为什么要相信达尔文

**章 什么是演化 　　演化论有个奇怪的特点：每个人都觉得自己了解演化论。——雅克 莫诺(Jacques Monod) 　　自然界中至少有一件事情是确定无疑的：为了生存，每一种动植物似乎都经过了精致的，甚至近乎完美的设计。乌贼和比目鱼能够改变身体表面的颜色和花纹，让自己与环境浑然一体，从而消失在猎食者和猎物的眼中。黑夜中的蝙蝠备有雷达似的装置，可以对昆虫进行定位追踪。蜂鸟能在空中悬停，还可以瞬间变换位置，远比人类的直升机敏捷得多；它还有长长的舌头，能够吮吸花朵深处的蜜汁。而那些为它们提供食物的花朵也像是设计出来的：在蜂鸟的帮助之下完成了“性生活”。因为在蜂鸟忙于享受花蜜时，花粉就已经附在了它的嘴上；当它换到另一朵花上继续大吃大喝时，实际上就为那朵花完成了授粉。大自然简直像是一部上足了润滑油的机器，而每一个物种就是这部机器上彼此精密咬合的齿轮。 　　所有这一切意味着什么？ 当然是其背后有一位高明的技工——对于这个结论*为著名的表述来自于18世纪的英国哲学家威廉 佩利(William Paley)。他认为，如果偶然在地上发现一块表，人们当然会把它看作是一位表匠的作品；与之类似，既然存在着充分适应了大自然的生物体，及其精巧的特性，那么必然暗示着天上有一位全知全能的设计师——上帝。让我们看看佩利的分析，这是哲学史上*著名的论述之一： 　　当我们开始检查那块表的时候， 我们发觉 它的一些部件是被设计出来的，并且组合在一起以达成某些目的。譬如说，它们被规矩地排列一起，并经过精确的调校以运转；这种运转相当规整，可以指示一天里的时间。我们还会发觉，如果表的不同部件改变了形状或尺寸，或是以不同的方式或顺序被组合在一起，那么这个装置要么就完全不能再运转，要么就无法实现本该由它提供的服务。 其中暗藏着发明创造的蛛丝马迹，显现着设计构思的马迹蛛丝，这些都存在于一块表之中，也同样存在于大自然的一切之中。两者的不同之处在于，大自然所包含的发明与设计更为繁多，更为伟大，其程度超越了任何计算的可能。 　　佩利的论述是符合常识的，同时也是陈旧的。当他和他的那些“自然神学家”同事们一起对动植物进行描述时，他们坚信自己正在做的工作是为上帝的伟大性与精巧性进行分类整理——这些特性已经被上帝置于自己的造物之中。 　　1859年，达尔文在给出回答之前，首先自己提出了设计这个问题： 　　那些细腻的适应性或存于有机体各个部分之间，或存于有机体与环境之间，或存于有机体与其他有机体之间。所有这些适应性何以变得如此完美？ 我们可以看到许多优美的共适应：*明显的莫过于啄木鸟与槲寄生之间的共适应；稍逊一筹的是*为卑贱的寄生虫，它们紧紧附在四足动物的毛发或鸟类的羽毛上；还有某些甲虫的身体结构，令之可以深潜到水下；还有长着羽毛的种子，乘着*轻微的呼吸也能起航远行；简而言之，美丽的适应无所不在，存在于有机世界的每一个部分之中。 　　达尔文对于设计之谜有他自己的答案。作为一位聪敏的博物学家，达尔文*初在剑桥大学学习的目的却是成为一位牧师。颇具讽刺意味的是，他在学校里的房间曾经就是佩利的。达尔文深知像佩利那样的论述具有诱人的威力。一个人对关于植物与动物的知识了解得越多，就越是惊讶于这样一个事实：生物被设计得能够完美匹配其生活方式。于是乎，认定这一切源于有意识的设计，只是一个再自然不过的结论罢了。然而，达尔文的目光却越过了表象。他以大量的证据为基础，提出了两个概念，永远地驱散了“有意识设计”的论调。这两个伟大的概念即是演化与自然选择。达尔文不是**个想到演化的人。在他之前提出这一概念的颇有几人，其中还包括他自己的祖父，伊拉斯谟 达尔文(Erasmus Darwin)。此人为演化观念的传播做了不少工作。不过，通过自然界的数据来说服人们相信演化观念的人，达尔文是**个。至于自然选择的观点，则完全是达尔文的独*。有一件事情可以充分体现达尔文的天才之处：自然神学在1859年之前为大多数受过教育的西方人所接受；然而它却在几年之内就被一本五百来页的书击败了。这本书就是达尔文的《物种起源》，它把对生物多样性之谜的解答从神学领域带入了真正的科学轨道。 　　那么什么是“达尔文学说”？1 答案很简单：基于自然选择的演化理论。这个简洁而深刻的学说却如此频繁地为人所误解，甚至有时还会被人故意歪曲。