最早懷疑進化論的人是達爾文自己——關於寒武紀生命大爆炸的思考

作者裴雪重－－ 北京中醫藥大學中藥學院導師

古希臘學者蘇格拉底（Socrates，公元前470～前399年）在距今2400年前提出了哲學和生物學中一個帶根本性的問題：我是誰？距今100多年前達爾文創立了進化論，回答了這個問題：我是猴的進化物。為了支持進化論的觀點，幾代古生物學者付出大量精力在世界各地尋找類人猿化石，證明類人猿骨骼與人類的相似之處。這種研究方法對嗎？合乎邏輯嗎？讓我們設想，如果有一天地球上的驢都死絕了，後人找出驢的骨骼化石和馬對照，並因此做出判斷：馬是由驢變來的！（馬和驢比人和猴更接近，馬和驢同屬奇蹄目馬科，人和猴雖同為靈長目但不同科）這種設想和判斷有理由使我們對達爾文以來的古生物學者的思維路線的正確性表示懷疑。面對「寒武紀生命大爆炸」的事實，生物學界出現了10O年來從未有過的混亂。各家之說究其要義，其實質是表現出對達爾文進化論的不同態度。為了介紹這些觀點，我們有必要對進化論和「寒武紀生命大爆炸」這兩個關鍵詞作明確的陳述。 　　一、進化論：進化是通過自然選擇和遺傳變異的緩慢滾動逐漸實現的 　　「進化」一詞來源於拉丁文evolution,指事物的逐漸變化、發展，由一種狀態過渡到另一種狀態。1762年，瑞士學者邦尼特最先將此詞應用於生物學中。1859年C.R.達爾文發表《物種起源》一書，提出地球上現存的生物都是由共同祖先發展而來，它們之間有親緣關係，並提出自然選擇學說以說明進化的原因，從而創立了進化論。19世紀80年代以來，以A．魏斯曼為代表的新達爾文主義，把種質論和自然選擇學說結合在一起。20世紀30年代以來，以T．杜布尚斯基等人代表的綜合進化論綜合了細胞遺傳學、群體遺傳學以及古生物學於進化論之中。60年代末，日本學者木村資生等人在分子水平上闡述了進化的某些特徵，提出中性學說。進化論認為，地球上的生命從最原始的無細胞結構生物進化為有細胞結構的原核生物，從原核生物進化為真核單細胞生物，然後按照不同方向發展，出現了真菌界、植物界和動物界。植物界從藻類到裸蕨植物再到蕨類植物、裸子植物，最後出現了被子植物。動物界從原始鞭毛蟲到多細胞動物，從原始多細胞動物到出現脊索動物，進而演化出高等脊索動物——脊椎動物。脊椎動物中的魚類又演化到兩棲類，再到爬蟲類，從中分化出哺乳類和鳥類，哺乳類中的一支進一步發展為高等智慧動物，這就是人。進化論認為，生物進化是從水生到陸生，從簡單到複雜，從低級到高級的時序演進過程。進化論所描述的進化是漸近的線性過程，是通過自然選擇和遺傳變異這兩個車輪的緩慢滾動逐漸實現的。 　　二、「寒武紀生命大爆炸」中生命存在形式的飛躍，強烈地衝擊了進化論。 　　寒武紀是地球生命史上最早有化石記錄的時代，英國地質學家 A.塞奇威克1835年首次將寒武紀引進地質文獻。距今約5.3億年的寒武紀早期，地球的生命存在形式突然出現了從單樣性到多樣性的飛躍，於是人們提出了「寒武紀生命大爆炸」概念。1909年，人們在加拿大不列顛哥倫比亞省發現寒武紀中期的布爾吉斯頁岩動物群，被譽為國際奇蹟之一，聯合國教科文組織將其列為國際重點保護地區。1947年，在澳大利亞弗林德斯山脈，人們發現前寒武紀末期埃迪卡拉動物化石群（Ediacara fossils），同樣被稱為國際奇蹟，受到世界性的保護。直到80年代，全世界發現的寒武紀化石，大部分都是較低等的動物，佔優勢的是海洋三葉蟲，其它是介形類、肢口類。我國澄江帽天山發掘出的化石群距今5．3億年，比加拿大布爾吉斯頁岩化石群早1500萬年。從各方面證據判斷，這一「大爆炸」事件起始於梅樹村期，完成於玉案山期，整個時期短於300萬年。澄江化石門類繁多，包括海綿動物、腔腸動物、腕足動物、節肢動物、脊索動物等在內的40多個類群的100多種動物，涉及當今動物界大多數門類，還有許多是無法歸在現有門類的絕滅類群。澄江化石群在這樣短的地質時間內，完整記錄了比當今門類還多的動物類群突然產生的情況。 　　