词条 | 进化论 |
释义 | 1 生物学理论进化论是用来解释生物在世代与世代之间具有变异现象的一套理论,从古希腊时期起就曾经出现一些零星的思想,而当今进化学绝大部分以查尔斯·罗伯特·达尔文的进化论为主轴,在著《物种起源》时有详细的论述,已为当代生物学的核心思想之一。其进化论有三大经典证据:比较解剖学、古生物学和胚胎发育重演律。 ◎ 早期观点达尔文之前生物变化思想的发展和关于万物互相转化和演变的自然观可以追溯到人类文明的早期。例如,中国《易经》中的阴阳、八卦说,把自然界还原为天、地、雷、风、水、火、山、泽八种基本现象,并试图用“阴阳”、“八卦”来解释物质世界复杂变化的规律。古希腊阿那克西曼德(约公元前6世纪)认为生命最初由海中软泥产生,原始的水生生物经过蜕变(类似昆虫幼虫的蜕皮)而变为陆地生物。 ◎ 特创论中世纪的西方,基督教圣经把世界万物描写成上帝的特殊创造物。这就是所谓特创论。与特创论相伴随的目的论则认为自然界的安排是有目的性的,“猫被创造出来是为了吃老鼠,老鼠被创造出来是为了给猫吃,而整个自然界被创造出来是为了证明造物主的智慧”。 ◎ 不变论从15世纪后半叶的文艺复兴到18世纪,是近代自然科学形成和发展的时期。这个时期在科学界占统治地位的观点是不变论。当时这种观点被牛顿和C.v林奈表达为科学的规律:地球由于所谓第一推动力而运转起来,以后就永远不变地运动下去,生物种原来是这样,现在和将来也是这样。 ◎ 活力论及其他到了18世纪下半叶,I.康德的天体论首先在不变论自然观上打开了第一个缺口;随后,转变论的自然观就在自然科学各领域中逐渐形成。这个时期的一些生物学家,往往在两种思想观点中入门徬徨。例如林奈晚年在其《自然系统》一书中删去了物种不变的词句;法国生物学家G.-L.d e布丰虽然把转变论带进了生物学 ,但他一生都在转变论和不变论之间徘徊。J.-B.d e拉马克在1809年出版的《动物哲学》一书中详细阐述了他的生物转变论观点,并且始终没有动摇。18世纪末—19世纪后期,大多数动植物学家都没有认真地研究生物进化,而且偏离了古希腊唯物主义传统,坠入唯心主义。“活力论”虽然承认生物种可以转变,但把进化原因归于非物质的内在力量,认为是生物的“内部的力量”即活力驱动着生物的进化,使之越来越复杂完善。但活力论缺乏实际的证据,是一种唯心的臆测。最有名的活力论者就是法国生物学家拉马克。19世纪后期出现的终极目的论或直生论,认为生物进化有一个既定的路线和方向而不论外界环境如何变化。后人把拉马克对生物进化的看法称为拉马克学说或拉马克主义,其主要观点是: (1)物种是可变的,物种是由变异的个体组成的群体。 (2)在自然界的生物中存在着由简单到复杂的一系列等级(阶梯),生物本身存在着一种内在的“意志力量”驱动着生物由低的等级向较高的等级发展变化。 (3)生物对环境有巨大的适应能力;环境的变化会引起生物的变化,生物会由此改进其适应;环境的多样化是生物多化的根本原因。 (4)环境的改变会引起动物习性的改变,习性的改变会使某些器官经常使用而得到发展,另一些器官不使用而退化;在环境影响下所发生的定向变异,即后天获得的性状,能够遗传。如果环境朝一定的方向改变,由于器官的用进废退和获得性遗传,微小的变异逐渐积累,终于使生物发生了进化。拉马克学说中的内在意志带有唯心论色彩;后天获得性则多属于表型变异,现代遗传学已证明它是不能遗传的。 ◎ 达尔文理论1858年7月1日C.R.达尔文与A.R.华莱士在伦敦林奈学会上宣读了关于物种起源的论文。