达尔文小时候的故事

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  布丰的见解

1809年2月12日出生于富裕的医生家庭的查尔斯·达尔文,在青少年时代是个游手好闲的纨绔子弟,而不象是肩负历史使命的天才。他的父亲有一次指责他说:“你除了打猎、玩狗、抓老鼠,别的什么都不管,你将会是你自己和整个家庭的耻辱。”固然,这时候他很热衷于收集矿石和昆虫标本,但这是在男孩子当中很普遍的一种爱好,并没有什么特殊之处,虽然我们现在可以认为他未来的科学研究乃是儿时兴趣的延续。1825年秋,老达尔文准备让儿子继承自己的衣钵,把他送进了爱丁堡医学院。可惜,小达尔文对医学毫无兴趣,更要命的是,他天性脆弱,不敢面对手术台上的淋漓鲜血。两年之后,只好从医学院退学了。医生是当不成了,当牧师也是个体面的职业,达尔文听从父命,进了剑桥学神学。虽然他对神学也没有什么兴趣,花在打猎和收集甲虫标本上的时间恐怕比花在学业上的要多得多,却也终于在1831年毕业,准备当个乡间牧师了此残生。

查尔斯·达尔文雕像

  前面说到,细胞学说的建立是近代生物学取得的一项伟大成就。

达尔文在晚年回顾他的一生时,认为他的所有这些所谓高等教育完全是一种浪费。他觉得正式的课程枯燥无味,也没能从课堂上学到什么。但是在这些年,他在课余结识了一批优秀的博物学家,从他们那里接受了科学训练。他在博物学上的天赋也得到了这些博物学家的赏识。1831年,当植物学家亨斯楼(J。
S。
Henslow)被要求推荐一名年轻的博物学家参加贝格尔号的环球航行时,他推荐了忘年交达尔文。达尔文的父亲竭力反对儿子参加航行,认为这会推迟儿子在神学职业上的发展。在达尔文的一再恳求下,老达尔文终于作出让步,表示他若能找到一个可敬的人支持他去,他就可以去。达尔文找到了舅舅、他未来的丈人来说服父亲,并侥幸通过了以苛刻著称的费兹洛伊(R。
Fitzroy)船长的面试,于1831年底随贝格尔号扬帆起航,途经大西洋、南美洲和太平洋,沿途考察地质、植物和动物。一路上达尔文做了大量的观察笔记,采集了无数的标本运回英国,为他以后的研究提供了第一手的资料。五年之后,贝格尔号绕地球一圈回到了英国。

查尔斯·达尔文,1809年2月12日出生于英国的一个小镇什鲁斯伯里,父亲是个医生,母亲也是名门大户,家庭条件相当不错,传说中的富二代。达尔文成长过程衣食无忧,并受到良好的教育。

  而生物进化理论的确立,是近代生物学取得的又一项伟大成就。

当达尔文踏上贝格尔号的时候,他是个言必称《圣经》的神学毕业生、正统的基督教徒,他的虔诚常常被海员们取笑。但是当他返回英格兰时,在他看来《旧约》不过是一部“很显然是虚假的世界史”,其可靠性并不比印度教的圣书高。他完全抛弃了基督教信仰,并逐渐成为不相信上帝存在的怀疑论者或理性主义者,而其出发点,就是对“一切生物都是由上帝创造”的信条的怀疑。

像大多数家庭一样,父亲希望他将来继承祖业,16岁的达尔文被送到爱丁堡大学学医。可是,达尔文对家庭的安排没有兴趣,他有喜爱大自然的天性,尤其喜欢打猎、采集矿物和动植物标本。进到医学院后,他仍然经常到野外采集动植物标本。

  进化论思想的发生可以追溯到古代。古代人在农业生产和驯养家畜的实践中,已朦胧地意识到生物的进化。

在环球航行时,有三组事实使得达尔文无法接受神创论的说教:第一,生物种类的连续性。他在南美洲挖到了一些已灭绝的犰狳的化石,与当地仍存活的犰狳的骨架几乎一样,但是要大得多。在他看来,这可以认为现今的犰狳就是由这种已灭绝的大犰狳进化来的。第二,地方特有物种的存在。当他穿越南美大草原时,他注意到某种鸵鸟逐渐被另一种不同的、然而很相似的鸵鸟所取代。每个地区有着既不同又相似的特有物种,与其说这是上帝分别创造的结果,不如说是相同的祖先在处于地理隔绝状态分别进化的结果。第三,是来自海洋岛屿的证据。他比较了非洲佛得角群岛和南美加拉帕格斯群岛上的生物类群。这两个群岛的地理环境相似,如果生物是上帝创造出来的,在相似的地理环境下应该创造出相似的生物类群才是合理的,但是这两个群岛的生物类群却差别很大。事实上,佛得角群岛的生物类群更接近它附近的非洲大陆,显然,应该认为岛上的生物来自非洲大陆并逐渐发生了变化。这个进化过程在加拉帕格斯群岛上更加明显。达尔文发现,组成这个群岛的各个小岛虽然环境相似,却各有自己独特的海龟、蜥蜴和雀类。没有任何理由认为上帝故意在一个小岛上创造这些独特的物种,更合理地,应该认为这些特有物种都是同一祖先在地理隔绝条件下进化形成的。

在父亲眼里,达尔文这家伙“游手好闲”、“不务正业”。气愤之下,把他送到剑桥大学,改学神学,希望他将来成为一个“尊贵的牧师”。达尔文对神学院的东西没有兴趣,甚至厌烦,他的大部分时间用在听自然科学讲座,自学大量的自然科学书籍,热心于收集甲虫等动植物标本,表现出对自然的浓厚兴趣。