故此，在深入探讨之前，我们着实有必要先列出其基本要点和主张。当我们讨论相关的证据时，还会不断重新提及这些要点和主张。 　　现代演化论的核心不难掌握。它可以被总结成为一个单句（虽然有点长）：一个生活在35 亿多年前的原始物种——可能是一个能够自我复制的分子——逐步演化出了地球上的所有物种，其规模随着时间而不断扩大，发散出许许多多新的不同物种，其中所发生的大多数(不是全部)演化改变的机制是自然选择。 　　如果把这个表述拆分开来，我们会发现它其实包括了六个方面：演化、渐进性、物种形成、共同祖先、自然选择，以及演化改变的非选择性机制。接下来，让我们一一分析每一个方面的含义。 　　**个方面是演化本身。这只是简单说明了一件事：物种随时间发生了遗传改变。换句话说，一个物种在很多代之后可能演化成为极其不同的某种生物；这种不同之处的基础是DNA 的改变，而后者则源于突变。今天生活在地球上的动植物在远古时是不存在的，但却源自于某种生活在过去的生物。比如人类，就是从一种像猿一样的生物演化而来的，但这种生物又不同于今天的猿。 　　虽然所有物种都在演化，但演化的速度却又不尽相同。有些物种，比如马蹄蟹？ 和银杏树，在数亿年中基本都没有变化。演化论并没有预测过物种将会不停地演化，或是当它们演化时速度有多快。那取决于它们所面临的演化压力。鲸类和人类等物种演化得非常快，而其他物种（比如腔棘鱼这类“活化石”）则看起来几乎与其生活在数亿年前的祖先一模一样。 　　演化论的第二个方面就是渐进性的概念。要产生一个演化上的改变，例如从爬行类到鸟类的演化，需要历经很多代。新特征的演化，例如让哺乳动物区别于爬行动物的牙与颚，不会只发生在一代或几代之间，而是通常需要成百上千代，甚至是上百万代。诚然，有些改变可以发生得极为迅速。微生物种群的每一代都很短，有些只有20分钟，这意味着这些物种可以在短时间内经历很多代的演化。这一情况导致了一个愈演愈烈的问题——致病细菌及病毒日益增强的抗药性。还有很多已知的演化可以发生在很短的时间之内，人短暂的一生中就可以观察到。但如果我们谈论的是真正的巨大改变，那通常指的是需要上万年才能发生的那种。不过，渐进性并不意味着每个物种都在以均匀的步伐演化。正如不同的物种有着不同的演化速度，同一个物种的演化速度也是时快时慢的，这是因为演化的压力有涨有落。当自然选择的作用强烈时，比如一种动物或植物移居到一个新环境中的时候，演化的改变可以很快。一旦一个物种良好地适应了一个稳定的栖息地，演化的速度通常就大大减慢了。 　　接下来这两个方面是一个硬币的两面。自然界有一个显著的事实：虽然生活在地球上的物种数不胜数，但所有的生物——你、我、大象和盆栽仙人掌——却享有某些共同的基础特征。其中包括我们用于产生能量的生化途径、我们标准的四字母DNA编码，以及这一编码被解读并翻译成为蛋白质的方式。这就告诉我们，所有物种都可以回溯到一个共同的祖先，它拥有上述这些共同特征，并将其传递给了自己的后代。但如果演化仅仅意味着单一一个物种之内的基因逐步改变，那么我们今天就将只有一个物种——*初那个物种高度演化的子代。然而实际情况是，我们有很多物种：今天的地球上栖息着超过1000万个物种，我们至少还知道25万个已经成为化石的物种。生命是多种多样的。这种多样性如何能从一种祖先形式发展而来？这就涉及了演化的第三个方面：分化，或者更精确地说，物种形成。 　　图1是一棵演化树的示意图，它反映了鸟类与爬行类之间的关系。大家肯定都见过这种图，但还是让我们仔细分析一下，以理解其真正含义。让我们首先观察节点X，这里分成了两个后代分支，一支成为了蜥蜴和蛇等现代爬行动物，而另一支则成为了鸟类和它们的恐龙亲戚。那么在节点X到底发生了什么？节点X代表了单一的一个祖先物种，一种远古的爬行动物，它分化成为了两类后代物种。其中之一迈着欢快的步子前进，*终经历多次分化，成为了恐龙和现代的鸟类。另一个也不甘落后，但*终产生的是大多数的现代爬行动物。共同祖先X通常被称为两组后代之间的“缺失环节”。它是鸟类与现代爬行动物在演化谱系上的关联所在。如果你回溯这两者的种系，*终必将到达的交叉点就是节点X。图1中还有一个更接近现在的“缺失环节”：节点Y。它是现代鸟类与早已灭绝的双足肉食性恐龙的共同祖先物种。后者的代表物种之一就是众所周知的暴龙