后人称他们的自然选择学说为达尔文·华莱士学说。达尔文在1859年出版的《物种起源》一书中系统地阐述了他的进化学说。其核心自然选择原理的大意如下:生物都有繁殖过剩的倾向,而生存空间和食物是有限的,所以生物必须“为生存而斗争”。在同一种群中的个体存在着变异,那些具有能适应环境的有利变异的个体将存活下来,并繁殖后代,不具有有利变异的个体就被淘汰。如果自然条件的变化是有方向的,则在历史过程中,经过长期的自然选择,微小的变异就得到积累而成为显著的变异。由此可能导致亚种和新种的形成。 ◎ 三大困难达尔文自己把《物种起源》称为“一部长篇争辩”,它论证了两个问题:第一,物种是可变的,生物是进化的。当时绝大部分读了《物种起源》的生物学家都很快地接受了这个事实,进化论从此取代神创论,成为生物学研究的基石。即使是在当时,有关生物是否进化的辩论,也主要是在生物学家和基督教传道士之间,而不是在生物学界内部进行的。第二,自然选择是生物进化的动力。当时的生物学家对接受这一点犹豫不决,因为自然选择学说在当时存在着三大困难。缺少过渡型化石 按照自然选择学说,生物进化是一个在环境的选择下,逐渐地发生改变的过程,因此在旧种和新种之间,在旧类和新类之间,应该存在过渡形态,而这只能在化石中寻找。在当时已发现的化石标本中,找不到一具可视为过渡型的。达尔文认为这是由于化石记录不完全,并相信进一步的寻找将会发现一些过渡型化石。确实地,在《物种起源》发表两年后,从爬行类到鸟类的过渡型始祖鸟出土了,以后各种各样的过渡型化石纷纷被发现,最著名的莫过于从猿到人的猿人化石。在现在被称为过渡型的化石已有上千种,但是与已知的几百万种化石相比,仍然显得非常稀少。这有两方面的原因。一方面,生物化石都是偶然形成的,因此化石记录必然非常不完全;另一方面,按照现在流行的“间断平衡”假说,生物在进化时,往往是在很长时间的稳定之后,在短时间内完成向新种的进化,因此过渡形态更加难以形成化石。地球的年龄问题 既然自然选择学说认为生物进化是一个逐渐改变的过程,它就需要无比漫长的时间。达尔文认为这个过程至少需要几亿、十几亿年。但是当时物理学界的泰斗威廉·汤姆逊(即开尔文勋爵,一个神创论者)用热力学的方法证明地球只有一亿年的历史,而只有最近的最多两千万年地球才冷却到能够让生命生存。对于物理学家的挑战,达尔文无法反击,只能说“我确信有一天世界将被发现比汤姆逊所计算而得的还要古老”。我们今天已知道达尔文是对的,而汤姆逊算错了,现在的地质学界公认地球有四十几亿年的历史,而至少在三十亿年前生命就已诞生。但是在当时,在地球的年龄问题上,人们显然更倾向于相信物理学权威。无法解释 达尔文找不到一个合理的遗传机理来解释自然选择。当时的生物学界普遍相信所谓“融合遗传”:父方和母方的性状融合在一起遗传给子代。这似乎是很显然的,白人和黑人结婚生的子女的肤色总是介于黑白之间。汤姆逊的学生、苏格兰工程师简金(F. Jenkin) 据此指出:一个优良的变异会很快地被众多劣等的变异融合、稀释掉,而无法象自然选择学说所说的那样在后代保存、扩散开来,就象一个白人到一个非洲黑人部落结婚生子,几代以后他的后代就会完全变成了黑人。达尔文虽然从动植物培养中知道一个优良的性状是可以被保留下来的,但是他没有一套合理的遗传理论来反驳简金。达尔文被迫做出让步,承认用进废退的拉马克主义也是成立的,可以用来补充自然选择学说。事实上,在达尔文逝世(1882年)前后,生物学界普遍接受拉马克主义,而怀疑自然选择学说。 如果达尔文知道奥地利遗传学家孟德尔的实验,就不会在遗传问题上陷入绝境了。