  古老的自然哲学很早就对生物的起源和进化进行过猜测。古希腊和古罗马人猜想,包括人在内的高等动物是由鱼变来的,高等生物是由低等生物发展而来的。到18世纪,自然哲学开始向自然科学转化,科学家们开始认真地考虑生物进化问题。

1837年,在贝格尔号之行结束一年后,达尔文开始秘密地研究进化论。他的第一堆笔记,是家养和自然环境下动植物的变异。他研究了所有可能到手的资料:个人观察和实验、别人的论文、与国内外生物学家的通讯、与园丁和饲养员的对话等等,很快得出结论,家养动植物的变异是人工精心选择造成的。但是自然环境下的变异又是怎么来的呢?他仍然不清楚。一年之后,他在休闲时读了马尔萨斯的《人口论》。马尔萨斯认为人口的增长必然快于生活资料的增长,因此必然导致贫困和对生活资料的争夺。达尔文突然意识到,马尔萨斯的理论也可以应用于生物界。所有的生物的繁殖速度都是以指数增长的,后代数目相当惊人,但是一个生物群的数目却相对稳定,这说明生物的后代只有少数能够存活,必然存在着争夺资源的生存竞争。达尔文进一步推导:任何物种的个体都各不相同,都存在着变异,这些变异可能是中性的,也可能会影响生存能力,导致个体的生存能力有强有弱。在生存竞争中,生存能力强的个体能产生较多的后代,种族得以繁衍,其遗传性状在数量上逐渐取得了优势,而生存能力弱的个体则逐渐被淘汰,即所谓“适者生存”,其结果,是使生物物种因适应环境而逐渐发生了变化。达尔文把这个过程称为自然选择。

后来,父亲因为不满儿子在课业上的进展,将达尔文送入剑桥大学基督学院就读人文学士课程,并期望他成为一位拥有不错收入的圣公会牧师。在剑桥,达尔文认识了一位叫约翰·史帝文斯·亨斯洛的植物学教授,也是甲虫的专家。不久之后达尔文加入了亨斯洛的博物学课程,并成为亨斯洛最喜爱的徒弟。

  瑞典著名生物学家林耐,在建立双名制命名法的基础上,建立了第一个完整的生物分类系统。这是18世纪生物学的最高成就。但是他认为“造物主一开始创造多少种,现在就存在多少种”,因而导致了物种不变论。

因此,在达尔文看来,长颈鹿的由来,并不是用进废退的结果,而是因为长颈鹿的祖先当中本来就有长脖子的变异,在环境发生变化、食物稀少时,脖子长的因为能够吃到树高处的叶子而有了生存优势,一代又一代选择的结果,使得长脖子的性状在群体中扩散开来,进而产生了长颈鹿这个新的物种。

1831年,达尔文从剑桥大学毕业。他没有从事待遇丰厚的牧师职业,而是执着于自己的自然爱好。这个时候,是命中注定还是机缘巧合,一件改变达尔文人生的事发生了。那年的12月,英国政府组织了“贝格尔号”军舰的环球考察,赋闲在家的达尔文经人推荐,以“博物学家”的身份,自费搭船,做了长达五年的环球考察。

  随着科学的进步,上帝创造万物和物种不变的观点,越来越遭到怀疑和反对。许多人都在思考:动物和植物为什么有那样繁多的种类?不同种类的差别是怎样造成的?不同种类之间有没有联系?人是怎样产生的?

虽然达尔文在读了《人口论》之后就有了灵感,马上就有了自然选择的想法,但是要过了四年,在收集了大量的资料之后,他才开始把这个理论记录下来,并把手稿送给一些朋友征求意见。他太清楚一旦自己的理论发表将会对社会产生怎样的震撼了,而做为一个天性平和的人,这是他想要尽力避免的,因此他留下了一份遗嘱,他有关进化论的手稿只能在他死后发表。

这五年就像命运赐下的一顿饕餮盛宴,达尔文在动植物和地质方面进行了大量的观察和采集,更是花费了一生时间来消化和品味。他以博物学家的身份经过综合探讨,形成了生物进化的概念。

  于是,许多人指出了生物进化思想。

但是在1858年夏天,达尔文收到了华莱士的信,迫使他不得不在生前发表自然选择理论。华莱士是一个年轻的生物地理学家,当时正在马来群岛考察。跟达尔文一样,他所观察到的生物的地理分布特点也促使他思考生物进化的问题。那一年的二月,他生了一场间歇热,在病中突然想到了马尔萨斯的《人口论》,并且也因此独立地发现了自然选择理论。他出身贫寒,又极其反对基督教,没有达尔文做为上层社会人士的种种顾虑,因此以一股初生牛犊不怕虎的劲头,用三个晚上就写成了一篇论证自然选择的论文,寄给达尔文征求意见。他并不知道达尔文此时已研究了二十年的进化论,之所以会找上达尔文,完全是由于达尔文在生物地理学学界的崇高地位;而这个地位,在达尔文完成贝格尔号之航后就确立了。

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  18世纪中期,首先提出物种进化思想的是法国皇家植物园园长布丰。

当达尔文读了华莱士的论文,见到他自己的理论出现在别人的笔下时,其震惊和沮丧可想而知。他的第一个念头,是压下自己的成果,而让华莱士独享殊荣。但是他的朋友、地理学家赖尔和植物学家虎克都早就读过他有关自然选择的手稿,在他们的建议下,达尔文把自己的手稿压缩成一篇论文,和华莱士的论文同时发表在1859年林耐学会的学报上。这两篇论文并没有引起多大的反响。也是在赖尔和虎克的催促下,达尔文在同一年发表了《物种起源》(篇幅只是他准备多年的手稿的三分之一左右),这才掀起了轩然大波,并征服了科学界。

