待着语言的分类能够表示这种"完美的嵌套"特性。语言,如我们在第八章看到的,呈现的是一种与动物十分类似的方式。近期从同一祖先分离出去的语言,像瑞典语、挪威语和丹麦语比起早期分离出去的语言,像冰岛语言,它们之间的差别要小得多。但是语言不仅分化而且汇聚。现代英语是德语和罗马语的杂交混合,而这两种语言很早就分化了,因此英语不完全符合任何分级嵌套图表。圈进了英语的圆圈可能会部分交叉和重叠。生物学上的分类圈是永远不会像这样交叉的,因为生物的进化在物种的较高等级上总是分歧的。
回到图书馆的例子,没有图书管理员能够完全避免中.-体或者说重叠的问题。把生物类图书和神学类图书紧紧相邻摆放然后把中间体摆在中间的过道里是没有用的。如何处理处在生物学和化学之间、物理学和神学之间、历史学和神学之间、历史学和生物学之间的中间体呢?我想我这样说是正确的:中间体是不可避免的,是所有分类系统中固有的一部分,而不是源于进化论的生物学。依个人观点看来,在我的职业生涯中,每当我打算适当地整理文件时,我感到这总是令我头痛万分工作:如何把我的书、学院寄给我的再版的科技论文(有中间物)和旧信件等归架。无论你采用哪一种归档方法,总有那么些烦人的几样不能归入其中,令人难受的犹豫不决总是导致我将多余的文件留在桌子上,常常是放了很多年直到能够安心把它们扔掉。我们可能常常不得不求助于一个不太令人满意的混杂类,这类一旦建立起来了,就有产生威胁的趋势。我常常想是否除了生物博物馆外的图书馆管理员和所有博物馆看守员都特别容易患溃疡。
在生物的分类上,这些归档就不会出现问题。也没有"能产生威胁,,的动物。只要我们处在物种的高级阶段,只要我们只研究现代动物(或者说任何给定时间段的动物),就不会有令人尴尬的中间体。如果某种动物刚好就是一种笨拙的中间体,比如说就像是介于哺乳动物和鸟类之间的中间体,进化论者就能有把握地说它肯定是非此即彼。中间体的模样一定是一种幻想。不幸的图书管理员就不能如此放心地这么想。因为一本书完全有可能同时属于历史类又属于生物类。倾向于进化枝理论的生物学家从不沉溺于任何图书馆管理员是否用简单便捷的观点将鲸鱼归入哺乳动物或者鱼类,或者是介于哺乳动物和鱼类之间的中间体。我们所拥有的惟一的观点是事实。在这个例子中,就像它发生的那样,事实引导很多生物学家得出了相同的结论。鲸鱼是哺乳动物,而不是鱼类动物,而且即使有很小可能,也不可能是中间体。因为它们接近鱼类的程度,不比人类或者说像鸭的鸭嘴兽或任何其他哺乳动物接近鱼类的程度高。
确实理解所有的哺乳动物--人类、鲸鱼、像鸭的鸭嘴兽以及其他动物与鱼类同样程度地接近,因为所有的哺乳动物通过相同的祖先和鱼类相联系。神秘的是,例如哺乳动物,形成了一个梯子形状或者"等级",其中较低级的部分比较高级的部分更接近于鱼类,这是一种与进化论无关的势力行为。这是一种旧的进化论之前的观点,有时候被称作"伟大的生物链"。这种观点早就被进化论所推翻,神奇的是它却成为很多人用来理解接受进化论的手段。我不能不把注意力转移到一场挑战中极具讽刺意味的事上,宇宙创造说的坚持者对于猛烈抨击进化论学者乐此不疲:"创造出你的中间体。如果进化论是正确的,那么就应该有介于猫和狗之问或者青蛙和大象之间的中间体。但是有人见过蛙象吗?"宇宙创造说的坚持者曾经寄给我一个创造论的小册子,目的是为了用画有例如奇形怪状的怪物马而后面则移植了一只倒置的狗的图画来嘲讽进化论。这个册子的作者似乎想像进化论学者在期盼着这样一种中间产物的动物出现。这不仅仅偏离了主题,而且与主题正好相反。进化论所能给我们的最强烈的期盼之一是这种中间体是不存在的。这也是我将动物和图书馆的图书作比较的重点所在。
进化的生物分类有以下独特的优点:在丰富的信息世界条件下表现出完美的协调性。这也就是我说像"真"和"假"一类的词汇能够应用于进化枝分类的主张中的意思所在,尽管不能运用于图书管理员分类的任何主张中。但是,在此我要给出两点限制条件:
(1)在现实世界里,我们没有充足的信息。生物学家可能在祖先的证据上彼此不同意对方的观点,而且争论很难解决,因为证据不充足,即使说没有足够的化石留存下来。
(2)如果我们有太多的化石的话,不同的问题又会出现。如果我们努力去包括所有曾经存活过的动物而不仅仅限于现代的动物的话,分类的简洁有条理以及轮廓分明的目标鉴别能力就肯定会消失。这是因为不论多么遥远,两个现代动物--比如说一只鸟和一个哺乳动物,它们的确曾经在一段时期内有一个共同的祖先。如果我们面临着把祖先也归入现代分类系统的话,我们就要面临问题了。
一旦我们开始考虑灭绝的动物,没有中间体的命题就不再正确了。相反地,我们不得不满足于潜在的一系列连续的中间体。现代鸟类和现代非鸟类,如哺乳动物的区别是轮廓鲜明的,因为回溯到过去汇聚的中间体--共同的祖先已经死了。为了让观点论证得更有力一些,再想一想假设自然条件"温和",给我们留下了一块完整的化石记录,其中有着每一种在地球上生活过的动物。当我在前面的章节介绍这种幻想时,我提到过,根据一种观点,自然条件实际上是很恶劣的。我开始考虑研究和描述所有化石的大量辛勤工作,但是我现在进入到那种自相矛盾的恶劣条件的另外一个方面。一块完整的化石记录将使得把动物归入不连续的、有名称的组的工作变得尤其困难。如果我们有完整的化石记录,我们就应该放弃不连续的命名,而求助于数学的或者图表的变化的尺度符号。而人类思想永远倾向于不连续的命名,因此,从某种意义上说,化石记录不全也没有什么大碍。
如果我们考虑所有曾经在地球上生活过而不只是现代的动物的话,像"人类"、"鸟类"的词汇将会变得和像在边缘地带的"高"与"矮"之类的词汇一样虚幻和不清楚。动物学家可能会为一块化石是否是一只鸟争论不休。确实,他们常常围绕著名的化石始祖鸟就这个问题发生争论。如果说"鸟/3鸟"比"高/矮"区别大得多的话,那只是因为在鸟月E鸟的例子中,令人棘手的中间体都死了。如果一场不寻常的选择性的灾难席卷了人类、杀死了所有人类中中等高度的人,"高"和"矮"将会成为像"鸟类"和"哺乳动物"一样意思明确。
这不只是动物学上的分类,这种分类仅仅是通过绝大多数中间体己经灭绝的传统事实,从一种模棱两可的尴尬中解脱出来的。人类的种族和法律同样是这样的。我们的法律和道德体系深受物种的限制。动物园的园长在法律上被赋予了杀死一只超出容纳范围的黑猩猩的权利,与此同时,任何他可能解雇一名多余的看守员或者卖票员的表示都可能会招致一场令人难以置信的暴风雨般的怒火。黑猩猩是动物园的所有物。人类在当今不是任何其他人的所有物,以这种方式区别黑猩猩的根本原因很难讲清楚,我在想,是否还有站得住脚的根本原因。这就是我们信仰基督教的惊人的物种歧视,一个受精卵的流产(它们大多数注定是要自动流产掉的)比解剖任意一只发育良好的成年黑猩猩的活体更能够引起人们在道德上的关注和正义上的愤慨!我曾经听到体面而又自由的科学家说,他们没有切碎活的黑猩猩的打算,如果可以选择的话,至少情感上也不愿意行使这项权利,但法律不干预他们那么做。这些人总是在人权遭到一丁点儿"干预"时第一个发怒的人。我们能够与这种双重的标准相安无事的惟一原因是人类和黑猩猩的中间体都已经死亡了。
人类与黑猩猩最后的共同祖先大约生活在距今500万年前,比黑猩猩和猩猩的共同祖先出现得晚,可能比黑猩猩和猴子的共同祖先晚3000万年。黑猩猩和我们人类99%的基因是相同的。如果在世界上某些被人遗忘的荒岛上发现存活下来的、能回溯到黑猩猩和人类的共同祖先的中间体,谁会怀疑我们的法律和道德传统将会深受影响,尤其是生物演化中产生很多可能的杂交物种?或者整个生命谱系将被赋予全部人权(支持黑猩猩)?或者将会产生有明文细则的类似种族隔离的种族歧视的法律体系,通过法庭决定某个物种是合法的"黑猩猩"或者"合法的人类",而人类将会为自己的女儿想嫁给其他种族的物种而烦恼不堪?我想,这个世界已经发展得太富足,以至于我们希望这种惩戒性的幻想最终会实现。任何认为人类的"权利"是明显的、不言而喻的人应该反思那些令人尴尬的中间体碰巧没有幸存下来纯粹是一种运气。另一方面如果黑猩猩现在才被发现,它们是不是有可能被看成一种尴尬的中间体?