孟德尔在1865年就已经发现了基因的分离定律和独立分配定律。生物遗传并不融合,而是以基因为单位分离地传递,随机地组合。因此,只要群体足够大,在没有外来因素(比如自然选择)的影响时,一个遗传性状就不会消失(肤色的融合是几对基因作用下的表面现象)。在自然选择的作用下,一个优良的基因能够增加其在群体中的频率,并逐渐扩散到整个群体。 很显然,孟德尔主义正是达尔文所需要的遗传理论。可惜,孟德尔的发现被当时的科学界完全忽视了。具有讽刺意味的是,当孟德尔主义在1900年被重新发现时,遗传学家们却认为它宣告了达尔文主义的死亡,在他们看来,随机的基因突变,而不是自然选择,才是生物进化的真正动力。只有一些在野外观察动植物行为的生物统计学家仍然信奉达尔文主义,因为他们所观察到的生物对环境的奇妙适应性,是无法用随机的突变来解释的。 ◎ 明显缺点达尔文的进化理论,从生物与环境相互作用的观点出发,认为生物的变异、遗传和自然选择作用能导致生物的适应性改变。它由于有充分的科学事实作根据,所以能经受住时间的考验,百余年来在学术界产生了深远的影响。但达尔文的进化理论还存在着若干明显的弱点: ①他的自然选择原理是建立在当时流行的“融合遗传”假说之上的。按照融合遗传的概念 ,父、母亲体的遗传物质可以像血液那样发生融合;这样任何新产生的变异经过若干世代的融合就会消失,变异又怎能积累、自然选择又怎能发挥作用呢。 ②达尔文过分强调了生物进化的渐变性;他深信“自然界无跳跃”,用“中间类型绝灭”和“化石记录不全”来解释古生物资料所显示的跳跃性进化。他的这种观点近年正越来越受到间断平衡论者和新灾变论者的猛烈批评。 ◎ 理论发展◎ 孟德尔定律1865年奥地利植物学家G.J.孟德尔从豌豆的杂交实验中得出了颗粒遗传的正确结论。他证明遗传物质不融合,在繁殖传代的过程中,可以发生分离和重新组合。20世纪初遗传学建立,T.H.摩尔根等人进而建立了染色体遗传学说,全面揭示了遗传的基本规律。这本应弥补达尔文学说的缺陷,有助于进化论的发展;但当时大多数遗传学家,都反对达尔文的自然选择学说(摩尔根反对的是达尔文的性选择学说Sexual selection)。人们对达尔文进化论的信仰,发生了严重的危机。 ◎ 新拉马克主义在19世纪末到20世纪初这个时期出现过一些新的进化学说。荷兰植物学家H. 德弗里斯(Hugo Marie de Vrier)在20世纪初根据月见草属的变异情况提出“物种通过突变而产生”的突变论,而反对渐变论。这个理论得到当时许多遗传学家的支持。某些拉马克学说的追随者们虽然抛弃了拉马克的内在意志概念,但仍强调后天获得性遗传,并认为这是进化的主要因素。50年代在苏联由T.D.李森科所标榜的米丘林学说,强调生物在环境的直接影响下能够定向变异、获得性能够遗传。所有这些观点被称为新拉马克主义。A.F.L.魏斯曼在1883年用实验来证明获得性遗传的错误,强调自然选择是推动生物进化的动力,他的看法被后人称为新达尔文主义。 ◎ 现代综合进化学说20世纪20~30年代首先由R.A.费希尔、S.赖特和J.B.S.霍尔丹等人将生物统计学与孟德尔的颗粒遗传理论相结合,重新解释了达尔文的自然选择学说,形成了群体遗传学。以后C.C.切特韦里科夫、T.多布然斯基、J.赫胥黎、E.迈尔、F.J.阿亚拉、G.L.斯特宾斯、G.G.辛普森和J.W.瓦伦丁等人又根据染色体遗传学说、群体遗传学、物种的概念以及古生物学和分子生物学的许多学科知识,发展了达尔文学说,建立了现代综合进化论。