达尔文生物进化观点的形成,与他奇妙的航海旅行密不可分,这次航行改变了达尔文,之后也改变了世界上很多人的生命观。

  布丰的代表作是《自然史》,共44卷,从1749年开始出版。在这部著作中,他试图描述一个从恒星、太阳系到地球,再到地球上的非生物界和生物界这样一个完整的自然发展史和现实的自然图景。

由于《物种起源》的成功,也可能是被达尔文的人格和智慧所折服,虽然华莱士与达尔文同享发现自然选择理论的殊荣,他却总是把荣耀归功于达尔文一人,并把自然选择理论称为“达尔文主义”——这个称呼沿用至今。

当年,查尔斯·达尔文登上皇家海军贝格尔号,开启他在美洲加拉帕戈斯群岛的毕业大旅行时,已经听说过“演化”了。事实上,当时的科学家们对于物种的起源,甚至人类的由来,已经有了不少超越圣经的思索。

  布丰认为,地球和其他行星原来是离开了太阳的熔化的物体,地球的地层是逐渐形成的。按照这种见解,地球存在的最初时期,它上面就不可能有生命。当地球上有了生物的时候,生活条件的改变就必须反映在有机体的结构上。布丰在论述动植物的比较之后相信,在动植物之间并没有显著的分界线。

1835年,达尔文在加拉帕戈斯群岛登陆。他研究当地动植物分布,对生物进行考察和研究,达尔文在他当时的考察日记中是这样写的:该群岛“四周都是新的鸟类、新的爬行类、新的软体动物、新的昆虫、新的植物……”。

  布丰和他的助手一起研究了200多种不同的四足兽,发现在它们之间存在某些类似性和亲缘性,认为它们可能最初起源于同一对亲体。

别的人看到新的物种也许就是好奇一下,然后就没有然后了。达尔文可不是,他观察、搜集标本,对自然现象进行分析推理,达尔文进化思想就这样逐渐形成了。

  他说:“在动植物里面,且不说有好几个物种,即使只有一个物种是通过直接遗传过程从别的物种中产生出来的,只要这个论点成立,那么自然的力量便不能再加以限制了。而且只要有足够的时间,大自然就能够从一个原始的类型发展出一切其他的生物物种来。”

在那些岛屿之中,达尔文发现的是一个自然形成的实验室,恰巧精妙地帮助了他研究物种发生,让他想象的生物模型被事实证据所证明。加拉帕戈斯群岛上有许多独特的物种,有的物种只能在群岛唯一的岛屿上见到。这一点,燕雀的种群表现特别明显:在一座海岛上,燕雀的喙长而尖;在另一海岛上,鸟喙短而厚。

  由此可以看出,布丰是一个物种可变论者,但他没有指明生物是由低级到高级的发展。由于迫于教会的势力,布丰又不能不说物种是造物主亲自创造的。

达尔文在群岛上捕获了好多种类的鸟,回到英国后,一个鸟类学家告诉他,这些鸟都属于燕雀类。这些燕雀的标本启发了达尔文,从中他意识到物种的可变性。

  布丰的观点,影响了当时的许多生物学家,曾经得到布丰资助过的拉马克,建立起了第一个较为系统的生物进化论学说。

达尔文自然选择理论之所以是一战成名,这多亏了加拉帕格斯群岛。这些在大海里星罗棋布的小岛简直是完美的培养皿,能够产生出证据证明他的理论。能够认识到这个事实,并无比卓越地利用了这个优势——这是达尔文至今被我们记住的原因。

  拉马克的分类

“为什么这些岛屿上的土著生物,无论在种类上或者在数目上都和大陆上的生物有不同比例的联系,并且互相以不同的方式起作用呢?为什么它们也按照美洲的生物组织形式被创造出来呢?”“在地质史的近代时期里面,这里还是一片空虚无物的茫茫大洋。因此,无论从空间上或者从时间上看来,我们好像都会得出一个略为接近于那个巨大的事实的见解来,这就是一切秘密当中的秘密:地球上的新的生物第一次出现的问题”。

  拉马克,1744年生于法国北部的一个没落贵族家庭,在11个兄弟姐妹中是最小的,少年时代在亚眠城的一所教会学校求学,16岁丧父,17岁时以志愿军身份参加作战部队,不久因病就医,开始对植物学产生兴趣,22岁退伍,靠抚恤金度日。

作为神学院的毕业生的达尔文最初对神创论产生了怀疑,就是因为在加拉帕格斯群岛见到了那些岛与岛之间都有不同种的巨龟,见到了在别的地方都找不到的多达十三种的“达尔文雀”。达尔文不由得发生疑问:为什么上帝要在这个小小的角落炫耀他的创造才能,专门为这里创造出如此多的“只此一家,别无分店”的特有物种?合理的解释是,这些物种的祖先都是从别的地方来的,几万年几十万年后发生了变化,从而产生了形形色色的特有物种。达尔文认为,他的物种可变思想起源于加拉帕戈斯群岛。

