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2010-03-06 15:48:43 作者:方舟子 来源:化石网 浏览次数:467 文字大小【】【】【

摘要:“事物大链条”的观念对当时的生物分类有重要的影响。将动物和植物加以分类的一个目的是把它们分别放进自然界阶梯中恰当的位置,以揭示造物主的计划。瑞典植物学家林奈(1707-1778)被公认为是现代生物分类学之 ...

“事物大链条”的观念对当时的生物分类有重要的影响。将动物和植物加以分类的一个目的是把它们分别放进自然界阶梯中恰当的位置,以揭示造物主的计划。瑞典植物学家林奈(1707-1778)被公认为是现代生物分类学之父,他也想建立一个能反映造物主的计划的自然分类系统,发明了沿用至今的等级结构分类法:在界之下划分纲,纲划分成目,目划分成属,最后是物种。

但是林奈并不认为事物大链条是造物主的计划,不想让他的分类系统体现出自然界阶梯。事实上,他的分类系统是分支式的,是对直线性的事物大链条的否定。例如,他把动物界划分成六个纲:四足纲、鸟纲、两栖纲、鱼纲、昆虫纲和蠕虫纲。尽管六个纲的动物的身体构造有的简单有的复杂,但是林奈并不试图将它们按从简单到复杂的顺序排列起来,而是把它们作为动物界之下六个地位相等的分支。如达尔文后来发现的,这种分支式等级结构,实际上反映了所有生物都由共同祖先进化而来这种亲缘关系:同一属的各个物种都有一个共同祖先,同一科的各个属又有一个早一点的共同祖先,依次类推。所谓自然系统,并不是一个能够反映造物主的创造计划的系统,而是一个能够反映各个物种的亲缘关系的分类系统。这样,林奈的分类系统无意中为达尔文的共同祖先学说奠定了基础。

在林奈的分类系统中,物种是基本单位,相似的物种组成一个属。但是同一属里的不同物种有时候是如此相似,让人不能不想到它们是否来自共同祖先。林奈起初坚决否认这种可能性,坚持认为物种不变:最初上帝创造了多少种形态,就有多少种物种,并产生同样多而且永远相似的物种。但是通过杂交试验,林奈逐渐意识到物种其实是可变的。不同物种之间的杂交通常不能产生后代,即使有的话也像骡子那样是不育的,因此不能算是新种。但是在植物界,不同物种的杂交有时候能够产生可育的后代,因为该杂交后代与父母物种都不同,应该算是一个新物种。林奈在晚年因此认为属才是代表着造物主的计划,上帝最初创造的是属,每个属只有一个物种,而通过不同属的杂交,才出现了众多的物种。

与林奈同年出生的法国博物学家布封(1707-1788)猛烈抨击林奈的分类学,他认为林奈的分类系统不过是一种想象。但是布封同样认为物种是不变的。他曾经考虑过所有生物都从同一个祖先进化而来的这种可能性,但随后自己就否定了这个天才的设想。在其晚年,布封与林奈一样,意识到物种其实是可变的。他发现,某些邻近的物种似乎能够产生可育的杂交后代。他做了一些不同物种的动物杂交试验,声称成功地获得了可育的后代(现代生物学家怀疑其试验结果是否真实)。由此,他认为属于同一个林奈属(大致相当于现在的“科”)的各个物种,例如猫属(猫科)的成员家猫、狮、虎、豹等等,都是源自同一个原始群体,在迁移到世界不同地方之后,由于气候的影响,而逐渐发生了形态变化,产生了一系列相似的、然而不同的物种。但是,尽管有了这样的进化思想,布封却坚持认为物种是固定不变的,只不过林奈所谓的物种并非真正的物种,而是变种;林奈的属才是真正的物种,真正的物种之间的杂交是绝对不可能的。

法国动物学家拉马克 (1744-1829)是第一个系统地研究生物进化的人。但是他却仍然相信事物大链条,他设想的生物进化,基本上只是把事物大链条设想成动态的,是一个从非生物自发产生微生物,微生物进化成低等生物,低等生物进化成高等生物,直到进化成人的过程。他认为,这个进化过程是不断在重复,至今仍在进行着的。也就是说,在今天,聪明的猩猩仍在尽力进化成人。拉马克也是试图解释进化现象的第一人,给出了第一个进化的理论,主要有两点:第一,生物体本身有着越变越复杂、向更高级形态进化的内在驱动力;第二,生活环境能够改变生物体的形态结构,生物体的形态结构遵循 “用进废退”的原则,而后天获得的性状能够遗传。