「寒武紀生命大爆炸」的判斷由於澄江化石群的發掘已經成為不可辯駁的事實，這一事實對達爾文的進化論產生了迄今為止最強烈的衝擊。 　　三、對進化論有3種主要的基本觀點 　　當前國際、國內理論界的觀點主要表現為三種：一種認為達爾文的基本觀點仍然是正確的；第二種觀點認為，進化論已經不能解釋「生命大爆炸」，但進化論的原則是對的，需要修改、補充，將其完善；第三種觀點認為達爾文的基本觀點是錯誤的，應該否定。 　　堅持第一種觀點，即認為進化論正確的加利福尼亞大學的布魯斯·蘭內加爾說：「生命大爆炸」並不是晴天霹靂那樣憑空產生的，它不過是很久以前開始的生命進程的延續，依然是進化的產物。 　　由於「寒武紀生命大爆炸」的肯定與否定，關係到達爾文進化理論的命運，達爾文思想的追隨者為了擺脫理論上的困境，以地層缺失進行辯解。如美國古生物學家和地質學家瓦爾可持（Walcott）提出，寒武紀動物前的祖先的生存時代為理帕聯期(Lipalion)，但理帕聯期沉積物在現在的大陸地區已不存在了，只有現在的大洋深處才有發現它的可能。他們在進化理論框架之內僅尋找有利於線性成種的範例，但也僅僅限於極個別動物種的範圍內。但地層學研究證明，寒武紀之前並不存在地層的缺失。 　　格納斯納（M．Gaessner）根據在澳大利亞發現的距今6億年的前寒武紀晚期的埃迪卡拉化石群，提出當時的生物屬後生動物(非原生動物），即並非是「大爆炸」後突然出現的複雜動物，以此支持進化論。而德國古生物學家塞拉赫（A.seilacher)對後生動物一說提出了有力的批判，塞拉赫的這一研究成果榮獲1992年瑞典科學院克拉福德科學獎（Grafoord Prize）。 　　當前持第二種觀點的主要理論是所謂的霍克斯（Hox）基因假說。依此假說，霍克斯基因負責控制胚胎的形成，而且它們的數量及組成網狀的形式決定生命體的形成。這個理論假設在前寒武紀生命體中的雷克斯基因的數量達到了極限水平，它使得寒武紀生命形態以極高的速度形成。這同引起原子核反應必須有相當數量原子的情形很相像，當放射性物質的數量低於某個極限值時，不發生核反應，一旦達到這個極限值，就會發生劇烈反應。與此類似，當霍克斯基因的數量處於低水平時，生命的形成處於遲鈍狀態，而當某些前寒武紀生命體中的霍克斯基因聚積到一定數量時，便發生了「大爆炸」。持這種假說的人試圖彌補進化論的不足，以挽救陷於困境的達爾文學說。但是伯利·菲利普刃上（Dr．Perry PhilipS）如下的兩個反證使霍克斯假說不能成為真理。 首先，在寒武紀之後，生命系統中的霍克斯基因的數量增加了。以此假說，它賦予以後生命體產生多樣化的能力較先輩強，但為何動物門的數量反而減少了？也就是說，為何寒武紀之後生命的多樣化非但沒有擴大反而縮小了？其次，化石的記錄與大批量的物種滅絕是緊密相關的。當生態平衡系統在極短的時間內被自然災難破壞時，當時的情況將被記錄下來。距今6500萬年發生了一次大災難，恐龍滅絕了。在此之前距今2．45億年的二疊紀後期，發生了一次更大的災難，使地球上90％以上的生物滅絕。這對於二疊紀的倖存生物中產生新的門，本是一次巨大的推動。因為按照進化論，物種之間的生存競爭在這時被極大地削弱，生物體中霍克斯基因的數量應超過極限值，依據霍克斯基因假說，應該再次發生「生命大爆炸」，應該產生新的更多的門；但事實上根本沒有。 另外一些研究者認為，有某種不同於達爾文進化論的原理作用於寒武紀，可能是一種非達爾文的進化在極短時期內起作用。還有一些研究者採用混沌理論，認為事物本身隨著時間的推移有能力組成生命系統，並使其越來越複雜；但化石中至今沒有這樣的證據。顯然，我們不能按自己的需要來解釋某些東西，更不能再作為證據來使用。 　　當前我國學者中研究「生命大爆炸」的陳均遠採取的態度亦屬第二種觀點。他認為達爾文進化論不能窮盡真理，解釋不了為什麼幾乎所有門一級分類單位起源於寒武紀，解釋不了為什麼寒武紀短短時間內，種與種的表現型差異是那麼大。但是陳均遠卻已將自己還遠未建立起來的理論定義為「廣義進化論」了，他堅決地表示：絕不跳出「進化」的圈子。