那些對達爾文的挑戰成功了嗎

周忠和

　　「為什麼人們對進化論會有認識誤區?　除了進化論本身確實是比較複雜的一門學科之外，我覺得最大的根源可能還是我們對它不了解，就跟人和人之間的誤會一樣，有時候通過溝通，就能消除。」

　　在最近由中國科學技術大學上海研究院「墨子沙龍」舉辦的論壇上，中科院院士、美國科學院外籍院士、中科院古脊椎動物與古人類研究所所長周忠和，就有關進化論認識的常見誤區，為公眾進行了辨析。

　　中間類型化石的挑戰

　　有人說達爾文經常被挑戰，達爾文自己怎麼看?

　　達爾文是一個很嚴謹的科學家，他的物種起源理論早就想到了自然選擇，但他悶了幾十年都沒發表，因為他還要做各種考證。所以達爾文曾經說過，生物的中間類型非常重要。他說的中間類型主要指的是化石，「這一點，也許將成為對我的理論最直接、最嚴重的挑戰。」

　　達爾文覺得，我們到山上去看一個地質層面，應該見到不同層位充滿了各種各樣過渡類型的化石，但是事實上不是這樣的。我們古生物學家找化石的時候就會發現，一種類型的化石往往延續一定的時間，相似的種類中間還是有著很明顯的差異。

　　有人諷刺說，神創論者也「喜歡」化石，因為他們不停地重複一個滿口是「缺失」的咒語:「給我看你的過渡類型。」所以直到今天，很多神創論者或者極端宗教主義者反對進化論，就是拿「缺少過渡類型的化石」來作為一個攻擊借口。

　　事實情況是這樣嗎?　當然不是。在《科學》　雜誌2014年十大進展中，有一項是鳥類的起源　(見右圖)，講到近一二十年，在中國發現了一些長羽毛的恐龍和早期鳥類，這使「鳥類起源於恐龍」假說獲得了大量的化石證據支持。

　　如果只看現在的生物，我們可以推斷，鳥類應當是從爬行動物進化而來的;但是，現存的爬行動物里包括龜、蛇、蜥蜴、鱷魚等這樣一些不同的類型，它們和鳥的差距還是很大的，這中間肯定還缺了不少環節。我們要怎麼找到它們中間的過渡類型呢?　當然從化石里去找，化石能夠提供進化的很多過渡類型。

　　在過去的20年間，中國發現了大量證據，其中有長羽毛的恐龍。以往的觀點認為，羽毛是鳥類所特有的，後來發現恐龍也能長羽毛，比如中華龍鳥、顧氏小盜龍等等。值得一提的是，2009年發現的赫氏近鳥龍，這個種名就是獻給赫胥黎的，因為作為進化論最忠實的支持者，赫胥黎被稱為「達爾文的鬥犬」，碰巧他又是第一個提出鳥類起源於恐龍學說的科學家，所以把這樣一個物種的名字獻給赫胥黎，應該是一個最好的紀念，也是對進化論的一個支持。

　　其實除了長羽毛的恐龍，我們也發現了很多原始鳥類的化石，比如熱河鳥、孔子鳥等過渡類型的化石，從而填補了恐龍與現代鳥類之間的不少空白。

　　不僅生物不同類群之間存在這種過渡，實際上一種生物重要特徵的演化，也是這樣循序漸進的。表型進化有一個特點，就是一般不會無中生有———一下突變出一個翅膀來是不可能的，你總得找到類似翅膀模樣的結構。生物特徵的變化以及複雜的結構，從來都是在原來簡單結構基礎上經過修修補補而來的，所以這也決定了沒有完美的進化。

　　我再舉一個化石的例子———哺乳動物耳朵里的聽小骨，這個小骨頭是哪來的呢?　實際上，其中有兩塊是從爬行動物的下巴裡面來的。它原先在下巴里負責的是別的功能，最終鑽到哺乳動物的耳朵里，變成聽小骨。當然化石裡面會找到一系列過渡的類型，就是說，耳朵里的這些骨頭不是一下子冒出來的，它有一個逐步過渡的過程。

