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第30章 、生物环境一致论之生物进化

其实在西方很早就有生物起源的理论提出,《圣经》这样记载人类的出现:上帝用泥土先造出男人,然后用男人的一条肋骨造出女人,再造出各种动植物,这一切的完成只用了六天,由上帝造出的物种以后会永恒不变。这种由上帝创造一切的生物起源说在生物学上被称为特创论。

十八世纪以前,在《圣经》思想统治下特创理论根深蒂固,不可动摇。然而科学的发展最终都会变更时代所不接受的理论和观点,大约到了十八世纪中期,开始不断有人提出物种可变的进步思想,其中主要代表人物有布丰和拉马克。

布丰一七○七年出生于法国一个富豪家庭,他发表过不少较进步的观点,尤其是在生物进化方面。布丰认为,环境变化是引起生物变化的主因,环境变化了,生物就会随着环境的变化而发生相应的变化,而且这些变化还会一代一代不断地遗传下去,这种方式实际上相当于拉马克的“获得性遗传”。

布丰的进化观点是划时代的进步思想,然而教会对这些不利他们统治的思想感到十分不安,在庞大的教会势力下,布丰最后不得不屈服,公开发表了违心之论,表面上背弃自己的进步思想,但他内心显然仍相信自己的思想正确,在后来的著作中,他都以一种小心翼翼、力求不触犯教会但又能阐明自己观点的方式进行。

拉马克一七四四年出生于法国皮卡第,曾经参军,退役后依靠写作和抚恤金生活,后来在卢梭的影响下研究生物学,并将此作为终生职业。拉马克曾经研究过大量的活动物和大量的古代生物化石,这使他怀疑物种不变论,并产生了生物由进化而来的思想。

拉马克坚信自然界是一种规律性创造,总是先产生简单的生物,然后生物不断变得复杂,最后形成高级生物。他的进化论主要包括下面几个内容:

一、无机物在适宜条件下能产生低级生物。

二、生物具有从低级向高级发展的倾向。

三、外界环境其实是在不断变化之中,生物会适应环境的变化而发生变化,于是不断产生新的物种新的类型。

四、拉马克把后天环境变化引起生物发生的适应性变异称为获得性,并认为生物不仅可以把先天的形态遗传下去,而且后天获得的特性也可以遗传下去。这就是所谓的“获得性遗传”。拉马克还认为,在环境的变化下,生物的习性也会发生变化,生物习性的变化就会令生物某一些器官由于长期使用而变得发达,或某一些器官长期不用而发生退化,这被称为“用进废退”。拉马克利用上面的思想去解释生物的进化,例如长颈鹿的颈子这样长就是因为其先祖吃光了低处的树叶后,不得不拼命伸长颈子去吃高处的树叶,经过很多代的“用进废退”,通过“获得性遗传”而形成了颈子这样长的长颈鹿;又例如生活在黑洞中的鱼和兽,很多都是眼睛很小甚至是瞎子,这些都是用进废退的表现。

拉马克的进化观点是一种进步思想,不过在当时人们无法理解,这为拉马克带来了不幸,他受到了多数人的嘲笑。拉马克晚年又由于长期在显微镜下观察而双目失明,死去时竟贫穷得连买墓地的钱也没有。

布丰和拉马克都认为是环境变化令生物不断产生变异,这些观点比起特创论的思想是极大的进步。但他们的理解仍然较具表面性,以当时的化学知识和科学水平而论,他们很难会想到生物变异的根本性原因是由于环境物质不断地与生物体产生化学反应,而引致生物体的物质状态在不断发生变化。这使得拉马克的进化思想对部分事例无法作出合理解释,例如动植物的颜色、拟态等。不过,他们能够得出当时的进步思想其实已经不是容易的事了,正是由于他们的杰出贡献,为后来的进化论奠定了思想基础。

在生物进化的学说中,达尔文这个名字是不得不提的,是他确立了具有划时代意义的进化论。

一八○九年,达尔文出生于英国,家庭是一个富裕的科学世家。

达尔文二十二岁时,亦即一八三一年,他登上了英国海军的“贝格尔”号舰历经五年作了一次环球旅行,在这一次旅行中,他搜集到了大量动植物学资料的例证,这为他以后著作《物种起源》提供了令人信服的证据。

达尔文的进化论主要包括下面几个内容:

一、自然选择。什么是自然选择呢?达尔文解释,任何有利的变异,无论其微小到何种程度,也会令生物得到更好的保存,任何有害的变异,无论其微小到何种程度,也会令生物遭受到可能的毁灭,这种有利于生物的保存或有害于生物的毁灭,就称之为自然选择。