據陳均遠介紹，「廣義進化論」研究的是進化驅動機制，認為從分子、細胞、個體、社群、群落以至到整個生物因子各個層次，都可能有相應的自發的進化驅動機制。這種被設想的機制說與霍克斯基因理論是屬於同類性質的假說。陳均遠發現了澄江化石中的「雲南蟲」有脊索，這將脊索動物的歷史起點從寒武紀中期前推了 1500萬年。陳均遠提出，雲南蟲是魚類、兩棲類、爬行類、哺乳類和人類的「祖先」、這種「祖先」提法是達爾文進化論的固有表現。 第三種觀點明確地打出否定達爾文進化論的旗號。值得注意的是，最早懷疑進化論的人是達爾文自己。達爾文在其生命的晚期似乎改變了信仰，對自己過去的觀點產生了悔意。達爾文去世前的一段時間內，英格蘭北地郡的霍普夫人經常在病榻前陪伴他。霍普夫人親自寫了回憶錄，記述了達爾文對進化論的最終態度。達爾文說：「我那時是個思想尚不成熟的年輕人，對許多事都感到好奇，發出了一些疑問，又提出了一些解釋建議。可是使我吃驚的是，這些不成熟的想法後來竟然象野火一樣蔓延開來，人們竟然把它變成了一種宗教」（摘自美國OK雜誌9O.３期文章 Did Darwin really believe in evolution？） 　　作為一個嚴肅認真的科學家，青年時代的達爾文對自己的理論也不無懷疑。1859年達爾文發表了他的《物種起源》一書，他在書中對當時已發現的志留紀（那時尚未產生寒武紀概念，寒武紀包含在志留紀中）化石表示了極大的困惑。該書第313頁這樣寫道：「我深信志留紀的三葉蟲起源於志留紀之前的甲殼類的祖先，如果我的理論是正確的話，那麼這段時間是很長的，甚至比志留紀到今天所代表的時間還要長得多，……這一事實到目前仍是令人費解的，這將可能成為反對本書所持觀點最有力的證據」。達爾文的偉大之處在於沒有迴避這一事實，甚至把它寫進了《物種起源》。達爾文所期待的寒武紀之前的甲殼類的祖先至今沒有被發現，而發現的化石證明，三葉蟲以及更複雜的動物都是在寒武紀突然出現的。 　　德高望重的古生物學家史蒂文 M．斯坦利對進化論持否定態度，他寫道：「除了對歐洲更新紀哺乳動物的細緻研究外，沒有再發現一個令人信服的例子說明一個種屬經過種族演變而變成另一個種屬」(《「宏進化」方式和過程》，Ｐ82，1979）。 　　如果達爾文進化論是正確的，那麼，化石記錄中應該富含能證明從一個物種逐漸變化到另一個物種的化石。事實並不是這樣，相反化石的記錄揭示出大多數生物系統，甚至在「種」這個層次上的生物都是突然出現的。這是一個在國際古生物學家中被廣泛認同的事實。現代古生物學家的鼻祖喬治·加洛德·辛普森（Georae Gavord Simpson）曾這樣寫道：「儘管有這樣一些事例：少數基因、亞科和科出現快速的或逐漸的演變，但事實不容否認，就象每一位考古學家所知道的，大多數新的物種、基因和科是在化石中突然出現的，並不是我們被進化論引導而認為的那種逐漸的，完全連續的過渡順序」（《進化的主要特點》，P360，1953)。 　　以上論述是在生物領域內知名學者作出的嚴肅結論，它使我們無法再承認達爾文理論的正確性。如果對於生物學的「種」層次上產生的小規模變化，達爾文的理論都不被確信，我們怎能在「屬」層次上產生的大規模變化中相信達爾文主義呢？ 　　關於「生命大爆炸」的研究，筆者明確持第三種態度。我的主要觀點是：在寒武紀之前，地球上僅存在數量貧乏而結構簡單的生物，它們沒有資格作為「寒武紀生命大爆炸」中的眾多動物種類的前輩；動物種類都是突然出現的，不存在演替過程，因此，一類動物是另一類動物的祖先的說法完全是主觀臆斷，沒有任何事實根據；寒武紀動物比現今的動物表現出更大的差異性，寒武紀的門比現今還多，這完全否定了進化論關於動物由簡單到複雜、由低級向高級發展的時序演進過程；進化論不符合事實；不符合邏輯，因此進化論的基本觀點是錯誤的。 　　關於對達爾文進化論的3種認識，隨著「生命大爆炸」問題的深入研究，會進一步展開爭論，並會持久地進行下去。這將是一個跨世紀的重大理論研究課題。