　　實際上，生物演化就是要解決一系列不同生物之間的過渡，以及這些重要的特徵是怎麼來的。芝加哥大學進化生物學家傑瑞·科恩說，「雖然達爾文在寫作　《物種起源》　的時候，還沒有任何過渡形態的物種可供其作為證據，但如今他應當可以瞑目了，因為現代古生物學的累累碩果已經徹底證實了他的理論。」這當然是對古生物學的一個很高的評價。儘管如此，化石的記錄實際上並不完全，因為曾經存在過的生物，其中能有百分之一或千分之一變成化石，就很不容易了。正因為化石不完全，所以導致了我們有很多誤區。

　　寒武紀大爆發的挑戰

　　達爾文曾提出，為什麼在生物之間沒有那麼多過渡類型保留下來?　為了回答這個問題，古生物學家在上世紀70年代，提出了「間斷平衡理論」。

　　這是在原先的漸進演化理論基礎上提出的一個新假說，認為生物演化速度不是恆定不變的，一個新生物種在形成的時候比較快，一旦形成之後，它會長時間保持穩定。簡單來說，就是生物演化速度會快慢交替。所以物種形成以後，通常長時間不發生顯著分化，而當環境發生驟變時，物種多樣性也跟著發生急劇變化。

　　我舉一個例子———寒武紀大爆發。為什麼在5億年之前，好像我們現代生物主要的門類突然一下子都出現了?　當時，有人把它稱為「令達爾文感到頭疼的一件事」。達爾文對此給出了一種解釋，他認為這是因為化石記錄不完善導致的。

　　實際上，寒武紀大爆發和達爾文的進化論並不矛盾，所謂的對達爾文的挑戰，很多情況是人為誇大的。在達爾文那個時代，寒武紀的生物是比較少的。但是今天，化石記錄在不斷完善。從世界各地特別是我國6億年前到5.8億、5.6億、5.4億、5.3億、5.1億年前的地層中，發現了許多不同類型的生物群，著名的有安徽的蘭田生物群、貴州的翁安生物群、雲南的澄江生物群等。就在最近，南京古生物所的研究人員還發了一篇很好的文章，提出「寒武紀大爆發」其實在寒武紀之前就已經發生了———這種突然爆發實際上是一種假象，因為你對過去保存的歷史並不了解。

　　當然，寒武紀確實是一個生命快速發展、多樣性劇增的時期，但是我們完全可以給出若干合理的解釋，比如說環境的變化，有人認為與大氣氧的增加有關。現代生物學則認為，像Hox基因這樣的一些基因在那個時候開始出現了，這引起了大的生物結構的變革，都有可能引發生物類群的快速發展和分化。

　　也就是說，寒武紀大爆發是一個生物快速發展的時期，但它是從6億年前到5億年前之間這樣一個長時期的變化，和達爾文的假說實際上是一點也不衝突的。

　　中性理論的挑戰

　　有沒有人從科學上真正挑戰過達爾文?　有，一個叫木村資生的日本人。他是一個群體遺傳學家，他的工作直接挑戰了自然選擇。

　　自然選擇是達爾文進化論的核心，他認為自然選擇是進化的主要動力。但木村資生認為並不總是這樣，他認為中性突變的遺傳漂變是分子演化的主要動力。他認為，在分子水平上，絕大部分的變異都是中性或者近似中性的，並不帶來明顯的優勢或劣勢，因此不受自然選擇的影響。

　　這個學說提出之後，生物學界吵了有幾十年，現在大家還是慢慢清楚了，這個中性理論只能解釋分子進化，它並不能拿來解釋其他層次的進化現象。

　　我們講的自然選擇，通常是一種我們看得見的表徵，比如說跑得快、身體強壯等，這些特徵可能會受到大自然環境的選擇，但是分子層次上的變異是另外一回事。儘管如此，中性假說確實極大地豐富了進化理論。

　　達爾文認為，進化是自然選擇的結果，而木村資生則認為分子水平變異的存留常常靠運氣，很多時候跟自然選擇沒太大關係。自然選擇對於生物演化的驅動還是被大多數生物學家公認的，我也相信它是推動生物演化的一個主要機制，而且是適應性演化的唯一機制。比如說，猛獁象適應寒冷的環境，這就是在特定環境中的特定適應性演化，自然選擇肯定是一個主要的機制。

　　芝加哥大學著名華裔科學家龍漫遠先生曾經在一篇文章里總結說:「中性演化是對達爾文理論在分子水平上的補充;提出了並非一切演化都是適應性演化的結果，機遇在其中也扮演著重要角色。」所以，演化的隨機性問題並沒有對進化論形成真正的挑戰，事實上是豐富完善了達爾文的學說。

　　最新的挑戰

　　最近幾年也有人說，進化論是不是有點問題?　拉馬克是不是又對了?　獲得性遺傳有沒有呢?