在拉马克生前及其死后相当一段时间内,并无人接受他的进化论。虽然他并没有被忽视,但是往往是被作为反面教材加以嘲笑和批驳。这有宗教信仰的原因,也有科学上的依据。拉马克理论中的一些观念,例如否认物种的存在、认为简单的生物能自发发生以及否认物种会灭绝 (他认为一个物种只会进化成另一个物种,而不会灭绝),已脱离了学术界的主流。

拉马克的主要对头是法国古生物学家居维叶(1769-1832)。居维叶通过比较化石和现存生物的解剖结构的异同,令人信服地说明了至少有某些物种已经灭绝了。居维叶还注意到,化石在地层中不仅是分层分布的,而且呈现出从简单到复杂的顺序。他相信物种是固定不变的,因此他不认为从简单到复杂的化石顺序表明了生物的进化。相反地,他认为化石的分层分布表明在地球历史上,周期性地出现大灾难,而化石从简单到复杂的顺序不过表明每一次灾变都是在为幸存的更高级的生物创造繁衍的机会而已。

居维叶毫无疑问是科学史上罕见的伟大人物,他几乎以一人之力创建了古生物学和比较解剖学这两门为进化论提供了最直观的证据的学科,然而他却未能发现进化事实,并极力反对拉马克的进化论,这是令人遗憾的事。他之所以坚信物种不变,倒不是由于宗教信仰,而是基于解剖学研究。他曾经仔细研究过古埃及动物木乃伊的骨架,发现它们与现在相应物种的骨架完全一样,这说明生物经历了4000多年都没有发生变化,他因此认定生物很可能是不会进化的。

居维叶通过解剖、比较大量的不同物种的结构,意识到生物体的结构具有一定的规律性,各个部分很协调。他还注意到不同的物种往往具有相似的结构设计,比如脊椎动物都有类似的结构或者原型,无脊椎动物也有类似的情形,可以分成三种原型。这样,居维叶把动物分成了四种类型 (相当于后来的“门”),而且他认为这四种类型都是平行的,彼此之间并无高低之分。如此一来,线性的事物大链条被彻底地粉碎了。那么同一类型的各个物种是否是从同一个祖先进化来的呢?居维叶坚决否定这种解释。他认为,不同的物种是同一类型的不同变异,很好地适应了不同的生活环境。每一物种的身体构造是如此协调,任何部分的重大改变都会使它无法生存,因此物种绝不可能变成新的物种,而是固定不变的。

居维叶研究的那些古埃及动物木乃伊是另一位法国动物学家乔弗莱·圣提雷尔(1772-1844)担任拿破仑的随军科学家远征埃及时带回巴黎的。乔弗莱在尼罗河发现了一种怪鱼 (后来被称为多鳍鱼),鳍的形态与四足动物很相似,这种鱼成了他用以证明所有的脊椎动物具有共同的结构的证据。虽然乔弗莱和居维叶都意识到了生物体构造的同一性,不同的物种的结构往往具有相似的设计,但是他们对它所代表的意义的看法截然不同。乔弗莱认为,不仅所有的脊椎动物,而且所有的动物都来自同一个原型。居维叶对此表示强烈反对,认为动物界有四个截然不同的原型。在1830年,居维叶和乔弗莱的争论达到了白炽化。当时有两名年轻的博物学家对脊椎动物和头足类动物(章鱼、墨鱼、乌贼等)的解剖结构进行了比较,声称它们具有相同的基本设计。乔弗莱热情地支持这种错误的说法,把它作为所有动物都只有一个原型的证据,而居维叶则认为这种说法与事实不符。这一年的2月到4月间,两人在法国科学院就此举行了八场公开辩论。针对乔弗莱所列举的那些结构同一性的证据,居维叶令人信服地指出它们许多都是不准确的。

在这场辩论中,居维叶获得了胜利。但是乔弗莱并没有因此放弃自己的立场,反而做了进一步的开拓。对器官同源性的强调使得乔弗莱考虑到,同一原型中的物种有可能发生进化。他在研究了一些已灭绝的古代爬行动物之后,指出它们有可能进化成现代爬行动物,甚至进化成鸟类或哺乳动物。他通过研究胚胎发育,提出了一个进化机理:环境的变化能够影响胚胎的发育,使它长出新的器官,这样的后代在一般情况下将被视为畸形,但是它有可能适应新的环境而生存、繁衍下去,形成一个新的物种。这个说法相当于现在所说的“跃变”,很难被接受,如居维叶所指出的那样,畸形破坏了身体结构的协调,在任何条件下都不可能生存下去,新物种也就不可能产生。要克服这个障碍,还有待达尔文提出自然选择作用下的渐变理论。

方舟子

留美学者,生物化学博士smfang@yahoo.com

经济观察网

本文引用地址:http://web.uua.cn/article/show-381-1.html

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