自然选择学说包括生存而引起竞争,在生存中产生变异,经适者生存而不断保留有利变异。

二、用进废退和获得性遗传。这一思想源自于拉马克,基本观点同样是器官的长期使用会令生物发生“进”,器官较少使用或不使用会令生物发生“退”,生物通过遗传把各种各样的“进”或“退”显现在后代身上。

三、生活条件是不断变化的,在生活条件的变化下,生物直接受到影响。

四、自发性变异。达尔文认为生物的变异有一些在历史条件下人们还难以理解,这种变异似乎是一种自发性的变异。

达尔文用他的学说令人信服地解释了大部分的生物现象。

例如,长颈鹿的颈子为什么会这样长呢?这是因为颈长的鹿较易吃到高处树叶,因此容易得到保存,由于代代都是颈长的鹿得到保存,长颈鹿的颈子就发展成为我们今天所看到的样子了。

例如,生活在黑洞中的鱼和兽,很多都是眼睛很小或是瞎子,为什么会这样呢?这是因为眼睛退化了对这些鱼和兽的生存没有什么影响,于是在自然选择下,这些动物的眼睛都退化了。

又例如,熊的毛有许多颜色,有黑色、灰色、白色,生活在北极的熊就是白色的,这种生物类型为什么会存在呢?这是因为白色与北极的环境相似,它的行动不易被发现,比较容易捕猎食物,所以能够得到保存,而其它颜色的熊是不适者,受到了淘汰。

布丰、拉马克和达尔文三者都是进化论的主要人物,在生物进化的理论上都有很突出的贡献。可能由于教会的压力,布丰的著作中,不少论述都与进化思想存在着矛盾;而拉马克发展了进化论,提出用进废退的思想,并以获得性遗传去解释生物的形态性状;达尔文则从生物广泛存在变异的客观事实以自然选择去解释生物的形态性状。布丰、拉马克观点中并没有明显地分离渐变与突变,而达尔文则认为自然界只有渐变,不存在突变,这是几人一个十分大的区别。

下面我利用生物环境一致论来解释一下生物现象,大家可以比较一下几种理论之间的相同之处和不同之处。

长颈鹿的颈子十分长,这么长的颈子是怎么样形成的呢?假如是由于长颈鹿不断地吃高处的树叶而形成,到底这一习性为什么能导致长颈鹿的颈子变得这么长呢?

首先,我不排除在环境剧变下,某一种动物的颈子迅速发生变化,形成与现今的长颈鹿形态相近的先祖。但不论此说是否属实,我都会先假设长颈鹿曾长期不断地吃高处的树叶,并根据这一点,再结合生物环境一致论中的渐变观点来解释长颈鹿的颈子为什么会变得这样长。

当长颈鹿由于环境变化伸长颈子去吃树叶时,它们身体的物质就会支持这一行为,于是它们的颈子会慢慢的发生物质性的变化,相应地慢慢变长。颈子的变长又令它们吃得更饱,吃下的物质又作为营养有力地支持它们的颈子变长。吃得较饱的长颈鹿,部分地由于食物的力量会跑得较快,越能更好地避开其它猛兽的猎食,而颈子较短的长颈鹿,相对没有吃得那么饱,由于缺乏食物的力量也就会跑得较慢,越易成为其它猛兽的食物。于是,颈子较长吃得较饱的长颈鹿就能较有利地得到保存,其它颈子较短吃得不饱不能较有利地得到保存的长颈鹿都受到了淘汰。代代的长颈鹿不断地处于这种良性循环或恶性循环之中,经过无数代的淘汰、变异和遗传,最后就形成了我们今天所看到的颈子十分长的长颈鹿。

生活在黑洞中的鱼和兽,很多都是眼睛很小甚至是瞎子,为什么会这样呢?拉马克认为这是用进废退的表现,而达尔文认为这是自然选择的结果,到底是不是这样呢?

其实拉马克和达尔文的解释都不是根本原因,根本原因应该是:动物的眼睛不断与光发生化学反应而产生相应物质,再传输到动物脑海改变原来的物质状态,这样才能够看到影像,而在黑洞中缺乏光线,因而无法合成动物眼睛保持正常所需要的物质,如果动物长期处于这样的环境中,它们的眼睛必然就会因为物质的不合适而导致退化。

北极的天气十分寒冷,为什么北极熊在那么冷的环境下仍然能够自如地生活呢?北极有很多白色动物,北极熊的皮毛就是白色的,这是为什么呢?