读完前一章的读者可能会评价说,假设进化以持续的速度前进而没有中断,如果我们不坚持现代的动物观,关于种类类别的整个论断都会混乱。我们进化的观点越趋于平缓顺利、持续地变化的极限,我们将鸟类或非鸟类、人类或非人类的词用于所有曾经在地球上生活过的动物身上的可能性越不乐观。因为极端突变论的科学家会相信真实地有第一个这样的人类存在:他突变后的头是他父亲的头大小的两倍,也是他像黑猩猩的兄弟的头的两倍大。
提倡"突变论"的学者就我们看来并不完全都是突变论者。至少对他们来说,从更持续的观点来看,看上去名称的模糊性肯定不比它将产生的问题严重。按照字面意思来看,如果每种在地球上生活过的动物都有化石保留下来的话,坚持突变论的科学家依然会遇到命名问题,因为如果我们深入细节的话,坚持突变论的科学家是真正的渐进主义者。既然他们假设我们决不可能找到记载了短时间内的巨变的化石,而同时可能找到记载了长时间的停滞的化石,那么,在坚持突变论的科学家眼里看来,命名问题没有坚持无突变论的科学家那么严重。就是因为这个原因,坚持突变论的科学家,特别是奈尔斯?埃尔瑞吉特别注意把"物种"当作真正的实体。对于一个坚持无突变论的科学家来说,只有在令人尴尬的中间体死亡了以后才可以确定物种的定义。极端的反对突变论的科学家从长远来看进化历史这个整体,他根本看不到物种是不连续的实体,他只能看到"污浊不堪"的连续统一体。在他看来,一个物种绝对没有界限分明的开始,只是有时会有明确的终止(灭亡);有时又不会明确地结束,而是逐渐变成另外一种新的物种。与此正好相反,坚持有突变论的科学家认为,一种物种在一定的时问会灭绝(严格来说有一个数百万年的过渡的持续时期,但是依据地质学的标准,这个持续期很短);更进一步,他认为物种有一个明确的至少是迅速完成的结束,而不是逐渐变成另外一种物种。根据坚持有突变论的科学家的观点看来,因为绝大多数物种的生命是消耗在没有变化的停滞阶段,既然物种有一个不连续的开始和结束,就可以得出这样的结论:对于坚持有突变论的科学家来说,一个物种应该有确定的、可以度量的"生命期"。坚持无突变论的科学家可能不把物种看做像有机生物个体那样有"生命期";极端的坚持有突变论的科学家把"物种"看做确实不是徒有虚名的不连续的实体。而极端的反对坚持有突变论的科学家把"物种"看做任意的一段川流不息的河流,没有理由要划出确定的开始和结束的界限。
在一本坚持有突变论的关于一组动物的历史的书中,讲述了在过去的3000年前马的历史,剧中的主人翁都是物种而不是有机物的个体,由于坚持有突变论的科学家把物种看做真实的、本身有不连续特性的"东西"。物种会突然出现,也会随着它们的消失被战胜者取代。随着一个物种让位给另外一个物种,这将是一部胜者为王的历史。如果由一个反对坚持有突变论的科学家来写这同一部历史的话,他将会只是因为模糊方便而用物种的名称。当他纵观历史长河时,他看不到物种是一个不连续的实体。在他的剧中,真正的主角将是数量增减不定的有机物的个体;在他的书中,有机物的个体将会让位给下代的有机物个体,而不是物种让位给物种。那么并不惊奇,坚持有突变论的科学家相信在物种层面上的自然选择,他们认为这与达尔文在普通的个体层面上的选择相类似。而与此相反,坚持无突变论的科学家更愿意把自然选择看做是更高层次的选择而不是有机物个体层面上的选择,"物种选择"的思想对他们没有太大的吸引力,因为他们不把物种看做是经过地质年代的不连续的存在实体。
从某种意义上说,这是解决上一章遗留下来的物种选择这一猜想的最好时机。由于我已经在《扩展的显形》一书中阐述了我对进化论重要性的怀疑,在此我不再花过多时间叙述。大多数曾经在地球上生存过的物种已经灭亡,这是一个不争的事实。然而,新物种的出现是以一个至少与物种灭亡的速率相平衡的速率进行的,这也是一个事实,因此,存在着一种组成成员总是变化的"物种池",随机地进入这个物种池和随机地离开这个物种池理论上可以形成一种高层次的自然选择,这是千真万确的。可能物种的某些特性倾向于走向灭亡或者产生新的物种,我们所见的世界上的物种可能倾向于无论吸收了什么就首先进入世界--形成物种,或者走向灭亡。尽管我怀疑比起累积的选择,这更接近单一步骤的选择,但是如果你愿意的话,可以管这叫做自然选择的一种形式。我所怀疑的是这种选择在解释进化论的时候能有什么重要性。
这或许只是反映了我对什么是重要的有一定的偏见。正如我在本章开头所说的,我主要想要进化论做的是用来解释复杂的、谚计精密的机体,如心脏、双手、眼睛和回声定位。没有人,即使是最最热情洋溢的物种选择论科学家也认为物种的选择不能做到这一点。一些人确实认为物种选择能够解释化石中长期的某些趋势,例如,随着年代的推移,相当常见的大体型的躯体的体型变化,如现代的马,比3000万年前的它们的祖先要高大得多。物种选择论科学家反对这是由于一直以来的个体优势形成的这个观点:他们认为,化石的这种趋势并不能表明高大的马的个体比此物种内的其他矮小的个体一直更有优势。他们认为发生的是以下事实:存在着很多物种,也就是有一个物种池。在某些物种中,平均体型都很高大;而在另外一些物种中,平均体型都很小(或许是因为在某些物种中,体型大的个体更合适;而在另外一些物种中,体型小的个体则更合适)。体型大的物种比起体型小的物种来说,其灭亡的可能性要小很多(或者说产生新的像它们本身的物种的可能性要大)。那么,究竟物种发生了什么变化呢?根据物种选择论的科学家的观点看来,对于化石记录的这种动物的体型变得高大的趋势是平均体型逐渐增大的物种的演替。甚至可能在大多数物种中,小的个体更利于生存,然而化石趋势可能只是有利于体型大的躯体。换句话说,物种的选择可能更有利于物种里的那些少数物种,而少数物种中,大型个体更利于生存。实际上,这个观点完全是一派胡言,是早在现代的物种选择论提出之前由新达尔文派理论家乔治C.威廉提出的。
可以这么说,在所有物种选择的例子中,我们观察到的不是演化趋势,而是事物发生的顺序,比如越来越大的植物作为一片荒芜的野草地接连地被小种子、大香草植物、灌木丛,甚至正值壮年高峰期的森林里的树木嫁接的趋势。当然,你也许称之为发生的顺序或者进化的趋势。物种选择论科学家可能充分相信这种趋势,像化石学家那样常常研究化石记录的一系列的岩层的那种趋势。然而,没有人想说物种的选择对解释进化论中复杂的适应性改变很重要。
复杂的适应性变化在大多数例子中不是物种的特性,而是个体的特性。物种并没有眼睛和心脏,而其中的个体则有这些。如果一个物种死亡是由于视力差的话,那么这个假设就意味着那个物种中的每个个体均死于视力差。视力的好坏程度是动物个体的特性,物种能有什么样的特性呢?答案应该是影响物种生存和繁殖的特性,也即是它们能对个体的生存和繁殖产生影响的最低限度的特性。在以上假设的马的例子中,我认为个体体型大的物种比起个体体型小的物种来说灭绝的可能性要小很多。但这一说法没有说服力,因为很难回答为什么物种的生存能力应该与物种存活的个体成员数目断裂开。
检验物种层次上的特性有一个更好的例子,见如下的假设:假设在某些物种中,所有的个体依靠同样的方式生存,例如所有的考拉熊靠桉树为生,而且只吃桉树叶子。像这样的物种就可以称为统一化物种。而另外一些物种则可能包含了多样化个体,这些个体靠不同的方式为生。每一个个体都可能是一个像考拉熊一样的专门化的个体,但是这个物种中的某些成员只吃桉树叶子,另外一'些则只吃小麦,还有一些只吃马铃薯,再有一'些只吃酸橙皮,等等不一而足。我们称第二类物种为多样化物种。考拉熊完全只依靠桉树生存,而一场类似于荷兰的榆树疾病的桉树瘟疫就可能结束它们。与此相反,多样化的物种中总有些成员能从一场植物类的疾病中幸免于难,从而物种能够继续下去。我们不难推断出多样化物种比统一化物种更可能繁衍出新的后代物种。这是一个物种层次上选择的真实案例。不过,像这样的物种层次上的特性的例子很少,简直就是很稀有。
美国进化论科学家埃格博特?利提出了一个十分有意思的理论,尽管早在"物种选择"开始流行时他就提出了这个理论。这个理论可以解释为一个真实的、物种层次上可能的选择的候选案例。利对动物不断生长、进化论中个体无私心的行为这个问题很感兴趣。他正确地认识到,如果个体的利益与该物种的利益发生了冲突,个体的利益--短期的利益一定会获得胜利。似乎没有什么能阻止这种自私的基因的前进。但是利又做出了以下有意思的推断:一定有某些组织或物种,就像发生的那样,对个体最有益的恰好与对这个物种最有益的相吻合了。并且,还有另外一些物种,其中的个体利益碰巧与物种的利益大相径庭,如果外部条件相同的话,第二种类型的物种当然最有可能灭绝。那么,一种物种选择的方式可能对要求以个体牺牲为代价的物种不利,但对那些不要求个体牺牲利益的物种有利。我们看到了表面的无私个体行为的介入,因为物种选择更青睐这些物种,这些通过它们本身表面上的利他主义最大限度保全个体利益的物种。
或许最富戏剧性的一个有关物种层次特性的例子是涉及到繁殖方式的,即有性和无性。限于篇幅有限,我不能够再深入讲述性生殖的存在对达尔文理论是一个多么巨大的难题。很多年前,R.A.费歇尔总是对任何有关选择等级高于有机个体的思想充满敌意,而且总是随时准备以有性生殖这个特例来反驳。他认为,有性生殖能比无性生殖更快地繁殖物种。我同样不再深入讨论这个问题(们并不像人们想像的那样简单)。进化是物种的行为,而不是有机个体的行为:你不能说一个有机物进化。费歇尔认为物种层次的选择部分解释了现代动物中有性生殖十分常见的原因。如果是这样的话,我们研究的就是单一步骤的选择,不是累积的选择。
根据那个论断,发生无性繁殖时倾向于灭绝,因为它们不能迅速生长,与变化的环境保持步调一致;有性繁殖则不容易灭绝,因为它们能够迅速成长,赶上环境变化。因此,在我们周围所见的大部分都是有性繁殖。但是,这两个系统的"进化"比率不同在于普通的达尔文进化论是在个体层面上通过累积选择。物种的选择,正如它现在这样,是简单的单一步骤的选择,在两种特性:无性和有性、缓慢进化和快速进化之间选择。性特征、性器官、性行为和性细胞分裂的细胞组织被标准的、低层面上的达尔文累积选择聚拢到一起,而不是被物种的选择聚拢到一起的。无论如何,就如它现在那样,人们意见一致地反对旧理论,反对性能力是由某种组织或者物种层面上的选择保留下来的旧理论。
总结有关于物种选择的讨论,我们能够解释世界上任何时期的物种存在的形式了,也能解释随着化石记载反映的年代变迁物种改变形式的奥秘了。但这并不是复杂的生命机制在进化过程中的主要动力。它所能做的是在不同的复杂机制中做出选择,假设这些复杂机制已经被正确的达尔文选择整理出来了。正如我已经提出的那样,物种选择可能会发生,但是它似乎并不能产生什么影响!现在回到我们分类和分类方法的主题上去。
我曾经说过,根据进化枝分类有比图书馆管理员的分类方式强的优点,因为这是独特的、真正的、实质上分等级的嵌套形式,有待人们去发掘。我们必须做的就是找到发现它们的方法。不幸的是有很多实际的困难。分类学中最有意思的怪物是进化的趋同性。这是一个很重要的现象,我已经花了半章的篇幅来讨论它。在第四章中,我们曾看到一次又一次地有的动物竟然和世界上其他地方的没有关系的动物如此相似,因为它们有着类似的生活习性。新世纪的食肉蚂蚁与古世纪的行军蚁十分相似。惊人的相似还发生在毫无关系的美洲和南美洲的电鱼、真狼族和有袋的塔斯马尼亚狼身上。在所有这些例子中,我可以毫无理由地断定这些相似点是动物的趋同演进化:它们都是单独地从毫无关系的动物进化而来的。我们又如何知道它们没有关系呢?如果分类学家使用相似性来衡量同源关系的亲近性,为什么分类学家没有被这种惊人的、似乎能把这成对的动物统一起来的相似性所愚弄呢?或者把问题曲解了,使它变成了一个更令人担忧的形式?当分类学家告诉我们那两类动物真的紧密联系--例如说家兔和野兔--我们又如何知道分类学家没有被大量的趋同性所愚弄呢?