现代综合进化论彻底否定获得性状的遗传,强调进化的渐进性,认为进化是群体而不是个体的现象,并重新肯定了自然选择的压倒一切的重要性,继承和发展了达尔文进化学说。 ◎ 中性学说和间断平衡论1968年,日本学者木村资生根据分子生物学的材料提出了分子进化中性学说(简称中性学说)。认为在分子水平上,大多数进化改变和物种内的大多数变异,不是由自然选择引起的,而是通过那些选择上中性或近乎中性的突变等位基因的随机漂变引起的,反对现代综合进化论的自然选择万能论观点(见分子进化的中性学说)。1972年N.埃尔德雷奇和S.J.古尔德共同提出“间断平衡”的进化模式来解释古生物进化中的明显的不连续性和跳跃性,认为基于自然选择作用的种以下的渐进进化模式,即线系渐变模式,不能解释种以上的分类单元的起源,反对现代达尔文主义的唯渐进进化观点。 社会达尔文主义:有些人认为,应该把自然界无情的生存竞争引入人的社会生活中来。他们认为纯粹的竞争才能促进人类的进步,应该提倡个人和国家的竞争(包括终极的毁灭战争),从而淘汰失败者和一些“不适合再生存下去”的一部分人。从而达到净化人类基因,优化人种的效果。是一种极端思想的体现。是否认人的社会性这个基本概念,只是赞同“人来源于动物”,否认“却高于动物”这一人类基本属性。 ◎ 自然诱导2011年,姬厚元在其《生物进化律》一书中,提出了自然诱导—生物自组织的进化机制。该学说将自然环境和生物自身在生物进化中的作用紧密结合起来,认为生物的进化是在自然环境变化的诱导下生物重新自组织的结果,认为生物的有序变异构成了生物进化的原材料作,反对达尔文的自然选择学说。在解释生物进化的速率上,认为生物进化的速率由自然环境变化的快慢决定。在此基础上提出了协调性遗传的观点,解决了变异性状是如何进行遗传的进化难题。 ◎ 进化层次◎ 专家观点美国遗传学家R.B.戈德施米特认为,通常的自然选择,只能在物种的范围内,作用于基因而产生小的进化改变,即小进化;而由一个种变为另一个种的进化步骤则需要另一种进化方式,即大进化。他认为大进化就是通过他所假设的系统渐变(涉及整个染色体组的遗传渐变)而实现的。这样就可以一下子产生出一个新种甚至一个新属或新科。美国古生物学家辛普森同意把进化的研究分成两大领域:研究种以下的进化改变的小进化和研究种以上层次的进化的大进化,但并不同意戈氏的观点,他并不认为小进化与大进化是各自不同的或彼此无关的进化方式。 ◎ 两者关系小进化研究种以下的进化改变,包括:①小进化的因素和机制,研究遗传突变、自然选择、随机现象(如遗传漂变)等因素如何引起群体的遗传组成的改变等。②种形成,研究新种的形成方式和过程,研究小进化因素如何导致同种的群体之间的隔离的形成和发展,研究种内分化和由亚种、半种到完全的种的发展过程等。 大进化研究种以上的分类单元在地质时间尺度上的进化改变,其对象主要是化石,最小研究单位是种。主要研究内容包括:①种及种以上分类单元的起源和大进化的因素。②进化型式,在时间向度上进化的线系的变化和形态。③进化速度,形态改变的速度和分类单元的产生或绝灭速度,种的寿命等。④进化的方向和趋势。⑤绝灭的规律、原因及其与进化趋势、速度的关系等。小进化与大进化在物种这一层次上相互衔接,事实上小进化与大进化都研究物种形成。关于小进化与大进化的关系问题,近年学术界展开了激烈的争论。间断平衡学派认为不能以小进化的机制来解释大进化的事实;而现代综合进化论则认为小进化是大进化的基础,小进化的机制在一定程度上是可以说明大进化的现象的。 ◎ 进化形式从进化的观点看,同时生存的不同生物种在时间的向度上可以回溯到一个共同祖先。