打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
宇宙自然生命简史 58:达尔文和谁一起奠定了二十世纪生命科学的基础?

如果你现在还不认识他,听完本期节目就一定认识了

上一期,我们说到了 1858 年,林奈学会发布了达尔文和华莱士共同的进化论,荣誉大部分都归给了达尔文,当然,达尔文也值得这些荣誉。从此,达尔文一战成名。

实际上,除了大家都知道的华莱士,还有另外一个人也简要提出过类似的理论,这就不为大家所知了。他是苏格兰的一个园艺师,名字叫马修(Patrick Matthew)。令人惊讶的是,他居然比达尔文早27年就想到了自然选择理论,那可是在达尔文登上贝格尔号的那一年。不幸的是,马修提出观点的书是一本叫做《海军用木和森林栽培》的书,这本书岂止是被达尔文错过了,全世界都没注意到这样一本书。当他看到达尔文因和自己早年一样的理论而四处出风头时,他坐不住了,立即给《园艺师纪事》杂志写了一封信,说明此事。达尔文见到后,立即表示了歉意,但也如实地写道,“我想,不光是我,显然所有的博物学家都没有听说过马修先生的观点,这不奇怪。因为马修先生表达得实在是太简要了,而且还是写在一本关于海军用木和栽培的书的附录中的。”

图:帕特里克·马修

华莱士在此后50年中仍然是一位博物学家和思想家,偶尔还干得不错。但他渐渐地从主流科学界淡出,因为他对降魂术和外星生命的可能性越来越有兴趣。这样一来,进化论也就慢慢地变成默认是达尔文独有的理论了。

然而,达尔文一生都被自己发明的理论搞得很痛苦。他把自己称作“魔鬼派来的牧师”,揭示出进化论让他感觉“好像招认自己是杀人犯”。而且,他知道,自己的理论还深深伤害了自己深爱着的虔诚的基督徒妻子。尽管有那么多的痛苦,他依然决定立即着手将草稿扩展成一本正式的著作。起初,他给书起名为《物种起源和自然选择的生命多样性概论》,由于这个书名的冗长和含糊,出版商决定只发行500本。但拿到书稿后,出版商重新给起了个更有吸引力的书名,然后决定将发行量增加到1250本。

哪知道,《物种起源》立即取得了商业上的成功,但在学术上的反响却并不大。因为达尔文的理论面临两个棘手的难题。一是德高望重的开尔文勋爵不认可(得等上很多年,开尔文才改变了主意);二是极其缺少化石证据。尤其是第二点,许多聪明的反对者质疑达尔文,进化论中明确要求的那些过渡形态的物种在哪里?如果物种是在不断进化的,那么就应当找到大量中间形态的物种化石,但实际上并没有。巧合的很,就在争论最为激烈的1861年,一个这样的证据横空出世。工人们在巴伐利亚发现了古代始祖鸟的几根骨头化石,这是一种介于鸟和恐龙之间的生物(它有羽毛,也有牙齿)。这是一个极为重要的发现,引发了广泛的辩论,但是仅仅这一个单独的发现也很难得出肯定的结论来。那时所存世的化石记录表明,在著名的寒武纪生命大爆发之前,地球上是没有生命的,这一情况很多年都没有改变。

但达尔文坚持认为在寒武纪之前的海洋中就已经存在着大量丰富多彩的生命,我们之所以没有发现它们,是由于某些原因,它们没有能留下化石。达尔文坚持认为这是唯一合理的解释。他很直白地写道,“这种情形现阶段肯定是没法解释清楚的,但我的观点却是合理的。”达尔文拒绝承认其他的可能性。他还给出了一个自己推测的解释,虽然不正确,但创意不错。他推测说可能是因为寒武纪之前的海水实在太清澈了,以至于没有什么沉积物落下来,因此也就无法留下化石了。

达尔文的许多好友也对他的主张感到不安。比如达尔文在剑桥大学时的导师赛奇维克(Adam Sedgwick),在1831年曾带着达尔文在威尔士做地质考察。他说达尔文的书带给他的“痛苦多于欢乐”。还有杰出的瑞士古生物学家阿加西斯(Louis Agassiz),也将达尔文的理论说成是没根据的臆想。甚至是莱伊尔,也郁闷地说:“达尔文走得太远了!”