这确实是一件令人担忧的事情,因为分类的历史充满了后来的分类学家完全因为这个缘故宣布他们前辈的观点是错误的这类的例子。在第四章,我们看到了一位阿根廷分类学家宣称滑距兽祖先正是马,而如今它们被认为是动物的趋同性所致。非洲的豪猪很久以来一直被认为与美洲的豪猪紧密联系,但现在这两组动物被认为毫无关联地产生了它们自身带刺的外表。推测起来,可能刺对这两种生活在两块大陆的动物因为相似的原因十分有用吧。谁能说未来的分类学家不会再改变他们的思想?如果趋同性进化是带有欺骗性的相似性这样一个强有力的假象,在分类学上我们又有什么信心呢?我个人感到乐观的原因主要是因为建立在分子生物学基础上的强有力的新技术前景的到来。
总结一下前几章的要点,所有的动物、植物和细菌,无论它们看起来多么地彼此不同,当我们深入到分子基础上时,都是惊人地一致。最具戏剧性的还要数遗传编码本身。遗传字典里有64个含三位的DNA代码。其中的每一个代码能精确地翻译成蛋白质语言(或者是一种特殊的氨基酸,或者是一种标点符号)。这种语言和人类语言一样具有随机性(例如"房子"的发音没有任何固有的缘由在里面,也即是说,并不能马上让人们想到任何关于"房子"的特征来)。假设这是一个有巨大意义的事实,那就是每一种生物,无论它们外表有多么大的差异,在基因这点上它们几乎"语言"相通。基因编码是普遍存在的。我认为可以下这样的结论:所有的有机生物都起源于同一种简单的祖先。在同一个字典里,任意一个编码出现两种意义的可能性几乎很小。就如我们在第六章中看到的,可能曾经有其他使用不同基因语言的有机生物存在过,但是它们早就已经灭亡了。所有的有机生物起源于一种单细胞的祖先,并从它身上遗传了一种虽然随机性强但几乎可以识别的基因字典,其中的64个DNA编码中的每一个编码都可识别。
想一想这个事实带给分类学的影响吧。在分子生物学以前,动物学家只能确定在解剖学上有很多共同特征的动物为同源动物。分子生物学突然打开了一只"百宝箱",扩展了由解剖学和胚胎学建构起来的贫瘠的清单。遗传基因字典中共同的这64个识别码(相类似是一个经不起推敲的字眼)只是掀起了一个开端,分类学由此被改变了,曾经看似模糊的、猜测的同源关系一下子变成统计性的确定了。
基因字典几乎完全是逐字逐字的解读性对分类学家太有帮助了。
生物学曾经告诉了我们所有的有机生物都是同源动物,但是它不能告诉我们哪两种生物比和别的生物的关系更亲近。但分子生物学提供的信息能告诉我们,因为它找到了不同的相似程度而不是总体的辨认特征。记住,基因译码器是蛋白质分子。每个蛋白质分子是一个句子,一个来自字典里的氨基链。我们可以按照翻译过的蛋白质形式、或者原来的DNA形式来解读这些句子。尽管生物有共同的字典,但是它们并不用共同的字典造相同的句子。这就给我们提供了解答同源动物差异性的机会。蛋白质句子尽管各不相同,但在总体形式上很相似。在任何两种有机物中,我们总是可以找到极为相似的句子,几乎是同一个遗传语句明显的"断章取义"。我们已经在母牛和豌豆组蛋白的细微差别上看到了这一点。
分类学家现在完全可以像对比头盖骨和腿骨一样对比分子语句了。蛋白质或者DNA的相似程度高的,被认为是关系相近的同源动物;相似程度低的,被认定为同源关系较远。这些语句都是由编码组成的,这些编码来自普遍公认的不超过64个编码的字典。现代分子生物学的优点在于我们能够准确地衡量两种动物之间的区别,这是由语句的准确编码数实现的,而编码数恰恰是它们之间的区别。在第三章中的遗传的多维空间,我们可以准确地测知需要多少步骤才能把一种动物同另外一种动物区分开,至少是关于某种蛋白质分子。
使用分子系列的另外一个优点是,根据一个有影响力的遗传学派,"中立主义者"(我们将在下一章中见到这个词)绝大多数在分子层面上的进化发生时是中立的。这意味着不是因为自然选择而是因为有效的随机性,所以除了偶尔的坏运气,动物趋同性这种吓人现象不会误导分类学家。一个与此有关的事实是,在广泛的不同动物群体中,任何一个分子都可能以一种持续不断的速度进化。这就意味着在两种动物的分子--比如说人类的细胞色素和疣猪的细胞色素--上的不同点是衡量从它们的共同祖先开始已经经过的时间的好办法。我们有一个很精确的"分子钟",这个分子钟不仅可以让我们找寻与动物有关的祖先,而且可以让我们估计这些祖先大约生活在哪个年代。
在这一点上,读者可能会被表面的不连续性所迷惑。这本书把自然选择摆在高于一切的重要位置,我们又如何能把在分子层面上进化变化的随机性摆在重要位置昵?期待着第十一章能在论述关于进化的适应性方面没有争议,进化的适应性是本书的主题。即使最富有激情的中立主义者也不认为复杂的运动器官,像眼睛和手是随波逐流进化而来的。每个明智的生物学家都同意这些只可能由自然选择进化而来。在我看来,只有中立主义者正确认识到了这种适应性其实只是冰山的一角:很可能绝大多数进化的改变,当你在分子层面上看到时就已经没有功效了。
既然分子钟是一个事实--看起来似乎每种分子每一百万年以符合自身特点的变化速度在改变--我们可以给进化树定出每个分枝点的时间。如果大多数进化发生在分子层面上是中立的,而且它是事实的话,对分类学家来说,这是一个绝好的礼物,它意味着趋同性的问题被统计学一扫而光。每一种动物都有大量写在自身细胞中的遗传文本。根据中立主义学者的理论,大多数文本与适合奇特的生活方式无关,这些文本大多是自然选择涉及不到的,大多也和趋同性进化不相符--除非是一种纯粹的机遇。两种文本没经自然选择却能够彼此相似的几率是可以计算出来的,而这种几率当然很低。分子进化的持续率实际上可以让我们更好地确定出进化史上分权点的时间。
要夸大新分子系列解读技术带给分类学家的武库里的额外能源很难。不是所有在动物体内的分子语句都被译解了,而只是那些可以走进"图书馆"并在里面逐词逐句、注意措辞地查阅一只狗、一只袋鼠、一只多刺的食蚁动物、一只小鸡、一条毒蛇、一只蝾螈、一条鲤鱼甚至人类的血红蛋白语句。不是所有的动物都有血红蛋白,但是有其他蛋白质,例如组蛋白,其中的一个版本存在于每种动物和植物中,并且其中很多能在"图书馆"中被找到。这些不是模糊的衡量手段,像腿的长度、头盖骨的尺寸,它们的尺寸随着年龄和标本的健康程度、甚至衡量者视力的好坏而改变,都是同一种语言中相同语句的不同的、罗嗦的可选版本,它们可以并列放置,彼此对比就完全和挑剔的希腊学者比较同一本福音书的两张羊皮纸那样仔细。DNA系列是所有生命的福音书文件,而且我们已经学会了如何去破译它们。
分类学的基本假设是相近的同源动物将比较远的有更相似的特定分子语句。这被称为"吝啬原则"。吝啬是经济上节俭、节约的别名。假如给出一系列动物,它们的语句已经知道了,比如说8种动物被列在前一个语句中,我们的任务是发现所有可能的树形图中哪部分与那8种动物连接是最吝啬的。最吝啬的树形图就是按假设来讲,它是"经济上最节俭吝啬的"树形图,即在进化的变化中字符改变最小、趋同性最小。我们在纯粹可能性的基础上可以假设趋同性的最小量。如果大量的分子进化是中性的,两种没有关联的动物就不可能达到相同的序列,也就是达不到字符对字符、字母对字母的相同。
试图找到所有可能的树形图,这在计算上会有困难。如果有三种动物需要归类的话,那么可能的树形图就只有三个:A和B连线排除C;A和C连线排除8;B和C连线排除A。如果有很多动物要归类,你也可以按照这样的计算方法,当然可能的树形图就会不断地增加。当只有4种动物需要归类时,总共可能的同源动物树形图的数目还可以控制,只有5。这花不了计算机很多时间来计算出谁是最吝啬的5个。但是如果有20种动物需要归类,我想可能的树形图的数目是820079453263789559375(82亿兆)(参看图9),当今最快的计算机也要花l00亿年的时间,大约是宇宙的年限,才能找到这20种动物可能的最吝啬的树形图。
而我们的分类学家常常需要组建多于20种动物的树形图。
尽管分子分类学家是第一个画出这么多树形图的,但是发展出更多、更大数目的树形图这个问题早已经潜伏在非分子分类学内了。非分子分类学家通过直觉简单地回避了这个问题。在所有可能的树谱中,很多可以被立即消掉--例如数百万的将人类和蚯蚓的关系摆在比人类和黑猩猩的关系还要接近的树谱。分类学家不用费事地去考虑那些同源动物关系明显荒唐的树图,而是直接找出那些不太违反他们先入为主概念的少数树图。这样做相对合理,尽管可能有把确实是最吝啬的树图排除在考虑之外的风险。计算机也能被设定程序来制造捷径,而且发展大数目的问题也能迎刃而解。
分子信息如此丰富,以至于我们能一遍又一遍地给不同的蛋白质做分类。我们可以用从一个分子的研究中得出我们的结论,作为我们在研究另外一个分子的基础上得出的结论的验证。如果我们怀疑蛋白质分子透露的信息是被趋同性混淆了,我们可以立即通过查看其他蛋白质分子来检验。趋同性确实是一种特殊的巧合。这种巧合就在于即使它们曾经发生过,它们再次发生的可能性很小,更不可能第三次发生。找到了越来越多的单独的蛋白质分子,我们仍然不能去除这种巧合。
例如,在新西兰一个生物学小组的一项研究中,给ll种动物分类,用了5种不同的蛋白质分子分别用了5次实验。ll种动物分别是绵羊、恒河候、马、袋鼠、耗子、兔子、狗、猪、人类、母牛和黑猩猩。主要思路是用一种蛋白质先把这种动物的关系树图画出来。然后再看看用不同的蛋白质是否能得出同样的树图。从理论上来说,如果进化论不是真实的,5种蛋白质的每一种可能给出一个完全不同的"关系"树图。
所有ll种动物的5种分子系列都能在"图书馆"查到。对ll种动物,有654729075种可能的关系树图要考虑在内,因而不得不采用通常的捷径。对5种蛋白质分子中的每种,计算机都可以打印出最吝啬的关系树图,这为在这种动物之间找出正确的关系树图提供了最好的猜测。我们所希望的最接近的结果是所有的5种估计的树图容易识别。靠单纯的运气得出这种结果的可能性微乎其微:十进制点后面有3个零。如果我们不能得出如下完美无缺的结论也不应该感到惊讶:一定量的趋同性进化和巧合性都是可以预料的。如果没有衡量不同树图之间的一致性的物质手段的话,我们就该感到忧虑了。事实上,这5种树图被证明不易识别,它们十分相似。所有5个分子表明人类、黑猩猩和猿猴彼此接近方面是一致的;但一些不一致的地方表明动物不是最接近这个组:血红蛋白B表明狗是;血纤维蛋白肽B证明耗子是;血纤维蛋白肽A表明一个包含耗子和兔子的组是;血红蛋白A证明耗子、兔子和狗是。
人和狗有一个确定的共同祖先,和耗子有一个另外的共同祖先。这两个祖先在历史上某个时期真实地存在过。其中一个存在的时间比另外...个要早些。因此,或者是血红蛋白B、或者是血纤维蛋白肽B在估计进化关系时是错误的。我们期待着一定数量的趋同性和巧合性。如果我们真的和狗是接近的话,从血纤维蛋白肽B来看,就意味着我们和耗子汇聚在另外一点;如果我们真的接近于耗子的话,从血红蛋白肽B看来,这意味着我们和狗汇聚于另外一点。我们得出结论是:通过观察另外的分子看两种中哪种更相似。我不穷究这个问题:观点已经给出了。
我曾经说过,分类学是生物学领域里最难对付的恶劣角色之一,斯蒂芬?库德用"名字和污秽"形容它的特点最为妥贴。分类学家似乎对思想派别充满激情,这是一种我们在政坛或者经济领域所能见到的激情,但在科学领域我们通常见不到这种激情。很明显,每个分类派别的成员认为他们是倍受围攻的难兄难弟,就像是早期的基督徒那样。我首次意识到这个问题是一个熟识的人告诉我脸色发白、垂头丧气的某某(名字无关紧要)已经走入进化枝学的时候。
下列对分类学几个学派的思想的描述可能会令这些学派的成员感到恼火,但不会比他们习惯性的互相攻击惹恼彼此更甚,因此不会造成不适当的伤害。基于他们的基本逻辑,分类学家分成了两大阵营。一方面认为分类学的目标是发现进化的相互关系,他们坚定不移。对他们来说(对我也是)一个好的分类树图是一张进化关系的家谱图。当你做分类时,你会使用所有所能支配的方法去尽量猜测一种动物和另外一种动物的关系亲近程度。很难给这些分类学家取一个名字,因为这个明显的名字"进化的分类学家"已经被一个次一级的学派占用了,他们常常被称为"种类学家"。就此程度来说,我写这一章是从一个种类学家的观点出发的。