  退伍后,拉马克来到巴黎,不久进入高等医科学校。当时学医必须选修植物学,拉马克便经常到皇家植物园去听讲座,而结识了布丰和对植物学非常感兴趣的法国启蒙思想家卢梭。

达尔文返回英国一年后,他开始论证其关于生物进化的猜测。他知道,只有拿出大量的证据,才能让维多利亚时代守旧而敬畏上帝的民众相信他。最终他整理了六个证据。

  布丰的物种可变思想,卢梭哲学思想中的朦胧生物进化观念,对拉马克产生很大的影响。

证据一——来源于地质学。早在18世纪,苏格兰地质学家詹姆斯.赫顿认为,地球具有久远的历史,其表面模样的形成是受到大气的侵蚀、沉积和火山作用的结果。圣经《旧约》认为地球的历史不会长于几千年。.赫顿的思想通过地质学家查尔斯.赖儿的言论得到推广(赖尔是达尔文的朋友)。

  于是,拉马克专心研究植物学。在不断地研究皇家植物园里的植物物种和标本的基础上,他写成了三卷本的《法国植物志》,于1778年出版。

受赖尔的影响,达尔文认识到,要解释地球表面复杂的性状,并不需要假设上帝的存在。地球形成时间远远不止几千年,应该有上亿年,这么长的时间里生物足以完成进化。

  《法国植物志》受到了法国著名植物学家布丰的赞赏。1779年,在布丰的提议下,拉马克成为科学院的院士。1781年,在布丰的资助下,拉马克赴欧考察。

证据二——来源于胚胎学。不同种类的胚胎,在发育初期极其相似。如爬行动物、鸟类和哺乳动物的胚胎,初期几乎看不出什么区别。达尔文认为,这表明这些动物有共同的祖先。

  在将近两年的考察期间,拉马克到过普鲁士、奥地利、匈牙利、荷兰等国,采集了大量的植物标本,结识了许多植物学家,开阔了眼界,提高了认识,为以后的植物学研究打下了一定的基础。

当然,有类似想法的人不止达尔文,当时有些生物学家也这么认为。不过,在今天看来,这样的看法将进化过程过于简单化了,胚胎阶段并不是以往阶段的精确重复。然而,对于达尔文来说,这是其进化学说的重要证据。

  回国后,拉马克应邀参加了由狄德罗和达兰贝尔主持的法国百科全书的编写工作,主要负责其中的《植物学辞典》的编写。拉马克逐渐成为法国著名的植物学家。

证据三——来源于解剖学。在各种生物的体内,某些组织尽管表面看有差异,但其结构却往往是一样的。例如蝙蝠的翅膀、鼹鼠的脚、鲸鱼的鳍和人类的手,都是按照一个模式构成的。在解剖学上的一致性,是物种具有共同起源的重要例证。

  1789年,法国大革命爆发,拉马克热情洋溢地赞扬这一革命。
1793年,新政府把皇家植物园改组为自然历史博物馆,并在博物馆内设有各类学术讲座。

证据四——来源于解剖学。人们发现,有一些失去功能的器官,如人的尾骨和盲肠、鲸鱼和蛇萎缩的后肢、穴居动物的眼睛等。如果真的是上帝创造万物,那为什么上帝要造成这些多余的零部件?

  拉马克一直从事植物学研究,接理说应该担任植物学讲座教授。由于在林耐的分类系统中,蠕虫纲是最紊乱的一纲,因此人们一般不愿意从事这项工作,使“蠕虫和昆虫”这一讲座无人问津。年过半百的拉马克,为了事业的需要,毅然改变自己的专业方向,担任这一讲座的教授,以极大的热情来攻克这一难题。

达尔文的解释很简单:它们是生物进化过程的残留物。生物在进化过程中,会面临环境的改变,身体上没有用的部件就会退化。所谓残留的,就是进化过程中尚未来得及消失的部件。

  1794年,拉马克首先创用了无脊椎动物和脊椎动物这两个概念,把动物分为两大类,从而明确了自己研究的动物是无脊椎动物。

证据五——来自古生物学。在考察的旅途中,达尔文收集了大量的动物化石。这些动物化石的样子很奇怪,不知道是什么生物。这些奇怪的生物是什么?它们从哪里来?又去了何处?

  在无脊椎动物方面,由于林耐的分类是初始的,也是比较粗略的,因此只分为蠕虫和昆虫两个纲。

在达尔文眼里,这些化石就是动物进化的明证。达尔文相信,那些能清楚显示物种发展过程中过渡形态的化石一定能找到。

  拉马克在分析大量的各种无脊椎动物标本的基础上,为了反映无脊椎动物的众多类型,他把无脊椎动物分为10个纲:软体动物纲、蔓足虫纲、环虫纲、甲壳虫纲、蜘蛛纲、昆虫纲、蠕虫纲、放射虫纲、水螅纲和滴虫纲。

证据六——来源于生物地理学。在旅途中,达尔文发现非洲西海岸的佛得角群岛无论从地质学还是地理的角度看,和加拉帕戈斯群岛非常相似。然而,佛得角群岛的动植物类似于非洲大陆同科的动植物,加拉帕戈斯群岛的动植物类似于南美大陆上的很类似。这说明了什么,群岛上和大陆上同科动植物有“较年轻”的共同祖先。

  拉马克的这一分类方法,克服了林耐在分类上的弱点,形成了10个无脊椎动物纲和林耐划分的4个脊椎动物纲,共同组成了一个动物分类的新的体系。拉马克成为无脊椎动物学的创始人,为现代无脊椎动物学的研究奠定了基础。

达尔文的观点,地球上的动植物非均匀分布,只有用进化论能较好理解——即地理隔离的结果。

  拉马克对古生物学也颇有研究,他创立了无脊椎动物的古生物学。

达尔文是一个善于观察、思考和推理的人。即他的博学、广泛兴趣、强烈的求知欲、超人的观察力、工作的专心致志以及他的有效的工作方法和思维方法。还有一点更重要,达尔文在其回忆录中写道:“我热爱自然科学,始终坚定不移,旺盛不衰……我一生的乐趣和唯一的工作就是科学研究工作”。