达尔文坚持进化是在漫长的地质时期中渐变的,赫胥黎一开始不喜欢这一点。他是一个突变论支持者,认为生物进化性的变化并不是渐进的,而是突然发生的。突变论者不接受一个复杂的器官是分步骤出现的。比如,他们会说十分之一的翅膀和半只眼睛究竟有何用处呢?他们认为,这类器官必须以完全的形式出现才是有意义的。

赫胥黎持的这种信念是极端的,这有点儿让人吃惊,因为它很容易让人想起另外一种十分保守的宗教观点。这种观点最初是由英国的神学家佩利(William Paley)在1802年提出的,被称为“智慧设计说”。佩利论证的那个例子很出名,你可能听到过,他说,如果你在地上发现一块怀表,哪怕你以前从来没见过这样的东西,但你也能立即意识到这东西是某个智慧实体创造的,肯定不是大自然凭空创造出来的。因此,他相信自然的复杂性就是出自智慧设计的最好证据。

要知道,在十九世纪,这个观点是十分有力的,它也令达尔文深感不安。达尔文在一封写给朋友的信中承认到,“最近,一想到眼睛,我就打冷战。”在《物种起源》中,他也坦率地承认,像眼睛这样的器官能通过自然选择一步步地进化产生,“看起来真的像是十分的荒谬。”

图:我们的眼睛是如何进化而来的呢?

但是,尽管如此,达尔文不仅坚持所有的变化都是渐进的,而且几乎在每一次修订《物种起源》时,都要把进化所需的时间大幅拉长,这让他的支持者越来越反感,也让他的观点越来越没市场。科学家兼历史学家施瓦茨(Jeffrey Schwartz)写道,“最后,达尔文在自然史学家和地质学家同行中仅有的一点儿支持也丢失殆尽了。”

达尔文虽然把他的书起名为《物种起源》,但他其实并没有在书中解释物种到底是怎样起源的。达尔文的理论提出了一种自然机制,可以解释物种如何变得更适合生存。但是,他却没法说明一个新的物种是怎样诞生的。有一位叫詹金(Fleeming Jenkin)的苏格兰工程师考虑到了这个问题,他指出了达尔文理论中的一个重大的缺陷。达尔文的理论认为,物种的优势特性会被传递给它们的子代,从而使物种变得更强。但是詹金却指出,父代的优势特性是不可能一直在子代中凸显出来的,恰恰相反,这种优势特性会被杂交所不断地冲淡掉。这就好像你在一杯威士忌中倒进一杯水,威士忌不可能会更浓,只会更淡,如果再接着倒水,就会越来越淡。同样的道理,子代就像是水,会不断地冲淡父代的优势特性,直到特性消失。因此,达尔文的理论只能解释静态事物,无法解释动态变化。某些幸运的特性可能会时不时地出现,但很快就会消失,因为物种有回归平庸的自然趋势。如果自然选择确实要起作用的话,就必须要有某种尚未发现的替代机制。