还有很多分类学家以不同的方式进行着他们的研究,而且有一定的依据。尽管他们可能同意从事分类研究的最终目的是发现进化关系的奥秘,但是他们坚持把分类实际和理论分离--惘设的进化理论--一种通往相似模式的分类理论。这些分类学家凭自身的能力研究相似的模式。他们预先并不估计这种相似的模式是否是由进化的历史导致的,或者相近的相似关系是否是由于相近的同源动物关系。他们更喜欢只用相似性来构建他们的分类学。
这样做的一个优点是,如果你对进化论有任何疑义的话,你可以用相似性的模式来检验。如果进化是正确的,动物之间的相似性就应该符合某种可以预测的模式,尤其是分等级的嵌套这种模式;如果进化论是错误的,天知道我们应该期盼着什么样的模式,但是我们没有明显的理由期待着嵌套式分等级模式的成立。如果假设进化论贯穿你的分类过程,这个宗派认为,你就不能使用你的分类工作的结果支持进化论的正确性:那么,这个争议将会是循环的了。如果任何人非常严肃地怀疑进化论的正确性,这个争议将有压力了。我们再一次地很难给这个分类派别找到一个合适的名称。我称他们为"纯相似衡量者"。
种族学家,这类分类学家公开地试图发现进化关系,在思想上又分成了两大派系。他们是进化枝学家和"传统的"进化论分类学家。前者遵循维力亨尼格著名的《种族系统学》书中放弃的原则,而进化枝学派又被分支所困扰。对他们来说,分类学的目的是找到次序,在进化史中血统彼此分离出来的次序,并不关心从节点处开始这种血统多么显著或者微小地改变了。后者(不要轻视这个名称)区别于前者的地方主要在于他们不把进化的分支种类作为惟一的考虑对象。他们还考虑在进化过程中发生的所有的变化量,而不限于分支。
进化枝学家认为,关于有分权的树图正是他们的工作的开端。他们理想地试图记下所有他们研究的动物的可能分权树图(只限于有两个分权的,因为每个人的耐心是有限的)。正如我们在讨论分子分类学时所见到的,努力地想把很多动物归类是很困难的,因为可能的树图的数量变得像天文数字一样大。幸运的是我们有一些捷径和可行的近似方案,这就意味着这种分类法在实际上可以做到。
假如,针对这个争议,我们试着把鱿鱼、青鱼和人类这3种动物分类。有3种可能、有两个分权的树图:
?鱿鱼和青鱼关系更接近,人类是组外成员;
?人类和青鱼关系更接近,鱿鱼是组外成员;
?鱿鱼和人类关系更接近,青鱼是组外成员。进化枝学家会依次观察这三种可能的树图并选择出最合适的。
怎么辨认最合适的树图呢?基本上来讲,是共同点最多的两种动物能被归到一起的那种树图。我们给第三种与另外两种的共同点最少的动物命名为"组外"成员。在以上树图中,第二个树图最被看好,因为人类和青鱼比鱿鱼和青鱼或鱿鱼和人类有更多的共同点。鱿鱼是组外成员是因为它与人类或者青鱼没有太多的共同点。
事实上,问题并不像数数共同点的数量那么简单,因为某些共同点被故意忽略了。进化枝学家想给予近期发生的特征以特殊的重视,例如古代从第一类哺乳动物身上遗传下来的特征对给哺乳动物分类是没有用处的。他们用来决定某特征是否是古代遗传过来的方法是有趣的,但谈论这些就偏离了本书的主题了。这一步的关键是,至少在原则上是进化枝学家考虑所有可能把他们研究的动物联系起来的分权树图,并且选择一个正确的树图。真正的进化枝学家对他们认为分权树图或者进化分枝图是家谱图、是进化的同源动物的近源关系的家谱图这点确信不移。
如果推到极端,分权本身带来的困扰就能给出一个奇怪的结论。理论上讲,一个物种可能在每一个细节上与它的血缘关系较远的同源动物是相同的,同时与它的血缘关系较近的同源动物有天壤之别。例如,假设有两种十分相似的鱼种,我们称它们为雅各布和以扫。它们生活在3000万年前。这两个物种繁殖了数代子孙,一直存活到现代。以扫的后代停止了进化,就是说它们继续生活在深海里而没有进化。结果就是以扫的现代子孙和以扫是完全相同的,因此它们和雅各布十分相似。雅各布的后代进化了,也养育了很多后代。它们最终进化成为了所有现代的哺乳动物。但是雅各布的一支血统的后代也在深海停止了进化,并且它们现代的后代也生活在深海,这些后代还是鱼类,因此和以扫的后代十分相似以至于它们很难被区分开。
我们如何给它们分类呢?传统的进化分类学家可能认识到原始的雅各布和以扫的深海后代有惊人的相似,会把它们归为一类。而严格意义上的进化枝学家则不会这么分类。雅各布的深海后代看起来很像以扫的深海后代,至少它们应该是关系相近的哺乳动物,它们和哺乳动物共同的祖先生活在更近的现代,即使比它们和以扫的后代更稍微接近现代。因此,它们必须和哺乳动物一起被拿来分类。尽管这看起来很奇怪,但是从个人角度讲,我能把这当平常事看待。这至少是十分符合逻辑的,也是十分清楚的。当然,进化枝分类和传统的进化分类都有优点,我不在乎人们如何给动物分类,只要他们能清楚地告诉我他们是如何分类的。
现在让我们再来看看另外一个主要的派别,纯相似衡量者。他们又可以分为两大派。当他们分类时,这两个分派一致把他们实际的研究和进化论分割开了。但是,他们的分歧在"实践"上。一个分派的分类学家有时被称为"表现型分类法学家",有时被称为"数字的分类学家"。我称他们为"平均距离衡量者"。另外一个分派称他们自己为"改变的进化枝学家"。这是个很差的名字,这是说他们已经不是进化枝学家了。当朱利安?赫胥黎引进进化枝这个术语时,他十分清楚、明确地给进化的分枝和进化的祖先下了定义。一个进化枝是所有有机生物起源于某个特定的祖先的一个系列。既然"改变的进化枝学家"的要点是要避开所有进化论和祖先的观点,他们就不能明智地称他们自己为进化枝学家了。他们这样做的原因是有来历的:他们开始时是真正的进化枝学家,在继续使用进化枝学的一些研究方法同时又抛弃了他们的基本哲学和理性。我想我不得不称他们为"改变的进化枝学家",尽管我很不情愿这样做。
平均距离衡量者拒绝在分类过程中使用进化论(尽管他们都相信进化论)。他们一贯坚持的是他们都不认为相似模式有必要是完全分权的、分等级的。他们努力引进一种能够揭示一种分等级的模式,如果真有这样的模式存在的话,但如果没有,他们就不会这么做。他们竭力地想向自然询问:自然是否是按照等级组织起来的。这不是一项容易的工作,而且,要达到这个目的没有现成的方法。至少这个目的对我来说似乎是必须抛开先入为主的僵局思想。他们的方法常常很复杂,要用数学方法,而且像对给非生物,例如岩石、建筑遗址分类一样给有机生物分类。
他们通常从给他们所能衡量的动物开始。你必须对如何破译这些衡量手段了如指掌,但是我不打算深入探讨这个问题。最后的结果是所有的衡量手段联合起来产生一个每种动物和另外一种动物的相似性的索引(或者它的反面,不同点的索引)。如果愿意的话,事实上你能够使这些动物实现可视化,就如同太空中的很多点,耗子、鼠类动物、大颊的鼠类等可能在太空中某一部分被找到:在另一部分更遥远的地方可能有更小的点,这个点由狮子、老虎、豹子、印度豹等组成。当它们大量的特征被汇拢时,太空中任意两个点之间的距离是衡量这两种动物的相似程度的媒介。狮子和老虎之间的距离很小,耗子和鼠类动物之间的距离同样很小,但是耗子和老虎之间、或者鼠类动物和狮予之间的距离就很大。这种把特征汇聚到一起的工作通常要求助于计算机才能完成。动物分布其上的太空有点像生物形态岛,但是"距离"反映的是身体上相似而不是基因上相似。
计算出了一种动物和另外一种动物之间的平均相似性(或者距离)后,计算机下一步就要设计出扫描距离/相似性的程序,并且竭力使它们符合一种分等级的组成群模式。不幸的是,总是有很多关于究竟采用哪一种计算方法来寻找群的矛盾。没有哪种方法是明显正确的,而且每种方法不一定都给出相同的答案。更糟糕的是,有可能某些计算机的方法在希望"看到"分等级安排的群中"热心过度",即使这些群并不存在。近来,距离衡量派或者"数字上的分类学家"变得有些落伍了。我的观点是:正如流行时尚一样,落伍不过是暂时的阶段,这种"数字上的分类学家"也决不会轻易被取消。我预测它会再流行。
另外一个纯理论衡量者的学派,自称自己为"改变的进化枝学家"。"嵌套"正是主要从这个学派内部来的。我将不会按照俗套从真正的进化枝学派内部起追溯它们的历史。在他们潜在的哲学下,改变的进化枝学家与另外一个纯理论的衡量者学派有更多的共同点,这另外一个学派就是常常被称为"种族学"或者"数字上的分类学"的,也就是在平均距离衡量者的主题下讨论过的。他们的共同点帚不根押讲似诊拖入分娄的宣际中士.尺管文不全给进化论思想本身带来的敌意。
改变的进化枝学家与真正的进化枝学家在他们的很多实际方法上有共同点。两者都认为分类是从分权的树图开始的。两者都指出了某些特征对分类的重要性,另外一些对分类是无用的。他们在理性上有所区别,并且区别对待。像平均距离衡量者,改变的进化枝学家并不打算找到家谱。他们只是寻找单纯相似的树图。他们与平均距离衡量者都同意把是否相似的模式反映了进化史的问题公开化。但与平均距离衡量者不同的是,他们至少在理论上更愿意让自然告诉他们自然是否是按照等级分布的,而改变的进化枝学家假设自然是按照等级分布的,有一种公理、一种信仰伴随着他们,事物都是要被归入等级的(或者相对等地被归入嵌套的套中),因为分权的树跟进化枝没有关系,也没有必要把它运用于生物。根据改变的进化枝学家倡导的理论,他们的方法不仅能运用于给动物、植物分类,而且能运用于给石头、行星、图书馆的书和青铜年代的罐子分类。换句话说,他们可能不同意我在图书馆对比中阐述的进化论是分等级分类的惟一坚实根基的观点。
平均距离衡量者衡量每种动物与另外一种动物之间的距离。在这里,距离"远"意味着"不相似",距离"近"意味着"相似"。只有这样,在计算出一定数量动物的相似性的平均索引后,他们开始竭力破译在分权的、群中有群的分等级或"树形图,,的结论。改变的进化枝学家却像真正的进化枝学家曾经做的那样,在一开始就把群的观念、分权思想引入理论中,像真正的进化枝学家,他们至少在原则上将以写下所有可能的分权树图作为开端,然后选择一个最合适的图。
但是,当他们考虑每个树图的时候,他们谈论些什么呢?每个树图与世界上哪种猜想的情况对应呢?对于一个真正的进化枝学家、一个维力亨尼各的追随者来说,答案是非常明确的。每l5种可能的树图统一4种动物,代表着一个可能的家谱。在这统一4种动物的l5种可能的家谱中,有且只有一个家谱图是正确的。动物的祖先确实在世界上有生存的历史。8种动物的达到定点的所有3535种可能的家谱中,3534种是错误的。只有一种代表了历史的真实性。要确定哪一种才是正确的不是很容易,但是真正的进化枝学家至少能够确定哪种不比另外剩下的正确。在进化论世界中,对于改变的进化枝学家来说,那l5种(或者3535或者别的)可能的树图和那惟一正确的一种树图对应什么呢?正如我的同事和以前的学生马克?瑞德利在他《进化论和分类》一书中指出的那样,答案也没有什么特别的。改变的进化枝学家拒绝让祖先的观念进入他的考虑范围,"祖先"对于他们来说是个肮脏的词汇。另一方面,他坚持分类是分杈的、分等级的。所以,如果5种(或者l3535种)可能的分等级的树图不是祖先历史的家谱图,那它究竟是什么呢?没有什么可以解释的,只是吸引了一些有糊涂思想的唯心主义的古代哲学家,他们或者认为世界是分等级地组织起来的;或者认为世界上的万事万物都有它的对立面,像神秘的"阴"和"阳"。他们不能再具体深入地探讨了。改变的进化枝学家要在非进化论领域内做出强烈而清楚的论断当然是不可能的,像"在统一了6种动物的945种可能的树图中只有l/945是正确的,剩下的都是错误的"这样的论断他们是作不出来的。
对进化枝学家来说,为什么祖先是一个肮脏的词汇?不是(我希望)他们不相信存在任何祖先。如果只在实际分类中涉及到这个问题,也无可非议。因为没有进化枝学家会真的把有血有肉的祖先画在家谱上,尽管传统的进化论分类学家有时候这么做。所有派别的分类学家把真实的、被观察到的动物之间的关系视为同源动物关系,这是一种形式。这完全讲得通。不明智的是继续这种观点并避讳使用祖先的观念、在采用分等级的分权树图作为你分类的基础时避讳使用祖先的语言。
