第六十五章生命演化的微觀(guān)與宏觀(guān)機制
雨季那個(gè)幾個(gè)星期的那些事:
進(jìn)化論自問(wèn)世以來(lái)一直備受爭議,如果達爾文那個(gè)年代的進(jìn)化論,因為沖擊了宗教思想而遭到反對,那么科學(xué)發(fā)展到今天,生命科學(xué)達到登峰造極的年代,科學(xué)領(lǐng)域對進(jìn)化論的質(zhì)疑,則來(lái)源于古生物學(xué)領(lǐng)域在“化石證據”和“基因測序”的這兩個(gè)方面,揭示了其的不合理性。
從生物學(xué)的角度來(lái)看,進(jìn)化論主要分為兩個(gè)層面:一個(gè)是微觀(guān)進(jìn)化,另一個(gè)則是宏觀(guān)進(jìn)化。
微觀(guān)進(jìn)化,也稱(chēng)為種內進(jìn)化,是指生物隨自然環(huán)境發(fā)生的細微變化。
這種變化是物種內部發(fā)生的,本質(zhì)上仍然是同一物種。
例如:“從鯽魚(yú)到金魚(yú)的培育過(guò)程,雖然外觀(guān)發(fā)生了顯著(zhù)的變化,但它們仍然屬于同一物種”。目前已被科學(xué)所證實(shí)。
而宏觀(guān)進(jìn)化則涉及到從一個(gè)物種完全進(jìn)化到另一個(gè)物種的過(guò)程。這種進(jìn)化需要穩定的種群數量,并且新物種要與原物種之間應形成生殖隔離。
織田父親的《自然選擇》和晨雄的《共進(jìn)化》這兩本生物學(xué)著(zhù)作,就完美的詮釋了這一方面的相關(guān)知識,并通過(guò)豐富的案例和深入的研究,對此進(jìn)行了詳細剖析,并指出達爾文《物種起源》在宏觀(guān)進(jìn)化方面的缺陷。同時(shí),也強調了從微觀(guān)進(jìn)化中得到結論而推斷出宏觀(guān)進(jìn)化是事實(shí)的不合理性。
以狼的馴化為例:人類(lèi)雖然成功地將狼馴化成了狗。然而,狗并不是一個(gè)新的物種,因為狼和狗之間并沒(méi)有生殖隔離。
其次就是古生物化石?;涗涬m然被認為是證明進(jìn)化論的重要證據之一,但化石記錄的完整性和可靠性一直飽受爭議。
一方面,是化石記錄的不完整性,許多物種在化石記錄中的存在時(shí)間非常短,使得科學(xué)家難以溯源它們的進(jìn)化歷程,從而證明物種之間的演化關(guān)系。
另一方面,化石記錄中的一些證據表明,物種在進(jìn)化過(guò)程中存在著(zhù)“突然出現”和“沒(méi)有過(guò)渡形式”的現象。
這與進(jìn)化論所推斷的“生命是由單細胞生命逐漸演化成為多細胞生命,再由水生生物逐漸代代漸進(jìn)演化成為陸生生物的線(xiàn)性歷程”并不一致。
因為如果根據達爾文《物種起源》的觀(guān)點(diǎn),物種的演化是循序漸進(jìn),按照物競天擇、適者生存的原理,通過(guò)長(cháng)時(shí)間的自然選擇作用,代代累積漸變而來(lái)的,那么,這當中就必然存在過(guò)無(wú)數代中間物種的化石,然而,事實(shí)上卻根本沒(méi)有。
因為迄今為止,所有古生物的化石,根本就不存在能證明宏觀(guān)進(jìn)化里中間物種存在過(guò)的證據。
畢竟不可能上一代的物種還在地下爬,下一代就突然長(cháng)出翅膀在天上翱翔,就拿始祖鳥(niǎo)來(lái)說(shuō),雖然曾有觀(guān)點(diǎn)認為始祖鳥(niǎo)具有鳥(niǎo)類(lèi)和恐龍的特征:它長(cháng)有利齒,翅膀上有爪,后趾末端有尖利而彎曲的爪,且長(cháng)有骨質(zhì)尾椎,被認為這是恐龍與鳥(niǎo)類(lèi)之間的過(guò)渡性化石及演化的重要證據,是第一種由陸地生物轉變成鳥(niǎo)類(lèi)的生物,但這其實(shí)是一個(gè)天大的誤會(huì )。
其實(shí)就算現代也有這種鳥(niǎo)類(lèi)的存在,比如:南美洲北部的——麝雉。
其幼鳥(niǎo)的翅膀上就有爪子,還能用爪子爬樹(shù)。但不能說(shuō)這是一種返祖現象;因為在始祖鳥(niǎo)同時(shí)代的化石里,人類(lèi)也同樣發(fā)現過(guò)普通鳥(niǎo)類(lèi)的化石,這就說(shuō)明了,始祖鳥(niǎo)并不能代表由陸地生物演化成鳥(niǎo)類(lèi)的過(guò)渡性中間物種。
巖層里的化石顯示了“種”這個(gè)層面的物種都是突然出現的,且獨立不相干,對于進(jìn)化論而言,這是屬于一種斷層現象。
那么以前人們教科書(shū)曾經(jīng)提到過(guò)的周口店古人遺址,以及被譽(yù)為人類(lèi)祖母的“露西少女”的古人類(lèi)化石標本,是否就是人類(lèi)的中間物種化石?