  最早的生物进化化思想

论述物种的可变性,这是达尔文对进化学说的最大贡献。

  在对动物进行分类研究的基础上,拉马克研究了动物的进化问题。1809年,他的巨著《动物哲学》出版。

接下来问题来了,物种变的原因是什么?物种为什么会变异?为什么物种竟然呈现出一种由简单到复杂、由低级到高级的进化呢?这是达尔文试图解答的问题。

  在这部著作里,拉马克根据当时的科学材料,全面系统地讨论了生物的本质、物种的性质、生命发展的趋向以及环境、习性与变异的关系等有关进化问题,集中地反映了他的进化论思想。

有一段时间里,达尔文相信拉马克“内力”的说法,可他又觉得这个解释不能令人满意。

  《动物哲学》的内容可分为三个部分:生物按等级向上发展;生物进化的动力;生物适应环境的演化机制。

在达尔文的笔记中,可以看到,他对驯养动物和栽培植物中的变异现象产生了兴趣。动物的驯养者通过选育,使鸽子和狗的种类增加;植物种植也是如此,如种植的谷类和蔬菜。达尔文在想,这样的选育原则,如何在自然界的生物群体中实现呢?

  拉马克认为,生物是进化而来的,进化具有向上发展的方向。他把无脊椎动物和脊椎动物划分为6个等级,依次排列,建立起了一个从最简单的滴虫类、水螅类动物开始的逐渐上升到高等哺乳类动物和人的分类系统,一目了然地显示出动物由低级到高级的进化次序。

后来,一个偶然的机会,达尔文阅读了英国经济学家马尔萨斯《人口论》。马尔萨斯提出,人口数量倾向于快速增长,其增长速度远超食物增长速度,于是人类必须为了生存而竞争,战争、传染病和饥荒都会使人口缩减到适当的数量。

  而在拉马克以前,人们对各种动物的分类次序是逐渐下降的,布丰就认为动物由高级向低级不断退化。拉马克认为这不符合自然界的“实际次序”,他说:“在自然界中,所有的动物都可以依照它们结构的复杂性程度排成阶梯……在较低的梯级上排列着简单的有机体,而在较高的梯级上则排列着比较复杂的有机体。”

由人类的生存竞争,达尔文想到了自然选择。一个群体中的个体,一般情况下都有微小的差异,这些差异是由变异产生的。有益的变异,会使得个体有较好的生存和繁衍机会,并将其特性传给后代。不利的变异会降低个体的生存和繁衍的机会。这样,遗传变异和自然选择的结合,使得种群能够适应环境。

  拉马克曾把生物的进化看作一个直线系列,但他逐渐认识到生物的发展是一种复杂的现象,存在着两种情况,一种是直线式的上升,一种是分枝式的发展。于是他进一步把生物进化直线系列改成有多个分枝的系谱树。

达尔文通过总结前人的学说,并结合自己的思考,形成了自然选择的概念。

  在这种进化系谱树中,他假定从原始的胶质粒子进化到单细胞的原生动物。然后再分为两条进化路线,一条是从单细胞动物进化为辐射对称动物,如水螅和海盘车;一条是向一切左右对称动物进化,最后进化到高等动物和人类。

然而,达尔文此时对自己的想法并没有十足的把握,他拖了又拖,一直不敢发表他的理论。在随后的日子里,达尔文不断推敲自己的论证,增加新的细节材料和充实证据。

  关于生物进化的动力,拉马克认为,有内外两种力量推动着生物的进化。

之后,一个意外情况使整个事情有了变化。一位名叫阿尔弗雷德.华莱士的英国学者给达尔文寄了一份手稿。华莱士说,在一次发烧时,他找到了物种变异问题的答案。达尔文读了文稿后深感震惊:华莱士做出的推论和自己的一模一样,即自然选择是推动生物进化的力量。

  他说,每种生物都有一种内在的力量,它有天然的向上发展的能力,能从最简单的单细胞生物一步步地发展到复杂的高等生物。物种又有转化,而没有中断和绝灭,生物发展的链条是连续的。

同年,达尔文和华莱士联名发表了一篇论证自然选择的论文,但这篇文章并没有引起什么反响。

  但是,生物进化并不是直线的。拉马克认为,这是由外力的作用造成的,由于生活环境的变化,必然影响到生物的生活习性的变化,生物不断地改变自身,因此就打乱了生物逐级向上发展的倾向,在同一级水平上,生物繁衍出种种不同的类型,演变出新的物种。

接下来达尔文的工作就是修改自己文稿,他对文章进行了大量的删减,将其变成了一本书,这就是大名鼎鼎的《物种起源》。

  关于生物适应环境的演化机制,拉马克提出“用进废退”和“获得性遗传”两条重要法则。

令达尔文意外的是,这本书销量特别的好,一版再版,成为一部畅销书。

  用进废退,就是经常使用的器官就发达,不使用就退化。拉马克说:“凡是没有达到其发展限度的动物,它的任何一个器官经常利用的次数越多,就会促使这个器官逐渐地巩固、发展和增大起来,而且其能力的进步与使用的时间成正比例。同时,器官经常地不使用,会使其削弱和衰退,并不断地缩小它的能力,最后必会引起器官的消灭。”

达尔文进化论流行的主要原因是,它以自然界的规律替代了“造物主的智慧”,不需要借助于上帝去解释一切,满足当时人们对自然科学方面解释的期待,并直接涉及人类自身的由来和历史,对传统的生命理念产生了强大冲击,使宗教界的上帝信念发生根本的动摇。