最后,我几乎忘记了分类学中改变的进化枝学派最古怪的方面。不满于一种近乎完美的明智想法,这种想法是来自分类实际的进化论和祖先的猜想,这种猜想与种族学派的"距离衡量者"相同,一些改变的进化枝学家已经走到顶点,并且得出进化论本身一定有问题的结论!事实太奇怪了,以至于我们不能确认:一些最主要的改变的进化枝学家表示了对进化论思想本身的实质性敌意,尤其对达尔文进化论的敌意。他们中的两人,来自纽约美国自然博物馆的G.纳尔逊和N.普拉尼克走得得太远,以至于这么写"达尔文主义......简而言之,已经被测试过,并且被证明是错误的。"我很想知道这个"测试"是什么,而且我也很想知道纳尔逊和普拉尼克采用哪种理论、如何解释达尔文主义解释的现象,特别是适应性这个复杂的问题。
任何进化枝学家都是忠于自己所创造的学说。我认为他们都过度地沉醉于生物学分类学的思想中。如果他们忘掉进化论,尤其在考虑分类时决不使用祖先的观念的话,他们能把分类做得更好。同样地,一个学神经细胞的学生可能觉得思考进化论没有帮助,而神经学的专家同意他的神经细胞是进化的产物,但他不用他的研究中的这个事实。他需要知道更多关于物理和化学的知识,但是他相信达尔文主义与他每天的神经脉冲研究毫无关系。这是一个可辩解的立场--{尔不能理直气壮地说,因为你在每目的某一个科学分支的实际领域内不必用到某个理论,那个理论就是错误的。除非你对你自己的科学分支的重要性有显著的、前景宏伟的判断。
即使那样,也是不符合逻辑的。一个物理学家当然用不着达尔文主义来研究他的物理学。他可能认为和他的物理学相比,进化论是琐碎的东西。从这个观点出发,在他看来,达尔文主义对科学来说也是无足轻重的。但是他不可以不理智地由此判断达尔文主义是错误的。而这就是改变的进化枝学派的领导者主要干的,"错误的"正是纳尔逊和普拉尼克使用的字眼。他们的词汇已经被扬声器--我在前一章已经提到过的--拾起来,而且结论已经被公开考虑。他们已经在信仰上、在创造文学方面为自己赢得了一席之位的荣誉。当一个改变的进化枝学家在我的大学里做一次客串演讲时,他赢得了本年度比其他客串演讲更多的听众!真是难以置信,不知道为什么。
毫无疑问,所有像"达尔文主义......是已经被测试并且发现是错误的"之类的评价,都是出自一座受众人崇敬的国家博物馆内的几位德高望重的生物学家之口,这对创造说的坚持者来说无异于酒和肉,对其他对犯错误很感兴趣的人也是如此。这就是我叨扰我的读者,不厌其烦地论述改变的进化枝学派的根本原因所在。正如马克?瑞德利更温和地说的那样,以纳尔逊和普拉尼克在所著的那本书中认为达尔文主义是错误的观点看来,谁又能猜想出他们只是这个意思:祖先物种很难摆进进化枝分类中?当然,很难阻止严格意义上的祖先的确认,有一个很好的例子可以不妨一试,但首先必须申明:鼓励其他人得出绝对"没有任何祖先"是使语言误入歧途和出卖真理。
现在我不得不出门到花园里刨刨坑,或者傲点别的。
第十一章 对手的理论
没有一个严肃的生物学家会怀疑进化论已经发生了的事实,也不会怀疑所有的生物都是同源关系。然而,一些生物学家对达尔文的进化是如何发生的理论表示怀疑,有时候这仅仅变成了人们的V舌之争。例如,突变的进化论就是反对达尔文理论的代表。正如我在第九章中论述的,这确实是达尔文主义中一个次要部分,并且是不属于任何章节的关于对手的理论。但是有一些不是达尔文主义的另版理论,相反是直截了当地反对达尔文主义的思想理论。对手的这些理论是这章的主题。它们包括不同的版本的拉马克④学说,还有其他的观点,像"中立主义"、"突变论"以及创造说。这些学说不断的前进,几乎成为达尔文的自然选择的备选方案。
检验这些对手理论的最佳办法就是检验他们的证据。例如,拉马克那类理论从传统上就是被反对的--而且肯定是这样--因为他们至今未能找到好证据(不缺乏基因测试,在案例中一些狂热者们准备了假证据)。在这章中,我将采用不同的方针,很大...一部分原因是因为有这么多的书已经检验了证据,而且得出赞成达尔文主义的结论。我不检验这些赞成或反对的对手的证据,而是要采用更适当的方法。我的观点是:达尔文主义是著名的惟一能够在原则上解释生命的某些方面的理论。如果我是对的,这意味着即使没有实际的证据支持达尔文的理论(当然有),我们仍然很信服地倾向于认为达尔文理论比其他对手的理论正确。
渲染这个观点的办法是做一个假设。我假设,如果在宇宙的其他地方能发现一种形式的生命,不管从细节上看是生命形态如何神秘、古隆的外星人,它们都将在一个关键方面与地球上的生命相似:它们一定经过达尔文的自然选择进化而来。不幸的是,这只是我们做的一个可能的假设,我们一生中都不可能去测试的假设,但是这仍然是使我们星球上重要的生命的真相有戏剧性解释的方式。达尔文的理论能够从原则上解释生命,再没有其他的理论能够解释生命了。我将通过讨论其他著名的对手的理论证明这一点,不是支持或者反对他们的证据,而是他们在解释生命方面的优点。
首先,我必须说明"解释"生命是什么意思。它们当然是我们可以列举出来的生物的很多特性,而且其中有很多可能用对手的理论解释。正如我们看到的蛋白质分子分布的很多事实可以说完全归功于中立的基因突变,而不是达尔文的自然选择。但是我想挑选出一种只有达尔文的自然选择能够解释的生物特性。这个特性就是本书反复重复的主题:适应的复杂性。活的有机物在它们的生活环境下有很好的生存和再繁殖能力,它们适应手段的数量之多,从统计上看不可能一下子都发生了。顺着佩利的思路,我举眼睛为例。两只或者三只"设计"精妙的眼睛的特性能够可以想像是纯粹由于意外的好运。它只是连琐部分的单纯数字,都适应了观察和与其他部分相适应,这就要求有一个单纯机遇之外的解释了。达尔文的解释当然也涉及了机遇,不过是以突变的形式出现的。机遇是一代一代、一步一步,通过积累的选择筛选出来的。其他章节已经说明了这个理论能够给适应的复杂性提供一个令人信服的解释。在本章中,我将论述其他著名的理论不能做到这一点。
首先,让我们以著名的历史对手拉马克学说为例。当拉马克学说最早在9世纪初期创建时,达尔文根本就不是它的对手,因为达尔文主义还没有创立。谢瓦利埃?德?拉马克先于达尔文。他是8世纪的天才之一,他支持进化论。在这方面他是对的,而且他和达尔文的祖师伊拉兹马斯和其他人一起因此而受到人们尊重。拉马克也为进化论的结构提供了最好的理论,这是那时候的每个人都能够提出的理论。我们没有理由去假设:如果达尔文的理论结构在那时候已经存在的话,拉马克可能会提出反对意见。事实是当时达尔文的理论不存在,他的名字成了错误的代名词--他的进化论的结构--而没有记住他相信进化论已经发生的一面。这不是一本历史书,我也不打算把拉马克自己说的话做一个学术分析。拉马克的所说的话有一些神秘--例如,他有一种强烈的想法,认为在进化中,也和今天很多人认为的那样,有一种生命之梯;而且,他谈到在努力地--好像在某种意义上--有意识地想进化。我打算摘录出拉马克学说中那些非神秘因素,至少第一眼看上去似乎是公正地为达尔文的学说提供一种真正的补充。这些因素中,惟一被现代的"新拉马克学家"采用的基本上是:已成习惯的特性的遗传及使用和废止的原则。
使用和废止原则认为一个有机生物的身体被使用的部分能长得更大,那些不被使用的部分变得逐渐萎缩。众所周知,当你锻炼你的肌肉的时候,它们会变得强壮;从不使用的肌肉就会萎缩。检查一个人的身体,我们可以说出哪块儿肌肉他经常使用,哪块儿他不常使用。"人体建筑"崇拜的狂热者就利用了使用和废止原则来"建设"他们的身体,几乎像一块雕塑,按照他们那种小元文化氛围,塑身成不管多么不自然但却是时尚追求的那种形态。肌肉不是身体内惟一能做出这种反应的部分。赤足行走,你的脚底皮肤就会变得粗糙。我们可以通过双手很轻易地判断出哪个是农夫哪个是银行职员:农夫的手粗糙,而且由于长时间从事粗活长了很多老茧;如果银行职员也粗糙的话,那一定是由于写字留下的一些小茧。
使用和废止的原则使动物更适于在它们的世界里生存,更好地进化。人类通过直接曝晒在曰光下或者缺少日晒,形成了特定的适合于生存的特定当地环境中的皮肤色彩。但是太过多的目光曝晒是有危害的。疯狂的喜好日光浴而肤色白皙的人很容易患皮肤癌。从另外一个角度说,曝晒于日光下的时间太少容易导致维生素D缺乏症,这常见于斯堪的纳维亚的黑人儿童。在日光照射下,皮肤表面合成黑色素,形成一层保护膜,防止皮下组织受到进.一步的破坏。如果一个晒黑的人搬到一个阳光少的气候环境下,黑色素就会逐渐消失,从而使身体能够受益于较少的目光。这可以解释为一个使用和废止原则的例子:当皮肤被使用时,它就变黑了;当它不再被使用时就,退色成白色。当然,一些热带雨林气候下的种族,不论他们是否曝晒于阳光下,都遗传了一层厚厚的黑色素膜层。
现在让我们再看看拉马克的其他主要原则,也就是那些获得性特征将被它们的后代遗传的思想。所有的例子都证明这种思想是完全错误的,但是在很长时间里这种观点却被人们认为是正确的。拉马克并没有发明这种思想,只是把当时的民间智慧收集汇拢而成。在某些领域,这种思想仍然被认可。我母亲有一条狗,这条狗常常假装跛子,它翘起一条后腿,用另外三条腿蹒跚而行;而一个邻居也有一条狗,这条狗在一次车祸中不幸失去了一条后腿。我母亲由此坚信邻居家那条狗是自家那条狗的父亲,理由是这条狗很明显地遗传了邻居家那条狗的特征。民间智慧和神话传说常常都是同源的,很多人或者相信或者将要相信获得的特征会遗传。直到20世纪,这种思想一直都是一些严肃的生物学家的遗传学的主导理论。达尔文本人也这么认为,但这不是他的进化论的一部分。因此,在我们印象中,他的名字没有和这种思想联系起来。
如果你把获得性特征的遗传与使用和废止的原则联系起来考虑,你就会体会到看起来像进化论的改进的秘诀。就是这个秘诀被人们普遍称作拉马克的进化理论。如果人们世世代代赤裸着双足在粗糙的地面上行走,按照以上理论,每代人的脚掌都会比上一代人的粗糙,每代人都比前一代人有优势,到最后,婴儿刚出生就会有粗糙的双脚(可能事实上并不是我们"看到"的原因)。如果连续几代人都在热带雨林中经历过日晒,根据拉马克的理论,每代人都会继承前代人被晒的黑皮肤,他们就会变得越来越黑。直到有天生皮肤黑的婴儿出生(同样有可能事实上不是拉马克所说的原因)。
传说中的例子是铁匠的胳膊和长颈鹿的脖子。在村子里,铁匠继承了他的父亲的血统、祖父及曾祖父的血统,他还被认为是遗传了他祖先训练有素的肌肉,再加上了通过他自己训练获所得的优点,从而把这些优点传给了他的儿子。短脖子的长颈鹿祖先尽力地去摘食树上高处的叶子。它们尽力地往高处伸直脖子,肌肉和骨骼伸长了,每一代的脖子都会比上一代的长一点,因此再遗传给下一代。所有的进化优点,根据纯粹的拉马克理论,都应该遵循这种规律。动物都尽力地想要它们需要的某些能力,结果是身体中尽力使用部分在过程中长得更大,或者朝着一种合适的方向改变,这种改变被卜一代遗传了,因此能够传递下去。这种理论有-个优点,那就是它的累积性--任何进化论的本质成分。如果以我们的世界观看,它扮演了这个角色。
拉马克的理论似乎很能引起一些学者和外行的感情共鸣。我曾经遇到过一个同事,他是一个著名的马克思主义的历史学家,他受过良好的教育,而且博览群书。他说他懂得那些似乎是反对拉马克理论的事实,但是这个理论就真的没有任何正确之处吗?我告诉他就我个人看来没有,他不无遗憾地接受了这个事实,还说从意识形态的角度看,他希望拉马克的理论是正确的。这似乎在人道主义改良方面提出了一个积极的希望。乔治?伯纳德?肖在一本极力提倡获得性特征遗传的书(《回归玛士撒拉》)中写了一篇长达数页的序言。他的例子不是建立在生物学基础上的(他可能会欢呼雀跃地承认他没有这方面的知识),而是建立在感情上厌恶达尔文主义推断的基础上的,在"灾难的一章"中:
这似乎很简单,因为你可能首先都没有认识到它所涉及的方面。但是当它全部的意义逐渐被你理解之后,你的心就会沉入到沙漠的底层。它有一种隐蔽的宿命,有着可怕的、该死的、凋逝的美和智慧、力量和意志、荣誉和灵感。