顯然,現有證據并不充分,且長(cháng)期以來(lái)一直存在諸多爭議。
因為現代分子生物學(xué)家的研究表明了:周口店遺址的古人是屬于已滅絕的“直立人”,現在人則是由晚期的“智人”演化而來(lái)的。
值得注意的是,露西的骨骼化石的完整度也僅占百分之四十,這還算是完整度最高的古人類(lèi)化石標本。
由于大多數樣本的不完整性,意味著(zhù)修復過(guò)程往往帶有很大的不準確的推想成分。包括人們所看到的復原圖,那都是科學(xué)家根據零散的化石推想復原的,實(shí)際并不一定就是那樣子的,甚至有可能一開(kāi)始的基礎思路和研究方向都是錯的。
目前,對于周口店遺址猿人身上是否具有毛發(fā)的觀(guān)點(diǎn),主要是基于對現存生物的研究參考以及對化石的綜合分析。借助相關(guān)理論和技術(shù),來(lái)推測和復原古生物的外貌特征。
在現代分子生物學(xué)領(lǐng)域,通過(guò)分析現代人類(lèi)和猿人的基因組,找出與毛發(fā)生長(cháng)相關(guān)的基因,能幫助人們推斷出猿人可能擁有毛發(fā)。如果在猿人基因組中發(fā)現與毛發(fā)相關(guān)的基因,那么就可以大致的推測出,這些猿人的身體可能曾經(jīng)覆蓋著(zhù)毛發(fā)。
化石中保存的牙齒、皮膚、角質(zhì)和骨骼等有機物質(zhì),也為人們提供關(guān)于古生物皮膚特征和外觀(guān)的信息。這些有機物質(zhì)在石化過(guò)程中被保存下來(lái),是現代科學(xué)推斷古生物皮膚特征和外觀(guān)的重要依據。
例如:人們可以通過(guò)觀(guān)察和研究猿人的骨骼、牙齒,推斷出猿人的身高、體重、肌肉發(fā)達程度和運動(dòng)能力等信息。同時(shí),猿人皮膚上的細小凹凸結構和化學(xué)成分分析,也可以推測出猿人身上是否有毛發(fā)覆蓋,以及推斷出其毛發(fā)顏色、密度及質(zhì)地等信息。
此外,現存靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物的研究,也為推斷周口店猿人的毛發(fā)情況提供了重要參考。通過(guò)對這些動(dòng)物的毛發(fā)分布、形態(tài)和功能進(jìn)行深入研究,人們可以了解毛發(fā)在靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物中的演化歷程和適應意義。
其次,胚胎發(fā)育的比較也是人們理解滅絕動(dòng)物毛發(fā)情況的一個(gè)重要途徑。通過(guò)比較不同物種胚胎發(fā)育過(guò)程中毛發(fā)的出現和變化,人們可以更好地理解滅絕動(dòng)物的毛發(fā)發(fā)育情況。
不過(guò),需要指出的是,從生物學(xué)角度出發(fā),現存靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物的毛發(fā)特征并不能直接應用于推斷周口店猿人的毛發(fā)情況。這是因為現存靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物與周口店猿人在演化上存在一定的差異,因此對于這一推斷需要保持謹慎態(tài)度。
盡管化石為人們提供了許多關(guān)于史前動(dòng)物的信息,但由于化石保存和化石化過(guò)程中可能發(fā)生的變化,以及不同物種之間解剖學(xué)上的相似性,人們根據化石推想出的特征可能并不完全準確。
例如:不同品種的狗雖然骨骼結構基本相同,但由于皮毛、肌肉和脂肪等軟組織的差異以及人類(lèi)對狗的育種選擇,使得不同品種的狗在外貌上存在很大的差異。