　　近來，生物學裡有一門發展非常迅速的新興分支，叫「表觀遺傳學」。我們過去認為，環境引起的改變是不會遺傳下去的，但現在發現，有些後天環境的改變是能夠遺傳下去的。但我覺得表觀遺傳學並沒有，至少目前還達不到為拉馬克翻案的地步。我請教過有關生物學家，他們說表觀遺傳標記可能無法維持超過一定的代數，它在進化上的意義還存在爭議，所以表觀遺傳學並沒有挑戰自然選擇。

　　當然，對現有的進化學理論還有一些爭議，比如2014年　《自然》　雜誌曾刊登了兩篇針鋒相對的文章，內容涉及現有的進化理論框架是不是需要重新考量，一派的觀點說「是的，急需改變」;另外一派則說「不用，一切都很好。」

　　對現有進化理論的主要批評是什麼?　文章認為，現有的理論過分強調了基因的作用，是一種基因中心論，環境被當作背景。它認為環境本身不能被作為背景，它是生物進化的一部分。環境可以誘發或者改變選擇，性狀的變異也不是隨機的，生命的演化不是簡單的適應環境，而是與環境的協同演化。實際上現有的新的研究，包括表觀遺傳學，只是進一步告訴我們，生物的演化不完全是基因控制，生物演化本身和環境的關係組成了一個複雜的系統。我們需要一套新的模型，來幫助我們更好地理解進化。我覺得這是一個進步，但是它並沒有否定達爾文的進化論。

　　人類是否還在進化?　很多人都關心。事實上，我們有很多可靠的科學數據，來證實人類還是在發生進化，但未來如何則很難預測。從這些例子我想說的是，實際上沒有完美的生物，人當然不是上帝創造的，實際上我們就是生物進化歷史的產物。所以適者生存，不等於強者生存。適應實際上永遠是相對的，一頭猛獁象可能適應於寒冷的環境，哪天氣溫一升高，它就變成最不適應的了，所以這個適應是即時的、不可預見的。

　　適者生存?

　　英國哲學家赫伯特·斯賓塞把自然選擇片面地解釋為適者生存，這其實是對進化論的一種認識誤區。而達爾文卻在　《物種起源》　第五版中，首次借用了這種表述，這不得不說是一個敗筆。

　　關於進化論的認識誤區

　　達爾文進化論提出後，對人類思想的影響超過了其他很多科學，但在對它的認識上，存在著不少誤區。

　　誤區一　進化是有方向的進化好像總是越來越進步的，往往把人類放在最高級的位置上———認為人類是萬物之靈，這是一種很常見的誤解。

　　過去，我們往往會這麼表述:生命是從簡單到複雜、由低等到高等、從低級到高級的一個發展過程。嚴格來說，這是不準確的。

　　誤區二　優勝劣汰

　　人們往往覺得，好像保存下來的就是好的，不好的就要被淘汰。

　　適者生存當然可能是我們聽到最多的，更有甚者把「適者生存」等同於「強者生存」。事實上，適者生存用在進化上，並不是一個好的表述，而是有很強的誤導性。因為進化有適應，也有機遇。

　　誤區三　進化越來越完善很多人覺得，進化總是會越來越好，也存在一些很完善的適應，比如有人覺得我們的眼睛、大腦通過進化，總是越變越好。其實，進化有複雜、簡單之分，從來就不存在完善、完美的事情。

　　誤區四　進化論還缺少中間類型的一些化石證據支持

　　很多人覺得，相信進化論必須要有證據，有沒有很多　中間類型的化石來證明生物是不斷演進的?　顯而易見，這一點站不住腳。

　　誤區五　人類進化可以不符合進化論的規律

　　大家覺得進化好像是講動物植物的，作為萬物之靈，自然選擇不適合人類。事實上，人類是芸芸眾生的一份子，脫掉文明的外衣後，還是生物。

　　之所以會有這些誤解和誤區，最主要的根源在於不了解。因為進化論不是一門固定的、靜止的學科，而且一直在發展、深化，而且它是一門綜合性的學科，需要了解生物學、地質學等不同學科的交叉知識。

　　本版文章由本報首席記者許琦敏根據周忠和在「墨子沙龍」論壇上的演講整理。