  获得性遗传,就是指用进废退的变化是可以遗传的。拉马克说,由于生活习性的变化,就会使动物发生相应的变化,这种后天获得的变化可以遗传给后代,就是获得性遗传。

从科学史、人类思想史的角度来说,达尔文给人类带来了一个全新的世界观。在达尔文以前,从普通的老百姓到学者都相信创世说:上帝有目的地设计和创造的世界,谐调、有序、合理安排、完善、美妙、永恒不变的世界。而达尔文为人们描绘了另一个世界:没有造物主,没有上帝,没有预先的目的和设计,生命是通过自然产生和演化的。达尔文用一个进化、发展的世界取代一个静止的世界,完成了千百年来唯物主义哲学家和思想家未能完成的一场思想革命,将科学引入生命认知领域。

  例如长颈鹿,原来生活在非洲干旱地区,由于牧草稀少,只好吃树上的叶子,低树叶子吃光了又吃高树叶子,因而不得不用力把颈伸长,前肢也伸长而高出后肢,形成高大的动物了。

后来,有人将达尔文进化论与细胞学说、能量守恒定律并列为世纪科学革命的三项标志。

  伸长的肢颈又遗传给后代,于是在环境朝一定方向变化影响下,经过许多世代向同一方向努力,长颈鹿得到同一方向的发展,最后形成为现代的长颈鹿。

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  又如,鼹鼠世世代代生活在地下,惯常很少使用眼睛这个视觉器官,这一生活习性使它的眼睛萎缩、退化,并慢慢转化为遗传,最终丧失了视力。

然而,在科学领域内永远不存在终极真理,生物演化现象是事实存在,但达尔文的进化学说对生命演化方式的解释是不是准确还有待进一步论证。

  拉马克是历史上第一个提出比较完整的进化理论的学者,他以唯物主义和历史的观点打击了神创论和物种不变论,为科学的生命观的确立作出了重大贡献。他的生物进化理论,推动了动物学以及整个生物学的发展,为达尔文学说的建立提供了有利条件,为科学的生物进化论奠定了基础。

当年达尔文也意识到他的进化理论可能存在缺陷,特别是推动生物进化的动力究竟来自哪里他也不很确定,并希望后人能予以验证。达尔文发现了生物进化的现象,并尝试去解释这样的现象,这非常了不起和令人敬重。达尔文带给我们的是新思想,新观念。虽然,长期以来对达尔文关于进化的原因和进化的机制的解释有许多争议,实际上对于生物进化的原因、机制、驱动因素、方向以及适应的起源等直到今天仍然没有完全弄清。

  拉马克的物种变异的进化的思想,后人称之为拉马克主义。

达尔文进化学说是基于观察与分析提出的,然后随着研究的深入,各种学科逐步加入进来。在国外,对达尔文式的进化方式的质疑一直没有间断过,生物究竟如何进化,一个还存在着很大争议的论题。

  拉马克的进化论,由于时代的局限,也有某些缺点。他认为生物进化的动力来自生物天生的向上发展的倾向,是动物要改进自己来适应环境的本能努力,是生物体内要求不断完善的内在冲动,从而过高地估计了动物心理因素的作用。

  由于拉马克进化理论本身的某些缺限,以及他和居维叶等人的在学术上的意见分歧,而遭到了拿破仑、居维叶等人的非难和打击。当65岁的拉马克把他的《动物哲学》呈现给拿破仑时,拿破仑说:“我接受这本书,仅仅是由于你的灰白的头发。”他漫不经心地把这部著作随手扔给了侍从。

  拉马克是一位追求真理、追求进步的学者,始终把为科学事业作出贡献当作自己的最大乐趣。他说:科学工作“能予我们以真实益处;同时,还能给我们找出许多最温暖、最纯洁的乐趣,以补偿生命场中种种不能避免的苦恼。”

  拿破仑的侮辱和居维叶的打击,没有动摇拉马克对科学的不懈探索,他仍然一如既往地从事科学研究,撰写
《无脊椎动物的自然历史》。

  由于长期在显微镜下观察低等动物的纤细结构,拉马克的视力渐差。到1821年,他的双目失明,这对他是一个沉重的打击,从此他不能再去观察多年来潜心研究的动物了。

  这时,
《无脊椎动物的自然历史》已完成九卷,还有两卷没有完成。拉马克非常痛苦,为了完成这一巨著,他以惊人的记忆力和毅力,口述其内容,由他的女儿做笔录,终于实现了未了的心愿。

  拉马克为科学奉献了毕生的心血,但他的学说没有得到科学界的公认和尊重。他的一生是在贫穷和冷漠中度过的。

  他结过4次婚,有的妻子贫困患病而死,有的妻子另求富贵飘然而去,到头来他依旧是个鳏夫。他有好几个儿女不幸死在他之前,只有女儿柯尼利娅照料着他,直到他生命的最后一天。

  但是,拉马克把个人的痛苦置之度外,把自己的一切贡献给了科学。

  1829年12月8日,拉马克逝世。

  拉马克逝世后,他的女儿买不起坟地,只好租了一块坟地安葬了父亲。这块坟地租期只有5年,5年后,拉马克的尸骨被掘了出来,埋在公共的大墓地里。

  当后人重新认识拉马克的伟大时,意欲为他建造一座陵墓,然而他的尸骨早已不知去向,只能为他建立一块纪念碑。

  贪玩的学生

  生物进化论的奠基人是英国著名生物学家达尔文。

  查理·罗伯特·达尔文,1809年2月12日生于英国希鲁兹别利,祖父和父亲都是著名的医生。

  达尔文的母亲喜欢栽培花卉和果树,年幼的达尔文经常和兄妹一起采花捕蝶,渐渐地喜欢上了草木花卉。8岁时,他被送进一所私立小学,但他不喜欢课堂上老师讲的枯燥的《圣经》,却喜欢在课后观察蝴蝶、蜜蜂,捕捉昆虫。