北极熊在北极那么寒冷的环境下仍然能够自如地生活,是因为北极熊长期生活在北极,它们的身体不断地与环境中的物质结合,于是身体发展出能抵抗寒冷物质的特征,幸运地延续了下来。之所以北极熊的皮毛是白色和北极很多动物都是白色,其实是因为北极动物的食物中或者是呼吸的空气中,具有能和它们身体发生化学作用形成白颜色皮毛的物质。

利用“生物会与环境保持一致”这种理论,不仅可以清楚地解释上面例子,还可以清楚地解释其它许许多多的例子,下面我再举出几例分析一下。

有些动物能把自己身上的颜色改变成为与周围环境相似的颜色,为什么会这样呢?这一特性是否为了隐藏自己达到不受其它动物伤害的目的?

其实动物变色是因为那个环境中有某一种或某一些物质会与这些变色动物体内的物质发生化学反应或物理反应,产生的颜色就与周围环境的颜色相似。至于动物变色,的而且确能达到隐藏自己的目的,但它们并非为了达到隐藏自己的目的而变色,因为每一物种,每一个体其实都有保护自己的目的,假如动物是为了隐藏自己、保护自己而变色,那么变色就不可能只是发生在很小数动物的身上。

人在年轻时,头发是黑色的,但到了晚年,人的头发就会变成白色,这是什么原因引起的呢?芍药有很多种颜色,有红色、有粉红色、有紫红色,甚至一朵花上红、黄、白几种颜色同时出现,为什么会这样呢?

人在年轻时头发是黑色但到了晚年会变成白色是因为人在年轻时,身体功能较强和吸收能力较强,比较容易形成一些令人头发变黑的物质,但人到了晚年,身体功能和吸收能力就会相对较差,较难形成令人头发变黑的物质,反而形成令人头发变白的物质,于是人的头发由于缺少黑色物质和形成白色物质而成了白色。芍药花所以有各种各样的颜色是因为芍药成长直至花开的整个过程,都与各种养份不断发生化学作用,这样就会合成各种不同的物质,而这些合成的物质在花朵上表现出来的就是各种各样的颜色。

生物环境一致论如果说清楚一点,其实是一种物质学说,因此也可以称为生物物质说。要彻底证实这种学说,还可以有其它的简单方法:保持生物的不变性,甚至是其它事物的不变性,在不产生相违性的转变的情况下,即相应物质不转变成为另外物质的情况下,那么,在白色的事物中,经过提炼,一定会找到与之相对应的白色物质;在黑色的事物中,经过提炼,一定会找到与之相对应的黑色物质;在青色的事物中,经过提炼,一定会找到与之相对应的青色物质;在红色的事物中,经过提炼,一定会找到与之相对应的红色物质;在黄色的事物中,经过提炼,一定会找到与之相对应的黄色物质;同样,在酸的事物中,经过提炼,一定会找到与之相对应的酸物质;在甜的事物中,经过提炼,一定会找到与之相对应的甜物质;在苦的事物中,经过提炼,一定会找到与之相对应的苦物质;在辣的事物中,经过提炼,一定会找到与之相对应的辣物质。之所以有这样的现象,其实在于各种事物包括生物体身上的每一个组成部分其实都是由相对应的各种物质构成的。而这相对应的各种物质正是事物本身的物质与环境物质之间的互相作用形成的。

拉马克曾有这样的一个见解:“无机物在适宜条件下能产生低级生物”。这个见解是正确的。生物本身就来自于无机物,假如条件适宜,从无机物中产生出低级生物这一点是能够达到的,只不过,低级生物进化成为高级生物的环境已经变化,而且生物的进化是一个极之漫长的过程,因此已很难再有什么条件使我们能够看见它们进化成为高级的生物。拉马克又认为:“生物具有从低级向高级发展的倾向;生物会适应外界环境的不断变化而发生变化,于是不断产生新的物种新的类型”。这两个见解也基本上正确,但必须建基在适宜的环境下,否则不可能达到。

在生物的传代上,拉马克和达尔文都以获得性遗传来解释,但后来有另外的学说发展出“基因”的说法,现时也较多地采用这种说法。基因其实就是一种与环境保持一致而发展出来的较稳定的载体。由于此因,在一般情况下生物不会轻易发生大的变化,各物种会一代一代地累积小变异,以基因不断地传载下去。但是,假如某一些物质与基因产生的化学变化太大,下一代生物就会发生突变。不过,无论是渐变还是突变,都是生物体与环境物质相互之间作用亦即生物与环境保持一致的结果。

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