這一點(diǎn)為人們提供了一個(gè)重要的啟示:對于滅絕動(dòng)物的真實(shí)樣貌,人們可能無(wú)法完全準確地推斷出它們的外貌特征,就像恐龍、劍齒虎、猛犸象等,這些史前時(shí)代就滅絕動(dòng)物的真實(shí)樣貌,說(shuō)不定都不是現代人推想的那樣。
因此,對于滅絕動(dòng)物的真實(shí)樣貌,人們需要綜合考慮多種證據和研究成果,以更準確地了解它們的特征和生態(tài)習性。同時(shí),也應該意識到,化石記錄是不完整的,因此人們的在宏觀(guān)方面的推想和結論可能存在一定的局限性和不確定性。
一般來(lái)說(shuō),當環(huán)境變得不利于生存的時(shí)候,動(dòng)物的本能應該是遷徙,如果來(lái)不及遷徙又不適應新的環(huán)境,沒(méi)有了食物來(lái)源,面臨的應該是滅絕,而不是進(jìn)化,這就是進(jìn)化論中真正意義上的——物競天擇,適者生存,不存在所謂的僥幸存活。
畢竟現實(shí)不是童話(huà),動(dòng)物怎么可能在天地驟變、病毒肆虐、食物短缺的災難中不死,還會(huì )隨著(zhù)惡劣環(huán)境從而改變自身的基因,甚至影響胚胎中下一代的基因突變,導致出現變態(tài)演化形成新物種。
以企鵝為例:如果全球變暖持續加劇,導致南極的冰層慢慢全部融化,難道企鵝就不會(huì )滅絕,而是通過(guò)變態(tài)演化、進(jìn)化成一個(gè)新的物種繼續延續下去嗎?
就像生活在各種不同氣候下的人類(lèi),也沒(méi)有因為受到不同氣候環(huán)境的影響而演化成各式各樣的不同人種。注意:這里所說(shuō)的那個(gè)人種,可不是指不同膚色的那個(gè)人種,而是指一種不同的物種,而且還要與原來(lái)的具有生殖隔離。盡管基因會(huì )高度相似,但染色體則完全不一樣。
雖說(shuō)不同環(huán)境因素是可以對個(gè)體的生理特征及生活習俗、飲食習性產(chǎn)生影響,但這種變化通常局限于表型特征,并非宏觀(guān)進(jìn)化上的基因變異。
正如猩猩與人類(lèi)。盡管猩猩和人類(lèi)的基因相似度高達百分之九十九,但猩猩跟人類(lèi)可不是同一個(gè)物種,而且還有生殖隔離。
猩猩的染色體是四十八條,而人類(lèi)(除去先天性基因疾病的21-三體綜合征的患者)正常染色體都是四十六條。
21-三體綜合征患者的染色體雖然是四十七條,但這可不是人類(lèi)的進(jìn)化,而是一種先天性基因疾病。因此,這才比常人多出了一條二十一號染色體。
雖然曾經(jīng)有觀(guān)點(diǎn)認為人類(lèi)的祖先可能是生活在至今4.4億年前的志留紀蘭多維列世特列奇早期的“奇跡秀山魚(yú)”演化來(lái)的,但在志留紀之后的巖層中,人類(lèi)卻并未發(fā)現任何關(guān)于“奇跡秀山魚(yú)”演化成靈長(cháng)類(lèi)線(xiàn)性演化歷程的過(guò)渡性中間物種的化石。
這里舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子:
想象一下,一條魚(yú)踏上了一場(chǎng)漫長(cháng)而循序漸進(jìn)的旅程,逐步演化為另一個(gè)物種。這并非一蹴而就,而是經(jīng)歷了無(wú)數個(gè)日夜,通過(guò)長(cháng)時(shí)間的、漸進(jìn)的自然選擇,一代又一代的積累,從一種生物逐漸演化為另一個(gè)物種,并與原物種產(chǎn)生了生殖隔離。