达尔文和所有人都不知道,在 1200 公里之外的欧洲中部的某个僻静的角落,有一位很少出门的修道士已经找到了这个机制,他的名字叫做孟德尔。

孟德尔1822年出生于一个贫苦的农民家庭,出生地是奥匈帝国的一个偏僻小镇,现位于捷克共和国境内。有些书上常常把他描述为一个很普通的修道士,只是观察能力很强,所以他的发现有很大的偶然成分。说他在修道院的厨房菜园中种豌豆时,恰巧注意到了一些遗传方面的有趣特点。事实上并不是这样,孟德尔是一位训练有素的科学家,他曾在奥尔墨兹哲学研究所和维也纳大学攻读过物理学和数学,他把科学方法带入到了他所做的事情中。而且,他所住的那个位于布尔诺的修道院,从1843年开始就是一个有名的学术机构。那里不但有一家坐拥两万册藏书的图书馆,也有严谨的科学研究的传统。孟德尔的例子实际上是一个典型的科学方法引入生物学研究后立即取得重大成果的案例。

孟德尔的研究对象是七种不同的豌豆。在着手进行实验之前,他花了两年的时间精心准备实验用的标本,以确保它们都是纯种的。接着,在两位全职助手的协助下,他反复种植这些豌豆,并让其中的3000株进行杂交。这是一项非常细致的工作,他们三人需要特别小心地避免标本意外授粉,并且还要细心地记录下种子、茎、花、叶子、豆荚的成长过程和外观。这些实验,孟德尔都有条不紊、胸有成竹地进行着,体现出了一位科学家的优良素质。

图:孟德尔和他研究的豌豆

实际上,孟德尔从未使用过“基因”一词,这个词直到1913年才在英国医药词典中出现。但他发明了“显性”和“隐性”这两个术语。他确信每一颗豌豆种子中都包含了两种“因子”,一种是显性因子,一种是隐性因子。当两种因子结合时,就会产生可以预测的遗传属性。

我以前也曾跟大家说过,任何一门学说,一旦与数学结合,科学性就会大大增加。在数学的帮助下,这门学说也基本上能得到快速地发展。而孟德尔就是在生物学研究中不敢说是首次,但也至少是开创性地使用了精确的数学公式来表述他的成果。他前后一共花了8年的时间进行实验,并且还在花卉、谷物和其他的一些植物上进行了类似的实验,这些实验同样证实了他的成果。没想到的是,孟德尔的表述方式可能过于数学化了,在那个科学和博物学还没有分的很开的年代中,反而成了传播的劣势。据说,当他1865年在布鲁诺自然史学会2月和3月的月度会议上讲解他的发现时,大约有40位听众礼貌地聆听了他的演讲,但显然都无动于衷。尽管这些听众中有很多人对于植物的栽培都是怀有浓厚兴趣的。

孟德尔的报告正式发表后,他迫不及待地寄了一份给瑞士伟大的植物学家奈格里(Nageli),因为,如果得到他的支持,会对孟德尔理论的前途产生重要的影响。但不幸的是,奈格里没有意识到孟德尔理论的重要意义。他建议孟德尔尝试栽培山柳属植物。孟德尔很认真地听取了建议,但他很快就发现山柳属植物根本不适合做遗传研究,因为它们缺少一些做研究必不可少的特性。这说明奈格里没有认真读过孟德尔的论文,或许压根儿就没有读过。这使得孟德尔很受打击,他放弃了遗传性研究,转而去培育良种蔬菜。在余下的生命中,他还研究过蜜蜂、老鼠、太阳黑子等等东西,最后还当上了修道院的院长。

其实,孟德尔的研究成果并没有完全被忽视掉。他的研究被收录进了《大英百科全书》,这是一项殊荣。在当时,这本书可是记录科学思想的最重要载体,比今天的地位高得多。而且,孟德尔的成果也被德国科学家福克(Focke)在一篇重要的论文中反复地引用。也正因为孟德尔的观点从未真正淹没在科学思想的汪洋大海中,所以,一旦全世界具备了接受它的条件时,它很容易就复苏了。关于孟德尔和他的豌豆实验,我特地找了个视频,你有兴趣可以看一下。