因此,按照祖裔关系可以将现时生存的和曾经生存过的生物相互联结起来,这种表示祖裔关系的生物进化系统称为种系发生。生物的种系发生可以形象地表示为一棵树:如果从树根到树顶代表时间向度,主干代表共同祖先,大小分枝代表相互关联的进化线系,这就构成所谓种系发生树或进化树。所谓进化型式就是进化在时间与空间上的特征,也就是种系发生的特征,具体表现在进化树的形态上:枝干的延续和分枝方式、树干的倾斜方向和在空间上的配置、树干的中断等等,它代表着种系发生中线系进化、种形成、绝灭等方面的特征。 在谱系进化中有两种性质不同的进化改变。一是形态结构及其功能由简单、相对不完善到复杂和相对完善的前进性(进步的)改变,称之为前进进化;前进进化的结果是造成生物的等级从低级到高级。另一种进化改变是线系分枝,叫做分枝进化;分枝进化的结果是产生新的分类单元和生物歧异度的增长。广义的前进进化包括除分枝进化以外的各种进化改变,既包括前进的(进步的)进化改变,也包括非前进的甚至退化的改变。既无前进进化,又无分枝进化的情况称为停滞进化,如活化石之类的情况。 ◎ 适应辐射在相对较短的地质时间内,从一个线系分枝出许多歧异的分类单元,叫做辐射。由于辐射分枝通常是向不同的方向适应进化的,所以又称为适应辐射。 ◎ 趋同进化不同的线系各自独立地进化出相似的特征叫做“趋同进化”,简称“趋同进化”。形态结构的进化趋同往往是由于功能的相似,而功能的相似又往往是由于适应于相似的环境。 ◎ 平行进化(简称平行)是指两个或多个有共同祖先的线系,在其祖先遗传的基础上分别独立进化出相似的特征。通常平行与趋同不易区分,一般说来平行进化既涉及同功又涉及同源;假若后裔间的相似程度大于各自的祖先之间的相似程度则可称为趋同,若后裔之间的相似程度与其祖先之间的相似程度差不多则可称为平行。大进化的模式 ①渐变模式。认为形态进化速度多少是恒定的、匀速的,形态进化是逐渐的;形态改变主要是线系进化造成的,大多发生在种的生存期间,与种形成无关,种形成(线系分枝)本身只是增加新的进化方向。②间断模式。认为形态进化速度是不恒定、非匀速的,快速的“跳跃”与长期的停顿相交替,即在种形成期间进化加速,种形成后保持相对的稳定。进化的形态改变与种形成相关联,即大部分形态改变是发生在相对较短的种形成时期,在可能长达数百万年的种生存期内不会发生显著的形态改变。两种模式各有一些有利于自己的证据,但这些证据本身还需进一步研究才能证实。 ◎ 进化速率单位时间内生物进化改变量。衡量进化速率必须确定两个尺度:时间尺度和进化改变量的尺度。时间尺度有两种,即绝对地质时间和相对地质时间,一般应使用绝对时间尺度;只在不得已时,才使用相对时间尺度。 ◎ 进化趋势从长的时间尺度来看生物进化呈某种方向性,但这并非说自然界存在着既定的进化轨道,这里说的方向性是统计学的趋向。因此,进化趋势是任何因素(包括随机的非随机的因素)所造成的进化的统计学趋势。 ◎ 小进化趋势小进化趋势是指在生物种的自然群体之内,自然选择作用所造成的表型进化改变的趋向性。这种进化趋势通常是适应局部环境的结果,进化改变发生在线系之内,所以也可称之为线系进化趋势,表现为线系在时间-进化改变坐标系内的倾斜。 ◎ 大进化趋势大进化趋势是指在种系发生中线系分枝的主体的趋向性。大进化趋势发生在种以上的分类单元的谱系进化中,所以又可以称为谱系进化趋势,表现为谱系中的偏斜。为解释大进化趋势发生的原因,不少学者提出过种种假说,但由于缺乏证据,能够成立或有说服力的还很少见。