  上中学后,达尔文依然喜欢野外活动,学习成绩很一般,老师认为他“是一个平庸的孩子,远在普通的智力水平之下”,他的父亲认为他“除了打鸟、养狗、捉老鼠外,什么都不会干,将来会丢全家的脸”。

  中学毕业后,父母希望儿子能继承家业,便在1825年把他送到爱丁堡大学学医。但他对医学不感兴趣,闻到解剖用的尸体气味便恶心不止。他经常和高年级学生一起到海边采集海生动物标本,和这一带的渔民交上了朋友,有时还登上渔船捕鱼捞虾。

  因为有对生物学的高度热情和认真态度,他居然在简陋的显微镜下发现了前人的两个错误。一是发现了板枝介所产生的带有鞭毛并能运动的幼虫,而过去被研究家们错误地认为是板枝介的卵。另一个发现是观察到类似蠕虫的海蛭的卵衣,而过去被人们认为是墨角藻幼年阶段的球状体。

  他把这两个发现写成了科学论文,在爱丁堡大学的自然科学学会上宣读,获得了好评,这使达尔文研究生物学的热情更高了。

  医学院的两年就这样过去了,他的医学课程学得很糟糕。父亲看到儿子学医不成,“习性”不改,非常气愤,就把达尔文送到剑桥大学去学神学,想让他将来成为一个牧师。

  达尔文对神学院的陈词滥调同样缺乏兴趣。

  有一次,一个学生向牧师提问:“老师,世界上各种各样的生物是怎样产生的呢?它们之间有什么关系呢
?”

  牧师庄重地回答:“世界上的一切生物都是上帝按照一定的目的创造出来的。比如猫,被创造出来是为了吃老鼠,而创造老鼠就是为了给猫吃。自然界的万物都是不会变化的。”

  达尔文不以为然,对神学课程心不在焉,浪费了许多宝贵时间。

  然而,在此期间也发生了对他“整个一生影响最大的一件事情”,这就是结识了亨斯洛教授。

  亨斯洛是著名的植物学和矿物学教授,非常赏识达尔文的生物学才能,他们一起去近郊采集标本,有时为了采集稀有植物标本,他们还要长途跋涉。在旅途中,亨斯洛把接触到的每一种新奇的植物和动物以及每一块有特点的地层都当成生动的教材,向达尔文传授知识。

  1831年,达尔文经亨斯洛的介绍,跟随该校著名地质学教授席基威克前往北威尔士,考察那里的古岩层,学习发掘和鉴定化石。

  达尔文掌握了进行野外考察的知识和技术。

  这一年,达尔文在剑桥大学毕业。

  意义深远的环球考察

  8月,英国政府决定派遣军舰“贝格尔号”进行环球考察,需要一位博物学家同行。亨斯洛和席基威克推荐了达尔文。然而,他的父亲正在为儿子联系牧师职业,不同意他前往。在舅舅的劝说下,达尔文终于如愿以偿。

  1831年12月27日,“贝格尔号”从英国德文港扬帆起航,达尔文也随之开始了他的科学航程。

  海面上狂风呼啸,恶浪翻滚,军舰剧烈地颠簸着。达尔文渐渐地觉得无法站立,开始呕吐,视线模糊。晕船将他折磨得精疲力尽,甚至就要昏死过去。

  然而,追求科学真理的美好理想激励着他,使他充满了战胜困难的坚强信念。

  这次航行历时5年,经历了佛得角群岛、南美洲、加拉帕戈斯群岛、塔希提岛、新西兰、澳大利亚、毛里求斯、南非等地。达尔文爬高山、涉溪水、入丛林、过草原,搜集珍奇的动植物标本,挖掘古生物化石,历尽千辛万苦。

  面对气象万千的自然世界,面对欣欣向荣的生物种类,达尔文对物种不变论产生了最初的怀疑。

  达尔文发现,南美洲和太平洋上的一些岛屿虽然在地理上是隔绝的,但是许多动植物品种十分相像。他把在化石中发现的古生物和现存的物种进行比较,也有某些类似。

  他把考察中的情况和随身携带的赖尔的《地质学原理》中的观点进行比较,认为对上面的事实只能用物种变化来解释。这样,在达尔文的头脑中孕育了物种演化的思想。

  1836年10月,“贝格尔号”凯旋回国。

  通过这次环球考察,达尔文不仅为日后研究准备了丰富资料,而且从一个天真幼稚的未来牧师转变为一个训练有素的博物学家,从一个物质不变论者变为物种进化论的奠基人。正如达尔文自己所说:“贝格尔舰上的旅行,是我一生中最最重大的事件,并且决定了我的全部研究事业。”

  回国以后,达尔文一方面忙于标本鉴定和资料整理,写作地质学和动物学这方面的著作和论文,另一方面对生物进化问题进行深入的研究和思考。

  物种为什么会变化?