总之,尽管达尔文和孟德尔本人并不知道,但他们俩人却为二十世纪全部的生命科学奠定了基础。达尔文看到了一切生物均有联系,它们最终“都可以追溯到一个简单而共同的祖先”;而孟德尔的工作则解释了这一切是如何发生的。令我感到遗憾的是,这俩位原本应当很容易就发生互助的,但却没有。有资料显示孟德尔拥有一本德文版的《物种起源》,而且他读过,因此他肯定知道自己的成果适用于达尔文的理论,但显然他没有努力与达尔文取得联系。至于达尔文这一方,我们知道他学习过福克的那篇很有影响力的论文,文中多次引用了孟德尔的成果,但达尔文不知道为什么没有把这些与自己的研究结合起来。或许专门研究进化论的科学史家们已经搞清楚了,如果是我孤陋寡闻,也请各位不吝赐教。

讲到达尔文的理论,几乎人人都认为该理论有一个重要论点,那就是,我们人类是从古猿一点点演变来的。其实达尔文仅仅只是间接提及了这一点。但人们确实不需要太大的想象力,就能从达尔文的理论中得出人类是如何发展而来的,这很快就成为了热议的焦点。

1860年6月30日,星期天,在英国牛津郡举行的一次全英科学促进会的会议上,迎来了一场决战。应《残迹》作者钱伯斯的力邀,赫胥黎出席了此次会议,但他依然不知道钱伯斯就是《残迹》的作者。而达尔文向来不参加这样的活动。会议的地点是在牛津大学自然历史博物馆 。有一千多人挤进了会场,还有几百人挤不进去。人们意识到将会有大事件发生。但在发生之前,他们不得不先听了两个小时昏昏欲睡的开场白,由纽约大学的伯雷格(John William Draper)絮絮叨叨地演讲“论欧洲的智力发展兼论达尔文先生的观点”。

终于,该轮到牛津教区的主教威尔伯福斯(Wilberforce)站起来发言了。他是在欧文(Richard Owen)的授意下发言的,这个欧文极端反对达尔文主义。不过这是大伙猜测的,证据是前一天晚上欧文拜访了威尔伯福斯。就像大多数热议的事件一样,那天的准确情形人们众说纷纭。其中流传最广的一个版本是这样的:威尔伯福斯极有风度地转向赫胥黎,露出一个冷笑,然后问他,你是否有胆量宣称自己的祖父或者祖母是猿。这个问题无疑是一句调侃的俏皮话,但却被理解为一种挑衅。赫胥黎当时就转向他身旁的人,悄声说,“那他就是我从主那里接生的了。”然后,他也毫不示弱地站了起来。

图:你愿意和它沾亲带故吗?

但是,也有些人回忆说,赫胥黎当时勃然大怒,气得浑身发抖。他当即宣布,某些人在如此严肃的科学论坛上,竟利用自己的名望进行如此不堪入耳的人生攻击,自己宁愿与猿猴沾亲,也不愿与这种人带故。赫胥黎的这段反驳过于尖锐,甚至有些令人反感的无礼,不仅侮辱了威尔伯福斯,还使得全场一片哗然。有一位叫布赖斯特的女士当场晕了过去。菲茨罗伊,也就是在贝格尔号上与达尔文共处了五年的那位船长,高举着一本《圣经》在大厅中来回穿梭,同时喊着:“看这本书,看这本书。”(他当时已经是新建立的气象局的负责人。)有意思的是,事后,双方都宣称自己彻底击败了对方。这倒是有点像现在的中美贸易战的情况。

达尔文在晚年又出版了另外一本书,终于明确回答了人从哪里来的问题,结果当然不出意外,再次引起了巨大的争议。科学有故事,咱们下期接着聊。

本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
“进化论”的进化史
1、《可以揭开生命的奥秘吗?》
进化论到底有多少漏洞,如何看待这一理论?
探寻人类起源之谜:我们究竟是谁
《奇妙的演化》:生命如何演变?献给孩子的趣味图解进化论
地球上本来没有人,那第一个男人和女人是怎么诞生的?
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服