亚瑟?凯斯特勒是另外一个杰出的学问家,他不能忍受他所看到的关于达尔文主义的论断。斯蒂芬?库德颇具讽刺意味然而正确地指出:在凯斯特勒的最后6本书中,构建了"一场反对他自己对达尔文主义的误解的运动"。他选择寻求一块避难所,这对我来说完全是模糊的,可以解释为一种拉马克学说的模糊的版本。凯斯特勒和肖都是只为自己着想的个人主义者。他们有关进化论的古怪见解影响很有限。令我惭愧的是,在我十几岁的时候,我被肖那本《回归玛士撒拉》中的蛊惑之言和花言巧语蒙蔽了,以至于我对达尔文理论的理解至少推迟了一年。对拉马克的狂热激情和与之相随的对达尔文的狠毒敌意,通过强而有力的意识形态作为思想的替代物,时不时地以险恶用心给我造成影响。李森科是农业种植家,而不是政界无民族歧视的政客。他对孟德尔学派的狂热反对和他对获得性特征能够被遗传的热烈坚信,在大多数文明国家都可以被忽略,对他的名誉丝毫无损。可是不幸的是,他碰巧生活在一个意识形态重于科学真理的国家。在940年,他被任命为苏联遗传学院的主任,他变得位高权重,影响极大。他对遗传的无知成为惟一被允许在苏联的学校里教授给这一代人的课程。对苏联的农业造成了难以估计的损失。很多杰出的苏维埃的遗传学家被废除、流放或囚禁,N瓦韦洛甫,一个有着世界威望的遗传学家,被关押在--q没有窗户的监牢里,由于背上了捏造的、滑稽可笑的像"英国间谍"之类的罪名,被延长审判,最终死于营养不良。
不可能证明获得性特征决不会被遗传。同样的原因,我们不能证明神话不存在。我所能说的是没有人确信看到过神话,那些关于神话的图片都昂明显早佃的.合成的枯珊^娄的早印存德青蔽斯的恐龙床上的合成照片也是一样的道理。大多数人都不会耗信存在某天我会在我的花园里看到一个蜘蛛形有翼小人的可能性。获得性特征会遗传的理论的地位是很相似的。几乎所有证明的尝试都失败了。其中,有些表面上是正确的,有些被证明完全是假的。例如,由亚瑟?凯斯特勒以同名书籍叙述把印度的墨水注入到助产妇的皮下组织故事。至少,正如某人看到的那样,可能有一天当一个强盗闯入花园的时候,而他手中正好有一部相机,也许会看到花园里的神话,或者某人有一天可能会证明获得性特征会遗传。
还有一点需要补充。某些东西不会像看起来那样可靠,至少在它们没有引起问题的范围内是可信的。我没有发现蛇颈龙生活在今天的尼斯湖的证据,如果有一只被找到,我的世界观就不会被粉碎。我一定会感到惊奇(也很高兴),因为在过去的6000万年前,没有发现蛇颈龙的化石,这对于数量较少的残余群体的生存:来说似乎是很长的时间了。没有哪种伟大的科学原则是危如累卵的。这是一个简单的事实。另一方面,科学收集了宇宙是如何:运转的较好理解,这些理解在广泛的领域里都很适合,有些主张很难被调和,或者至少很难与这些理解妥协。例如,这是一个真实的主张,有时站在伪造的圣经的土壤上,称宇宙是大约6000年前被创造的。这个理论当然是未经证实的。这不仅与正统的生物学和地质学是不调和的,而且和放射物理学、宇宙学(天体距离6000光年,如果没有比6000年更久远的东西存在的话,天体是看不到的,银河不可能被探测到,l 000亿个其他已经被现代宇宙学家承认的星系也不可能被探测到)同样不调和。
在科学史上曾经有这样一个时期,所有正统的科学都被推翻了,因为一个令人尴尬的事件。可以很自豪地说,这类事情不会再发生。但是,我,]自然可以很正当地要求在接受一个事实之前--一个可能成为主要的、成功的、本末倒置的科学大厦的事实之前,要求一个更高的认可标准,而不是在接受一个事实之前,一个即使很令人吃惊但是很容易被已有的科学吸纳的事实之前这样做。至于生活在尼斯湖的蛇颈龙,我情愿相信眼见为实。如果我看见一个人让自己飘在空中,在推翻整个物理学之前,我会怀疑这是自己的幻觉,或者自己是魔术伎俩的受害者。从很可能是错误的但很容易判断的理论(尼斯湖有蛇颈龙)到只有推翻成功的、正统的科学大厦才能是正确的理论有一个连续区间的统一体(人飘在空中)。
但是,现在拉马克站在这个统一体的哪块儿呢?它通常被摆在统一体中"很可能是错误的但很容易判断的理论"的一端。我想举个例子,不是和祈祷者拉马克同一个等级的,或者更明确地说不和获得性特征遗传同一个等级,它比尼斯湖的怪物更接近统一体"漂浮"的尽头。获得性特征遗传的正确或错误不易判断。我认为只有把所有珍贵的、成功的胚胎学原则都推翻了,这个理论才有可能是正确的。因此,拉马克学说必须持有高于"尼斯湖的怪物"水平的怀疑论。那么,什么又是在拉马克学说能够被接受之前必须推翻的所有珍贵的、成功的胚胎学原则呢?这需要稍微解释一下。解释可能看起来有些偏离主题,但是它的相关性在最后才能体现分明。请记住:这就是我们开始讨论之前必须干的,即使拉马克学说是正确的,也首先必须能够解释进化论的适应的复杂性。
谈论的范围该转到胚胎学的领域了。传统上在对待单细胞如何变成成年个体的问题上有两种不同的态度。它们正式的名称是先成说和后成说,鉴于它们的现代形式,我又称它们为设计理论和秘诀理论。早期的行为学家认为,成年人的身体以单细胞活动,而且从单细胞进化而来。他们中的一人设想他能够从他的显微镜看到一个小的缩微人--一个"侏儒"--盘曲在精子体内(不是卵内)。在他看来,胚胎学的发展完全是生长的过程,成年人身体的每一细节已经存在,预先形成了。假如每个雄性侏儒都有自己的超小型精子,也就是他的孩子盘曲的地方,而每个孩子包含了他的盘曲的孙子......除了这种无限的回溯问题之外,天真的先成论学家忽视了一个事实,这个问题在7世纪与现在都同样明显,那就是,儿童不仅遗传了父亲的特征而且遗传了母亲的特征。公平地说,还有其他的先成说学家被称为"卵源论者",其数量远远多于"精源论者"。卵源论者认为成年人是由卵子而不是精子预先形成的。
但是,卵源论者和精源论者同样苦于那两个同样的问题。
现代的先成论学家没有被这两个问题困扰,但它仍然是错误的。现代的先成论学家--设计理论--认为受精卵中的DNA和成年人身体中的设计是等同的。一个设计就是按比例缩小的真实事物的缩图。真实的事物--房子、汽车或者任何东西--是三维的物体,而设计是二维的。你可以用一系列的二维片断表示一个三维的物体,例如一座建筑物、一片平坦的土地、不同的向上的角度等等。这种减少维度的方法是很方便的。建筑师可以用火柴棒和轻质木材做成三维的模型,但是一套装在公文包里的在白纸上画出来的二维的--设计图--要更容易携带和便于施工参照。
如果设计图被储存在计算机的脉冲电码里,把它进一步减少至一维是有必要的,例如,设计图在被电话线传输至另一个地方时,二维的设计很容易通过重新编码成一维的"扫描"。电视画面正是通过这种方式在空中传输的。维度压缩主要是琐碎的编码器设备。最重要的一点是在设计和建筑物之间要有点对点的对应,每一个设计的点都对应于建筑的组成点。可以说,设计是一个缩微的"完成的"建筑,虽然这个缩微图可能被重新编成比建筑物的维度更少的编码。
提到减少设计至一维的原因当然是DNA是一维的代码。正是因为从理论上讲,它能够通过一条电话线--一种数字化的设计--来传输一种建筑模型,或者它能够通过一维的数字化的DNA编码来传输一种缩微的身体。这并不发生,如果它发生的话,就可以大胆地说现代分子生物学已经证实了古代的先成学说。现在让我们来思考其他的伟大的理论:胚胎学理论、渐成说、秘诀或者"烹调书"理论。
烹调书的秘诀,无论如何都不是设计,因为蛋糕最终只能从烤箱中产生,这不是因为秘诀是一维的一串单词而蛋糕是三维的物体。正如我们看到的,完全有可能通过扫描一个程序把一定标准的模型翻译成一维的编码。但是秘诀不是标准的模型,不是对已经完成的蛋糕的描述,没有理由说是点对点的对应。它只是一套说明,如果按照说明的正确程序,就会做出蛋糕。一个蛋糕真正的一维编码设计应该由一系列对蛋糕的扫描组成,尽管有一根烧烤线有序地、横纵连续反复地通过蛋糕其中。烧烤线的点的周围的毫米间隔可以用编码记录,例如每个葡萄干和面包渣的完全等同则可以从系列的数据中获得。每个蛋糕和设计的对应点应该有严格的匹配。很明显,这和真正的秘诀一点都不相似。在蛋糕的"点"和秘诀的词或字母之间没有一对一的匹配,如果秘诀绘制成什么东西的话,它不是完成的蛋糕的简单点而是制作蛋糕的过程需要的简单步骤。
我们并不能理解每种东西,甚至不理解绝大多数动物是如何由受精卵发育成动物的。基因与其说像设计图,不如说更像秘诀。确实,秘诀真是个形象的比喻,设计的比喻尽管常常被人们不假思索地用于初级教科书中,尤其在近年。但其实是错误的。胚胎的发育是一个过程。它是一个有次序的事件序列,就像制作蛋糕的过程,只是这过程中有数以百万计的步骤,而且不同的步骤几乎同时在"盘子"不同部分发生。大多数的步骤涉及细胞繁殖、更新大量的细胞,有些死去而另外一些与其他合成新的器官、组织和其他多细胞的结构。正如我们在前面其他章节看到的,某个细胞是如何运转的不取决于它包含的基因--因为身体里的细胞包含了同样的基因--而是取决于从细胞中基因的初始子集。处于发育中的身体内的任何地方,在发育过程中的任何时间,只有少部分基因会接通。在胚胎的不同部分,在发育过程中在不同的时间,其他的基因也会出现。严格地讲,哪种基因将在什么细胞什么时间被接通,取决于那个细胞中的化学条件。也就是说,它取决于胚胎那部分过去的条件。
甚至,当基因被接通时,它具有的效果取决于在胚胎那部分将有的影响。发育第三周出现在脊髓索的基因与在发育第十六周出现在肩部的同一个基因有完全不同的影响。因此,如果有影响的话,基因具有的影响不是基因本身的单一特性,而是与胚胎内的周围成分近期的历史相互作用的特性(每个基因都在历史脉络中行动,它的作用是行动中的基因表现的性质)。这就使得"身体的基因像设计"的思想成为无意义的空想。同样,你会记起第三章讨论过的计算机的生物形态学情况相同。
在基因和身体的点之间没有简单的一对一的匹配,就像食谱上的词语和蛋糕的面包屑没有更多的匹配一样。把基因放在一起能够看出执行一个过程的说明,就像秘方的词语放在一起是操作过程的说明。读者可能会问,在那种情况下,遗传学者如何谋生?如何可能谈论蓝眼睛的基因或者色盲眼睛的基因?更不用说列这些做研究了。难道遗传学者能研究这些单基因作用的事实却不能暗示确实有某些种类的单基因/单点的身体匹配?难道这刁能驳斥我已经讲到的有关基因是发育身体的秘诀的每件事?当然不能。懂得这个原因很重要。
看待这个问题最好的办法或许就是回到秘诀的比喻上去。大家都同意我们不能把一块蛋糕分成面包屑,说"这块面包屑对应耄秘诀中的第一个词"等诸如此类的话。按照这种说法,大家都会同意它是整个蛋糕的秘诀图。但是,如果我们改变秘诀中的一/卜词,例如,把"烘烤面粉"删去,或者改成"发酵"。我们按照新版本的秘诀烘烤00个面包,然后按照旧的版本的秘诀烘烤00个面包。这两类面包将有根本的不同,而这种不同是由秘诀中一个讵的变化引起的。尽管没有词与面包屑之间的一对一的对应,但是有词的不同和整个蛋糕的不同的...对一的对应。"烘烤面粉"与蛋糕的任何部分都没有对应之处:它影响了开始,也就影响到塌后的蛋糕的形状。如果"烘烤面粉"被删掉,或者被"面粉"代替,蛋糕将不会制作成功;如果它被"发酵"代替,蛋糕尝起来就会耍像面包。即使任何蛋糕的任何部分和词的对应没有问题,根据原先版本和"改变"版本的秘诀制作出来的蛋糕确定无疑地会有明显的不同。
一个更好的比喻,因为基因施加数量的影响和突变,改变了这些影响的数量的大小,可能是从"350度"到"450度"。根据"改变的"更高温度的版本秘诀烤制的蛋糕将会是不同的,不仅在局部上不同,而且在物质上与原来低温下的版本秘诀烤制的蛋糕不同。但是这个比喻太简单了。为了模仿"烘烤"一个婴儿,我们应该假设不是在一个简单烤箱上的简单过程,而是一种传送带,这种传送带使盘子中的不同部分经过一千万个不同的缩微式烤箱,这种传送是分系列的、平行的,每个烤箱散发出一种与一万种基本调料不同的混合味道。以烹饪做类比,其要旨是:基因不是一种设计而是一个实现过程的秘诀。所以,复杂比喻的版本比简单版本得来要容易些。