首先,它的“魚(yú)鰭”會(huì )開(kāi)始嘗試長(cháng)出靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物五指的輪廓。這個(gè)過(guò)程是如此微妙且復雜,需要經(jīng)過(guò)無(wú)數代的演化,逐漸進(jìn)化而來(lái)。這就意味著(zhù),在這個(gè)過(guò)程中會(huì )出現成千上萬(wàn)代的中間物種。然而,化石記錄中最缺少的恰恰是能證實(shí)這類(lèi)“中間物種”存在過(guò)的證據。
即使假設,它一開(kāi)始就是具有靈長(cháng)類(lèi)五指輪廓的水生,要演化成陸生,也需要經(jīng)過(guò)兩棲動(dòng)物的階段,才能逐漸演化為純陸生動(dòng)物。然而,就演化成兩棲動(dòng)物的過(guò)程也絕非易事。
因為它的魚(yú)鰭需要逐漸演化為兩棲動(dòng)物應有的四足,這一過(guò)程同樣不是一兩代就能完成的,而是需要經(jīng)過(guò)成千上萬(wàn)代的演化,每一代都只是一點(diǎn)點(diǎn)的變化。
這個(gè)演化過(guò)程是逐步的、緩慢的。隨著(zhù)時(shí)間的推移,它們的形態(tài)變化會(huì )一代比一代明顯;魚(yú)鰭會(huì )一代比一代越來(lái)越不像魚(yú)鰭,生活的水域會(huì )越來(lái)越淺、越來(lái)越靠岸,最終逐漸演化為四足動(dòng)物,就是類(lèi)似“娃娃魚(yú)”的那類(lèi)形態(tài)。但到了兩棲動(dòng)物的階段,它就已經(jīng)與原來(lái)的純水生動(dòng)物不再是同一種物種,并且還會(huì )出現生殖隔離。盡管這一階段與原來(lái)的純水生動(dòng)物相比,其形態(tài)已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化。
然而,人們要是一代一代的溯源,拿著(zhù)它們成千上萬(wàn)代的化石擺在一起就會(huì )發(fā)現,它們連在一起能形成一種線(xiàn)性的演化歷程圖,見(jiàn)證著(zhù)它們是如何通過(guò)長(cháng)時(shí)間的自然選擇作用,在漫長(cháng)的歷史長(cháng)河中,代代累積漸變成各式各樣的形態(tài),而它們的形態(tài)則是越往后越像,越往后越像……它們仿佛在重演著(zhù)一段漫長(cháng)的生命演化歷程。
最重要的是,這個(gè)新的物種必須擁有穩定的種群數量,才能進(jìn)行下一個(gè)陸生階段的轉變。
即使不考慮這些,就算要完全轉換成純陸生,那也不是區區上百代就能完成的事;也是要和水生轉兩棲一個(gè)歷程,至少經(jīng)過(guò)數百萬(wàn)年到數千萬(wàn)年的時(shí)間。在這個(gè)過(guò)程中,都已經(jīng)存在過(guò)多少中間物種了?尤其是轉變?yōu)殪`長(cháng)類(lèi)形態(tài)的歷程,中間物種的數量只會(huì )更多,所需的時(shí)間也只會(huì )更長(cháng)。
遺憾的是,人類(lèi)在探尋物種演化歷程的過(guò)程中,至今仍未能找到關(guān)于任何物種線(xiàn)性演化過(guò)程中中間物種的化石證據。尤其是那些處于向全新形態(tài)過(guò)渡的關(guān)鍵階段的中間物種的化石證據。這仍然是古生物學(xué)領(lǐng)域中的一大未解之謎和亟待解決的問(wèn)題。
這就像從魚(yú)類(lèi)演化到人類(lèi)的歷程中,理論上必然存在過(guò)無(wú)數代介于魚(yú)類(lèi)和靈長(cháng)類(lèi)之間的“四不像”物種,也就是類(lèi)似于傳說(shuō)中的“人魚(yú)”。用進(jìn)化論的話(huà)來(lái)說(shuō),就相當于中間物種中的“關(guān)鍵”中間物種。