  达尔文决心解开这个不解之谜。

  从1837年开始,达尔文广泛搜集一切有关动植物在人工培养或自然状态下发生变异的事实,并同时着手进行一些最初的动植物育种实验。

  达尔文认识到人工培育的动物品种进化的关键是人工选择。达尔文系统地描述了中国关于金鱼人工选择的过程和原理。

  在中国古代,就有人把一种带有朱红色鳞的金鱼放在缸里饲养,由于生活环境的改变,鱼就渐渐表现出各种形态上的变异,人们把不同形态的鱼挑选出来,分缸饲养,结果变化越来越大,经过长年累月的不断选择,终于培育出现在的不同品种的金鱼。

  达尔文还用同样的原理,描述了对各种植物和果树的人工选择。

  于是达尔文得出结论:具有各种不同特征的动植物品种、可起源于共同祖先;它们在人工的干预下,保留和发展了对人类有利的变异,逐渐形成了人们所需要的新品种。

  那么,在自然界中的物种是怎样进化的呢?

  1838年10月,达尔文偶然翻到马尔萨斯的《人口论》。马尔萨斯认为,人口是按
2、 4、 8、16、32、
64……的几何级数增加,而食物只能按1、2、3、4、5、6……的算术级数增加,由于这种矛盾,人类就会发生杀婴、战争等生存斗争。

  达尔文从马尔萨斯的生存斗争的观点中受到了启示,认为在自然界到处都存在着自觉或不自觉的生存斗争,生物必须跟生活的环境作斗争,才能生存和传留后代。在斗争中,有利的变异就被保留下来,不利的变异将被消灭。也就是说,一种生物产生的后代,能够适应环境的就生存了下来,不能适应环境的就被淘汰了。这就是自然选择。

  从人工选择到自然选择,是达尔文思想上的一个飞跃。

  为了充实实验依据,达尔文继续研究。直到1842年,他才把自己的观点写成35页的概要,1844年,又进一步地扩充为230页的《物种起源问题的论著提纲》。

  达尔文继续进行调查、实验,认真地考察小麦、玉米等农作物的选育过程,仔细地比较鸡、鸭、鹅、牛、羊、猪、狗、猫等家禽家畜各个品种之间的差异,还着重研究了各种家鸽品种之间的差异和起源问题。

  在掌握了大量的选择、变异、进化等方面的实验证据后,1856年5月,达尔文开始写作酝酿近 20年的生物进化论巨著——《物种起源》。

  地质学家赖尔劝达尔文尽快正式发表自己的研究成果,以免被他人抢先,但这尔文不愿急于求成。

  当达尔文详细阐述生物进化论的书稿写到一半时,1858年6月18日,他收到了华莱士的一篇《论变种无限地离开其原始模式的倾向》的论文,令他震惊的是华莱士用近乎相同的语言提出了有关生物进化的自然选择原理。

  华莱士是另一位英国生物学家,比达尔文小14岁,在生物学研究的许多方面,与达尔文有相似的经历。他曾到南美亚马逊河流域进行探险并研究热带地区的自然史,后来又到马来群岛和印度尼西亚群岛考察动植物的地理分布,也受到过马尔萨斯《人口论》的影响。

  相似的经历得出相同的结论,他们唯一不同之点,就在于达尔文的自然选择是根据人工选择对家养动物的作用所作的类推,而华莱士没有注意到人工选择的作用。

  华莱士把自己的成果寄给达尔文,希望得到他的评价。

  达尔文看过华莱士的论文后,非常惊讶。为了避免引起误解,他打算单独发表华莱士的论文,并放弃
《物种起源》的写作,于是把这一想法告诉了赖尔。赖尔非常了解达尔文的研究过程,建议把华莱士的论文和达尔文在1844年写的提纲同时发表,并劝达尔文抓紧进行《物种起源》的写作。

  1859年11月24日,生物学史上划时代的巨著《物种起源》在伦敦问世。

  在这部著作里,达尔文从分类学、形态学、胚胎学、生物地理学、古生物学等方面,通过大量的事实,证明不同生物之间具有一定的亲缘关系:古代生物现存生物之间有着共同的祖先;现存生物是远古少数原始类型按照自然选择的规律逐渐进化的产物;生物由低级到高级、由简单到复杂不断地进化。

  关于生物进化的机制问题,他认为,一切动植物都有高速率增加的倾向,即具有巨大的繁殖力。但是动植物的所有后代不可能都得到生存和繁衍。

  在家养条件下,饲养者只把那些优良个体挑选出来加以培育,使之繁殖,即用人工的办法实现生物的选优汰劣。

  而在自然条件下,是通过生存斗争来实现的。这种生存斗争包括三个方面。一是种外斗争,就是物种和生存环境的斗争;二是种间斗争,就是不同物种之间的斗争;三是种内斗争,就是同一物种之间的斗争。经过斗争,最适者得以生存繁衍,不适者则被淘汰。

  达尔文的人工选择和自然选择在基本方面是相同的,由于自然选择只是利用微细的连续的变异而发生作用,因此进化的过程比较缓慢,而人工选择的过程则是比较迅速的。

  此外,达尔文认为性的选择也是与自然选择密切相关的一种自然选择形式,它也推动着物种的变异和进化。

  达尔文的进化论是生物科学各门学科的有关理论综合起来,形成为一门统一的科学,第一次对整个生物界的发生、发展作出了规律性的解释。达尔文指出,整个生物界从最低等的单细胞生物到最高级的人类,都是自然界长期进化的产物,从而有力驳斥了神创论、不变论,为辩证唯物主义自然观的确立奠定了重要的自然科学基础。

  列宁说:“达尔文推翻了那种把动植物物种看作彼此毫无联系的、偶然的、神造的、不变的东西的观点,第一次把生物学放在完全科学的基础上,确定了物种的变异性和承续性。”从而解决了生物学上最基本最困难的物种起源和发展问题,完成了一次伟大的革命。

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