现在是把这一课运用于获得性特征的遗传问题。按照设计图建设某项建筑时候,正与秘诀相反,是颠倒的。如果你有一套房子,重新建构你的设计图很容易,只需要重新测量房子的尺寸然后按照比例缩小。很显然,如果房子要"获得"任何特征--比如说一面内墙被敲掉了以便获得开敞式平面布置的地面--"改过的设计图"将会忠实地记录修改部分。正因如此,如果基因是对成年人身体的描述、如果基因是设计图,那么我们很容易能够想像出一生中一个身体获得的任何特征被忠实地转录在基因内,又遗传给下一代。铁匠的儿子确实遗传了父亲的劳动后果。那是因为基因不是设计图而是一个秘诀,"劳动后果"被遗传是不可能的。我们不能想像出比以下更多的获得性特征被遗传的例子了。一块蛋糕被切出去了一块儿,变化的描述现在反作用于秘诀,秘诀以这样的方式改变,以至于根据改变的秘诀烘烤的蛋糕出炉后有一块已经不见了。
拉马克学家从传统上喜欢老茧,就让我们用这个例子吧。我们假设银行职员有柔软的、保养得很好的双手,只是在右手,也就是写字中指上有一个硬茧。如果他的后代都写很多字,拉马克认为,基因会控制那个地方的皮肤的生长,以致婴儿一出生就在对应的手指上长有变硬的老茧。如果基因是设计图的话,这就很容易了。每个平方毫米(或者一个合适的小单位)都有一个基因,一个银行职员的整个表皮都会被"扫描",每个平方毫米的变硬组织被仔细记录下来并反作用于那一平方毫米的基因,特别是精子。但是基因不是设计图,每个平方毫米都有基因也是讲不通的。一个成年人的身体能被扫描,信息与基因相互反作用,这是没有道理的。"老茧"的等同物不能够在基因记录中被"查找到"而且"合适的"基因改变了。胚胎发育是一个过程,是一个所有起作用基因参与的过程,如果按照前面的指示正确地延续下去,将产生一个成年人的过程,但是它又是一个内在的过程,按照它的本性是不可逆的。获得性特征不仅没有遗传,而且这不会在任何一种形式的生命体上发生,因为生命个体的胚胎发育是外成的而不是先成的。尽管任何提倡拉马克学说的生物学家听到这点都很震惊,但是都在暗中提倡一种原子论的、决定论的、简化的胚胎学。我不想用那些自命不凡的一系列的行话来加重读者的负担:我觉得有些滑稽,有些对现在的拉马克学说表现出巨大同情心的生物学家在批判别人的时候却特别热衷于使用那些同样伪善的话。这不是说,在宇宙的某个地方可能有某种外星的生命系统,在其中胚胎是先成的--一种真的有"设计图的基因"并且可以把获得性特征遗传的生命系统。我要阐明的是拉马克学说与胚胎学互相矛盾,这是我们有目共睹的事实。我的观点在本章开始已经说得很明确:即使获得性特征可以遗传,拉马克的学说在解释适应性进化方面仍然显得无能为力。这个观点是那么不留余地,以至于我们准备打算将它运用到所有的生命形态、宇宙的每一个角落。这是建立在两条线的基础上的:一条与使用和废止原则的困难有关;另外一条则和获得性特征遗传的更深问题有关的。我会把这些顺序颠倒过来。
获得性特征会遗传这个问题基本上是这样的:获得性特征遗传当然没有问题,只是并非所有的获得性特征都是改进性的。事实上,获得性特征大部分是损伤。很明显,进化不是沿着适应性改进方向前进的,如果获得性特征被毫无区别地遗传下来:折断的腿和天花的伤疤就像变硬的双足和晒黑的皮肤那样遗传给下一代。绝大多数机器获得性特征随着时间的推移易于形成一种时间上的创伤累积,最后归于瓦解。如果它们被某种扫描过程汇拢并对应于下一代的设计图,那么,连续的后代将会获得越来越多的衰老迹象,不仅不会使得新的设计图充满活力,相反,每代新生命都会被积累的消亡和前一代的损害所阻碍,遍体鳞伤。
这个问题倒不是解不开的死结。无可否认,某些获得性特征被改进了,而且从理论上可以想像那些遗传机制会在某种程度上区别对待改进和损伤。但是在考虑这种区别是如何进行的时候,我们就不得不去问为什么获得性特征有时候被改进了。例如,为什么被使用的皮肤区域,像裸露双足的跑步者的脚底会变得越来越厚、越来越粗糙,一般情况下似乎应该是皮肤变得单薄:绝大多数的机器中,需要磨损和撕裂的部分会变得很薄,因为磨损除掉了那部分而不是加厚了那部分。
达尔文学者当然已经有了答案:经常磨损和撕裂的皮肤之所以变厚了,是因为自然选择在远古的过去以这种先进的方式更倾向于那些皮肤恰好对磨损和撕裂有反应了的生物个体。类似的,自然选择同样对那些祖先一代恰好对由于日晒皮肤变棕色的生物情有独钟。达尔文学者认为,只有很少的获得性特征被改进了,这种现象的惟一原因是以过去达尔文的自然选择做基础。换句话说,拉马克的理论能够解释进化论中的适应性改进,只是因为它是站在达尔文理论的肩膀上,而这正是它过去的做法。假设达尔文理论在不显眼的位置保证某些获得性特征是优势的,提供一套区别优势特征和劣势特征的机制,可以想像获得性特征的遗传导致了某些进化上的改进。但是改进,就像它现在那样,完全是因为有达尔文理论的基础和支柱。为了解释进化论中的适应性,我们不得不回到达尔文学说。
另外一个更为重要得多的获得性改进也是这样,为了便于学习,我们把它们放在一起。在一生当中,动物对谋生的技艺变得越来越娴熟。动物能记住哪些是对它们有益的、哪些是对它们有害的,它们的大脑储存了大量关于世界的信息,关于哪种动物会引起欲望,哪种动物不会引起欲望的信息。因此,动物的很多行为被归到获得性特征这个标题下面,很多这种类型的获得--"学习"--真的获得了改进的头衔。如果父母能把一生的经验智慧转录到后代的基因内,他们的后代一定能够天生拥有一座图书馆藏书所记录的那么多的经验,在人生开始时就比别人领先一步。进化论的前进可能会加速,因为技术和智慧可能自动被基因结合。
但是,所有这些我们称为学习行为性改变的预先假定确实在拱高。为什么有必要提高呢?事实上,动物确实学着去做对它们彳益的事情而不是对它们有害的事情。这是为什么昵?动物倾斥于避免会导致疼痛的行为。但是痛苦不是物质,痛苦只是大脑毒做的疼痛。很幸运的是,有这样一个被认定为发生了疼痛的写实:例如,猛烈地刺穿身体表面,也可能碰巧是危害动物生存的恽况。我们能够很容易地想到一个种族的动物喜欢受伤和危害们生存的事情,一个种族的动物的脑部构造就是把受伤作为一争快乐、把伤痛看做刺激,像营养食物的味道,这种"食物"对它们目生存很有利。我们没有看到世界上有这种受虐狂动物的原因嘉因为达尔文的缘故,也就是说,受虐狂动物的祖先很明显地不孱意存活下来并向后代遗传受虐倾向。我们可以通过在四周设量软垫的笼子里,由兽医和看守员保证有充裕饮食的条件下进行/^工选择,繁殖一个遗传了受虐特征的品种。但是,这种受虐狂创动物天生不能存活。这就是为什么我们称作后天学习的改变夏倾向于改进而不是相反情况的根本原因了。我们又一次得出楚样的结论:必须有达尔文的理论基础来保证获得性特征是优势现在让我们回到使用和废止的原则。这个原则似乎在获得性西进的某些方面解释得通。不能依靠特例是大家普遍公认的道理。这条道理很简单:"身体的任何部分如果频繁地使用就会变大,侣何不经常使用的部分变得越来越小甚至完全萎缩。"我们能够弼见身体中有用的部分(因此假设使用过的)通过加强通常会使人受益,而无用的部分(因此假设是没有使用过的)也不会再存在了。这条道理似乎还有一些普遍性价值。但这条使用和废止能原则还有很大的问题。那就是,即使没有别的人反对它,它也是一个过于粗糙的工具,以至于它不能把我们看到的动物和植物精确的、精妙的适应性囊括进去。
眼睛曾经是一个很有用的例子。想想所有复杂的协作工作吧:有清晰的透视功能的晶体,它的色彩纠正功能以及球形扭曲矫正功能;肌肉能够立即使晶体定位于从远至近的任何目标;虹膜能使瞳孔缩小,或者"缩小光圈"的器官能持续调整眼睛瞳孔的孔径,就像一部内置曝光表和特殊功能的电脑的照相机;视网膜有l.25亿色彩译码光电池,血管的网络给眼部每个部分补充能量;神经网络的配合更为绝妙--相当于电线和电子芯片。把这些精妙的复杂过程在你的脑海中想像一下,问问你自己:这些在一起是否可以用使用和废止的原则?答案对我来说显然是"不"。
晶体是透明的,而且可以矫正球形和色彩的误差。这些通过单纯的"使用"能够产生吗?一个晶体能够通过泼洒一定量的光子的办法清洗干净吗?因为光透过它,它能够因为被使用而变得更好吗?当然不能。究竟为什么?视网膜的细胞会自动把它们分成三原色只是因为它们被不同的色彩光粒子撞击吗?再一次问究竟为什么它们能这样?一旦聚焦的肌肉存在,锻炼它们会使得它们变得强壮和粗大这个现象就是真的,但是这在本质上不会使图像更容易聚焦。事实是使用和废止的原则不能形成框架,而只是粗略地、不能令人信服地解释适应性。
达尔文的自然选择在解释每个细节方面都没有问题。好的视力,精确地讲,对动物来说是关系到生存与死亡的大事。一个晶体,可以聚焦,可以纠正失常,像雨燕一样迅速的飞鸟可以区分被捕捉的苍蝇和空中的其他漂浮物。当太阳出来时,一个调整精确的虹膜迅速缩小瞳孔、调整瞳孔半径,这能及时识别食肉动物并避免因为眩晕导致的一场致命大劫。任何眼部功能的改进,不管多么微小,不管多么深埋在组织内,都能导致动物的生存与繁衍成功,因此导致基因传播。这样,改进就形成了。因此,达尔文的自然选择能够解释进化的改进。达尔文的理论解释成功生存的参数,这是导致成功生存的直接原因。解释和被解释之间的结合是直接而详细的。
拉马克的理论则依赖于一个松散的粗糙的结合、一条这样的原则:任何东西如果它很大而又被大量使用就会更好,这等于说依赖于一个器官的尺寸大小和它的功能。如果有这样的纠正器官,它一定是很脆弱的。达尔文理论实际上依靠了器官的"功效"和它效力之间的纠正:一个必要的完美纠正!拉马克理论的弱点在于没有依靠我们所见到的这个星球上的任何生命特殊形态的详细事实。这是一个适用于任何适应的复杂性的普遍弱点。我想,这一点必须运用于世界上任何地方的生命,不管这种生命的具体情况多么陌生和奇怪都是如此。
我们对拉马克学说的批驳有些激烈:
(1)它主要的假设,也就是获得性特征的遗传似乎在我们研究的所有生命形态范围内是错误的;
(2)它不仅现在是错误的,而且在任何依赖外成的(秘诀)而不是先成(设计图)类胚胎的生命形态范围内将是错误的,这包括我们研究过的所有生命形态;
(3)即使拉马克学说是正确的,这个理论在原则上,由于两个完全相反的原因,不能解释严肃的适应的复杂性这个假设,不管是在地球上的还是宇宙中任何地方,对这个假设它都不能解释。因此,作为达尔文理论的对手,拉马克学说难道不是错误的吗?拉马克学说根本不是达尔文理论的对手,在解释进化论的适应的复杂性方面,它甚至不是一个严肃的候选人,从作为达尔文理论的潜在对手开始,它就注定了失败。
很少有理论能够甚至偶尔能够作为达尔文的自然选择的替代品而向前发展的。我将再一次证明它们都根本不是真正严格意义上的替代品。证明(确实非常明显)这些替代品--中立主义、突变论等等--可能或者不能解释一定数量的、能观察到的进化的变化,但是它们都不能解释适应性进化的变化,也就是为了生存,在朝着改进"设备"方向上的变化,像眼睛、耳朵、肘关节以及回声定位"设备"。当然,大量的进化变化可能是非适应性的,在这样的案例中,这些另类理论可能在进化的某部分很重要,但是只在进化的某些比较无趣的领域内。这一点在中立主义理论的进化论中体现得尤其清楚。这类理论有很长的历史,但是在现代分子(分子遗传学)的装束下它很容易被掌握,它被伟大的日本基因学家木村资生大力发扬。顺便提及一下,他的英文散文形式令很多本土讲母语的人自惭形秽。
我们已经大致了解了中立主义学说。需要记住的是同样分子的不同版本,例如血红蛋白分子的版本在精确的氨基酸排列上是有区别的,而彼此性能相同。这就意味着只要自然选择发生了,突变可以从一个可供选择的血红蛋白分子版本到另外一个版本,就自然选择来说,是中性的。相对自然选择是随机的而言,中立主义学家相信大多数进化发生在分子基因层面上是"中性的"。基因学的一个派别被称为选择学派,它认为在分子链每个节点的每个细节上,自然选择都是一股潜在力量。