當然,這個(gè)人魚(yú)可與人們所熟知的童話(huà)形象截然不同,不是什么美人魚(yú)。什么上半身是人類(lèi),下半身是魚(yú)尾,就只是單純的靈長(cháng)類(lèi)與魚(yú)類(lèi)之間的“四不像”。
它不僅具備魚(yú)類(lèi)的尾巴輪廓,還融合了近似爬蟲(chóng)的軀體、靈長(cháng)類(lèi)的五官、四肢及五指和五趾的雛形。
盡管科學(xué)家們付出了巨大的努力,去尋找這些中間物種的化石證據,但至今仍未能找到確鑿的證據來(lái)填補這一演化的空白歷程。
考慮到物種會(huì )隨著(zhù)環(huán)境的變化而遷徙,這為溯源一個(gè)物種數萬(wàn)代的化石帶來(lái)了極大的挑戰。然而,連這些中間物種中的“關(guān)鍵”中間物種的化石都未能被發(fā)現,這確實(shí)能讓人對現有的演化理論產(chǎn)生質(zhì)疑。
其實(shí)這種對進(jìn)化論核心的深入挖掘,不僅在織田父親的《自然選擇》和晨雄的《共進(jìn)化》中得到了體現,而且達爾文本人在一八七二年的第六次修訂版《物種起源》中也曾觸及過(guò)這一方面的相關(guān)問(wèn)題。
他明確指出:“關(guān)于在已知最古老含化石地層中,親緣物種類(lèi)群突然出現的難題,其復雜性遠超我們的想象。這涉及到在那些古老的化石記錄中,動(dòng)物界多個(gè)主要分類(lèi)物種‘突然出現’的神秘現象?!比欢?,這種現象就連達爾文本人,也無(wú)法加以解釋。
他甚至曾經(jīng)也對進(jìn)化論產(chǎn)生過(guò)質(zhì)疑,認為生物的變化應當是微小且漸進(jìn)的,不應當出現造成突然的巨大的變異。如果有一天,人們發(fā)現某些物種器官的演化并非是通過(guò)無(wú)數微小的漸進(jìn)方式實(shí)現的,那么他的整個(gè)理論都將受到嚴重的挑戰。
值得注意的是:進(jìn)化論雖然認為,物種的演化是因為基因隨著(zhù)大環(huán)境的變化而發(fā)生突變,但從現代的生物學(xué)角度來(lái)看,基因突變都是疾病,都是會(huì )影響生存質(zhì)量、或者是繁殖能力的缺陷,屬于一種先天性的基因疾病。這與進(jìn)化論中基因突變促進(jìn)物種隨機演化的觀(guān)點(diǎn)似乎存在沖突。
那天夜里,雨下的很大。夜色被雨幕籠罩著(zhù),雨滴打在窗戶(hù)上,發(fā)出清脆的聲響。晨雄寫(xiě)完論文后,躺在床上,思緒萬(wàn)千,難以入眠。他沉浸在對于氣候變化與病毒變異的思考中,同時(shí)也在回想最近在研究新型毒株蛋白質(zhì)氨基酸結構時(shí)所遭遇的那些不同尋常的分子式。
對于他而言,這些不常見(jiàn)的分子式都是解鎖病毒生命奧秘的關(guān)鍵。他知道每一個(gè)分子式的解析,都可能揭示病毒的傳播機制,甚至為防治病毒提供科學(xué)依據。在他的想象中,這些復雜的分子式鏈仿佛變成了迷宮,他作為探索者,決心解開(kāi)它們的奧秘。
隨著(zhù)夜深人靜,晨雄漸漸陷入了夢(mèng)鄉。
很快,長(cháng)夜已過(guò),黎明到來(lái)。
熟睡中的晨雄做了一個(gè)奇特的夢(mèng)。
他夢(mèng)見(jiàn)自己置身于一片深山老林,地面上到處是各式各樣,隨處可見(jiàn)的不明生物蛻下的外殼和各種奇特的未知蟲(chóng)卵。
突然,一個(gè)神秘的聲音對他說(shuō)道:“等到適合的時(shí)候,你就去森林里掘地。地下將有你想要的答案?!?p> 話(huà)音剛落,森林里開(kāi)始大霧彌漫,晨雄頓時(shí)感到呼吸逐漸變得越來(lái)越困難。在即將感到快要窒息的時(shí)刻,他突然猛地從夢(mèng)中驚醒過(guò)來(lái)。