有两个突出的问题很重要。首先是这个与本章内容有关的问题:作为对适应性进化的根源,中立主义是否是自然选择的可供选择的理论。第二,一个很独特的问题,那就是是否大多数确实发生的进化变化是适应性的。假设我们在谈论从一种分子形态变化为另外一种分子形态的进化变化,不管通过自然选择发生的可能性有多大,也不管它是否是通过随机偶然产生的,中性变化的可能性有多大?围绕第二个问题,分子基因学家展开了激烈的战斗,不分胜负。如果我们把注意力集中在适应性--第一个问题--它就完全是一场茶杯里的风暴。就我们涉及的问题来说,中立的突变可能也不存在,因为我们或者中立选择都没有看到过它。当我们考虑到腿、胳膊、翅膀、眼睛和行为的时候,中立的突变根本不是突变。再次利用一下"秘诀"的比喻,即使秘诀中几个词的"突变,,为不同的字体,蛋糕尝起来味道仍然相同。只要我们对所涉及的最终美味感兴趣,它仍然是同样的秘诀,不管是否被印刷成正常字体、或者斜体、或者粗体字。分子基因学家就像吹毛求疵的印刷员。他关心的是写成秘诀的字体形式。自然选择却不关心这些,当我们在谈论到进化的适应性时我们也不应该关注这些。当我们与进化论的其他方面相关时,例如不同血统中的进化率,中立的突变论会有惊人的重要性。
即使最为热心的中立主义学家也会很高兴地同意自然选择可以作为所有适应性的根源。他们强调的是大多数进化变化都不是适应性。这可能完全正确,尽管某个基因学派不会同意。从局外人的观点看,我个人希望中立主义能赢,因为这样使得计算进化关系和进化率变得很容易。两方的每个人都同意中立主义的进化不能导致适应性改进。原因很简单,中立主义进化根据的定义就是随机的,而适应性改进根据的定义则是非随机的。再一次地,作为生命的特征--区别于非生命的,也就是适应的复杂性寻求解释方面,我们不能找到任何达尔文自然选择的替代理论。我们现在回到达尔文理论的另外一个对手--中立主义--的理论。我们很难理解,这个世纪初期当突变现象最初被命名时,它被看做是达尔文理论的必要组成部分而不是进化论的替代理论!曾经有一个基因学派被称为突变论学派,这个学派包括了著名的属于孟德尔遗传原则的早期再发现者荷兰植物学家德弗里斯和威廉?巴特逊、基因这个词的发明者丹麦植物学家威赫姆?约翰森以及遗传染色体理论的开山鼻祖美国遗传学家托马斯?亨特?摩根。德弗里斯尤其被突变能有激剧的变化所深深吸引,他认为新物种总是来源于简单的、主要的突变。他和约翰森认为,物种内的大多数变化都是非基因的。所有的突变论学者都认为,自然选择最多在进化中扮演少部分的淘汰角色。真正创造性力量是突变本身。孟德尔基因理论并不被认为是今天的达尔文理论的中央支撑理论,而是作为达尔文理论的反对理论。
以现代的思想,对这个观点的反应除了愉快还是愉快。我们必须当心可别重复巴特逊本人显出优越感的语调:"我们走向达尔文是因为他采集了庞大的相关的事实,(但是......)对我们来说,他不再是用哲学权威的口气说话。我们用我们能使用的语气去读他的进化论的计划,这些有卢克莱修或拉马克。"还有,"通过渐进的步骤由自然选择引导的大量人口的转化,正如我们大多数人看到的是与事实不相适合的,那就是我们只能惊讶于这样一个主张的浅薄、缺少深度和曾在一段时间内竭力使它容易被接受而使用的讨论的技巧。"以上就是R.A.费歇尔转败为胜的过程,并表明孟德尔的遗传学不是达尔文的反对理论而是它的必不可少的部突变对进化来说是必须的。但谁又想过这是否就足够了昵?进化的变化在比机遇本身所能料到的情况是更大范围内的改进。突变作为进化惟一的动力的问题在于:突变究竟是如何"知道"哪些对动物是有利的、哪些又是不利的?变动一个复杂机制,比如器官上的变化,大多数会变得更糟,只有很少的可能性会变得更好。任何人想争辩没有自然选择的突变是进化的推动力,那他必须解释突变趋向更好的趋势是如何产生的?身体通过什么神秘的、内在的智慧选择向好的趋势突变而不是向更坏的趋势突变?你一定注意到了这其实是同一个问题,不过是以另外一种形态乔装的拉马克学说。突变论学家不用说,也决不会回答。奇怪的是这个问题似乎从来不会发生在他们身上。
在当今,似乎很不公平,这对我们来说更荒唐,因为我们被迫使相信突变是"随机的"。如果突变是随机的,根据定义它们不能偏向改进。但是突变论学派不把突变当成随机的看待。他们认为,身体有一种内在、朝着某个方向变化的趋势决定着它不会朝着其他的方向,尽管他们把身体是如何"知道"那种变化将来会对身体有利的问题撇在一边,让它悬而不决。尽管我们认定这是神秘主义的胡扯,当说突变是随机的的时候,我们必须清楚我们的真正意图。有这样的随机和那样的随机,很多人迷惑于这个词的不同含义。事实上,在很多方面突变不是随机的。我坚持的是在这些方面并不包括先见之明--任何可能使生活更好过的方式的预期。而且有些先见之明可能确实需要,如果没有自然选择的突变被用来解释进化。在突变是或者不是随机的意义方面,看得更远一些是有益的。
突变是非随机的。
首先,突变是由特定的生理事件引起的,它们不是自发的产生的。它们被"诱导有机体突变的物质"(很危险,因为它们常常引起癌症):X光线、宇宙线、放射性物质以及其他不同的化学物质,甚至其他被称为"突变基因"的基因引起的。
其次,并不是任何物种的所有基因都有同样的几率发生突变。每个染色体的基因座都有自身特点的突变率。例如,突变产生致病基因亨廷顿舞蹈症(类似于威图斯舞蹈综合症)基因的比率大约是二十万分之一,这种疾病能使中青年致死。相应的软骨发育不全(类似于矮小综合症,特征是呈现出矮腿猎犬状,也就是腿和胳膊对形体来说都太短)的比率比前者高0倍。这些比率都是在正常状态下测出来的。如果诱导有机体突变的物质像X光线呈现出来,所有的正常性突变比率会增加。染色体的某些部分被称为基因周转率高的"热点",这些地方的基因突变率特别高。第三,染色体的每个基因座,不管它是否是热点或不是热点,某个方向的突变会比其他方向的突变更有可能。这就产生了众所周知的"突变压"现象。"突变压"能导致突变。即使,例如两种形式的血红蛋白分子,形式l和形式2都具有选择性的不确定,在携带血液中的氧分子的意义上说都是同样的,但是仍有可能从形式突变为形式而且这种可能性比从形式2突变到形式更常见。在这个例子中,突变压产生形式2的可能性比产生形式的可能性大。如果在一个基因座上,前一个突变率被后一个突变率平衡了,据说突变压就是零。
我们现在看到突变是否真的是随机的问题已经不是小问题了。 它的答案取决于我们对随机的理解。如果你把"随机的突变"理 解为不受外部事件影响的突变,那么x光线反驳了突变是随机 的观点;如果你认为"随机的突变"暗示了所有的基因有同样的几 {率突变,那么"热点"说明了突变不是随机的;如果你认为"随机的 突变"表示所有的染色体基因座的突变压是零,那么我们再一次 地说突变不是随机的。只有如果你把"随机"定义为"对身体的改 进没有任何优先"的意思,突变才真正可能是随机的。所有这三 种我们考虑的非随机在把进化推向适应性改进方面的力量是微薄的,这一点上与其他的(功能上的)"随机的"方向相反。还有一 种非随机也是正确的,不过稍微显得不那么明显。有必要在这点 :上花一点时间,因为它现在仍然使一些现代生物学家感到困惑。
对有些人来说,"随机"可能有如下的意思,这在我看来是一个相当奇怪的意思。我引用了达尔文的两个反对者(P.桑达斯和M.W.霍)的观念。在他们观念中,达尔文认为的"随机的突变"是:"新达尔文主义认为随机的突变有着荒谬的观点:任何可以想到的都是可能的";"所有的变化都是可能的,而且都有着同样的可能性。"我的非但不支持这个观点,也看不出如何开始做出这样一个"有意义"的观点!所有的变化都有着"同样的可能性"是什么意思?所有的变化?为了让两个或者更多的东西"有相同的可能性",那些东西必须定义成独立事件。例如,我们可以说"硬币正面和反面是有同样的可能性",因为正面和反面是两个不连续的项目(独立事件)。但是"所有可能的"变化对动物的身体来说都不是这类独立的事件。举个例子:"牛尾巴的长度为一寸"和"牛尾巴长度为两寸",这是两个独立的事件,因此就是"有同样的可能性了吗"?或者它们都只是同一个事件的变体呢?
很清楚,对达尔文主义的刻画已经失真,如果它的观点不是没有实际意义的话,就是荒唐到极点。我费了一些工夫才懂得这幅讽刺画的意思,因为它用的是一种与我所知道的达尔文的思维方式不同的方法。但是我想我现在懂得了它的意思,我现在试着把它解释一遍,这将会有助于理解所谓的达尔文反对者的内幕。变种和自然选择一起就产生了进化。达尔文学家认为,从它不是直接指向改进这个意义上说,变种是随机的,而趋向于进化改进的趋势来自于自然选择。我们能够想像一种进化学说的连续统一体,在这个体系中,达尔文学说站在一端,突变论站在另外一端。极端的突变论学家认为,自然选择在进化过程中没有起到什么作用。进化的方向是由突变提供的方向决定的。假如人的大脑在过去几百万年的进化中变得很大了,达尔文学者解释说,由突变贡献出来的选择变种也包含一些大脑小的个体和一些大脑大的个体,自然选择则更青睐大脑大的个体。突变论学家解释说,由突变贡献出的变种中有一种对体积大的大脑的偏爱性倾斜,在变种被提出后没有自然选择(自然选择没有必要),大脑发育得更大是因为突变的变化有朝着更大的大脑发育的倾向。总结一下观点:在进化中,有更倾向于体积大的大脑的倾向,这种倾向可能来自于自然选择本身(达尔文的观点),或者来自于突变本身(突变论学家的观点)。我们可以假设一种这两个观点的连续统一体,几乎是这两种可能的进化倾向的折中。一个折中的观点是:存在突变成体积大的大脑的倾向,而且自然选择增加了存活的种群中的这种倾向。
当达尔文说在贡献给自然选择的突变变种中没有倾向时,反对者拿这做素材,完成了描述达尔文的讽刺域。对我来说,作为一个实在的达尔文派的人,这只意味着突变不是系统地沿着适应性西进这个方向倾斜的。在桑达斯和霍的笔下,这意味着所有可以整像的变化是"有着同样的可能性的"。撇开这种想法在逻辑上括有可能性不说,达尔文学派的讽刺派相信身体是可以无限延展酐黏土,随时都可以被全能的自然选择捏成它想要的任何形状。鸹解实在的达尔文学派和讽刺派的区别很重要。我们将用特殊雕lO子来区分它们,也就是蝙蝠和天使的飞行技巧。
安琪儿通常被描绘成背后长了两扇小翅膀、悬着胳膊的形象。而蝙蝠和鸟类以及翼龙没有独立的胳膊,它们的祖先的胳膊已经台并成两只翅膀了,不能再度使用,或者说只能笨拙地用于啄食笔其他目的。我们来听一场由真实的达尔文学派和达尔文讽刺沈之间展开的对话:
真实派:我想知道为什么没有进化出像安琪L79样的翅膀。你司能会想它们可以使用那对自由的翅膀。老鼠总是用它们的"雕膊"把食物捡起来细细地啃,而没有胳膊的蝙蝠在地面上就显得很笨拙了。我猜想可能的答案是突变从来不会提供必要的变种,从来不会有在背上的中问位置长着翅膀芽的突变异种的蝙蝠祖先。
讽刺派:废话。自然选择选择就是一切。如果蝙蝠没有像安琪那样的翅膀,那就意味着自然选择并不倾向像安琪A样的翅膀。当然,有在背上中间位置长着翅膀芽的突变异种的蝙蝠祖先,只不过是自然选择没有倾向它罢了。
真实派:那么,我很同意如果它们抽出了芽而自然选择却没有倾向于它。首先它们会增加整个动物的体重,而过重的体重是一种负担,因为没有飞行物能担负得起。但是你肯定没有想到这点,无论自然选择有什么倾向原则,突变总是会赶上必要的变种吗?讽刺派:我当然会。自然选择就是一切。突变是随机的。
真实派:对,突变是随机的,但是这只是意味着它不能看到未来,不能计划哪些是对动物有益的。这并不意味着什么都完全可能。为什么你不认为会有像龙一样从鼻子里喷出火来的动物?难道这对捕捉猎物、烹饪猎物不是很有用处吗?
讽刺派:这很容易。自然选择就是一切。动物不喷出火来,因为这不值得它"n样做。喷火的动物被自然选择灭绝了,或许因为制造火太浪费能量。
真实派:我不相信世界上有喷火的突变异种。如果真的有的话,它们可能也有烧死自己的可能。
讽刺派:废话。如果那是惟一的问题,自然选择会进化出含石棉线的鼻孔。
真实派:我不相信会产生带石棉线的鼻孔的突变异种,不相信突变异种的母牛能跳上月球,更不相信突变异种会分泌出石棉。讽刺派:任何能跳上月球的突变异种的母牛很快会被自然选择灭绝的。你知道的,月球上没有氧气。
真实派:我很惊奇你没有提出:由基因决定,就会有带着太空服和氧气罩的突变异种的母牛。
讽刺派:好主意!噢,我猜想真正的解释一定是母牛没有付跳跃到月球L去的费用。我们不要忘记逃出地球引力的速度需要能量费用。
真实派:真是荒唐!
讽刺派:你显然不是真正的达尔文学者。你是隐秘的突变论学家的右翼或是左翼分子?
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