进化是生物逐渐演变向前发展的过程。在这个过程中,生物由低级发展到高级,由简单发展到复杂。今天地球上的各种生物,极少是和远古时代的祖先一模一样的。同样,在未来,各种生物又会和今天不同,这就是进化的结果。进化的过程是极其缓慢的,要经过长期的自然选择逐渐地演化。除了由低等进化到高等外,生物的种类也不断地增多。今天的物种远比5亿年前的物种多得多,今后还会不断地增加。 ◎ 理论质疑一般对进化论的批判在于认为其缺乏足够的化石证据解释不同物种之间的“过渡”,但事实上最大的瓶颈却是以实验实际重现一次复杂动物或植物的进化。理论上,若鸟类为爬行动物进化而来,从爬行动物至鸟类必然出现“过渡物种”,但爬行动物为冷血动物,鸟类的体温却常维持比一般生物更高的温度,中间的过渡物种如何平衡这样的生理差异,曾经不得而知,目前已发现大量的过渡物种化石,借由孔夫子鸟及其他近期发现的化石证据显示不但鸟类和恐龙曾经并存很长一段时间,且有部分恐龙是温血动物,目前有种解释是鸟类和恐龙的祖先是在更早的时间点就进化出温血机制的蜥蜴(过渡物种),再借由这种温血蜥蜴进化出部分温血的恐龙而后进化出鸟类。目前确实没有任何方法可以在短时间内进行任何微进化以外的动植物进化实验,若是可以则进化论的体系将趋于完整,目前在证据上算是充分证明物种会进化,但没有直接的证据。 ◎ 驳创世说进化论是一种理论。许多人在小学时就学过,按等级划分的话,理论处于中等——它比纯粹的假说有把握,但与定律相比又略逊一筹。然而,科学家并不是以此划分这些术语的。按照美国国家科学院(NAS)的解释,科学理论是对自然界的某一方面所作的有充分依据的阐释,它可以包括事实、定律、推论以及经过检验的假说等。定律是有关自然界的概括性描述,而一种理论无论得到多少证实,都不会使它变成定律。因此当科学家们谈到进化论时(或者就这个问题而言,谈到原子理论或相对论时),他们并没有表示对这一理论的真实性有任何异议。 除了进化的理论之外,人们也可能举出进化的实例来。美国科学院把事实定义为已经获得反复证明的、实际上已被大家公认为真实的观测结果。化石记录和不计其数的其他证据证明了有机物是随着时间的推移而逐步进化的。虽然没有人直接看到这些变化,但间接的证据既清楚又明确,足以令人信服。无论哪一门科学,依靠间接证据来说明问题都是司空见惯的事情。例如,物理学家不可能直接看到亚原子粒子,因此他们通过观测粒子在云室中留下的特有轨迹来证明粒子的存在。但物理学家并没有因为无法直接观测而使所得的结论欠缺说服力。自然选择陷入了循环论证的怪圈:适者生存,存者即为适者。 适者生存是一种有争论的自然选择表述方式,实际上更专业的表述方式应采用生存和繁殖分异率(differential rate of survival and reproduction)这一术语。这种描述法不是给各个物种贴上适应或不适应的标签,而是描述各物种在既定条件下可能留下多少后代。将一对繁殖迅速的小嘴雀科鸣鸟和一对繁殖较慢的大嘴雀科鸣鸟放到一个食物丰富的岛上。在几代之内,繁殖迅速的鸣鸟就可能把持了大部分食物源。但如果大嘴鸣鸟更容易嗑开种子,那么优势就可能转向这些繁殖较慢的鸣鸟一边。美国普林斯顿大学的 Peter R. Grant 在对加拉帕戈斯群岛上的雀科鸣鸟所做的一项开创性研究中,观察到了野生条件下种群此消彼长的变化情况。关键在于,给物种的适应性下定义可以不参照其生存能力的强弱:鸟的大嘴更适合嗑开种子,不论这一特性是否在给定条件下具有增强生存能力的价值。 微观进化考察的是物种内随时间的推移而发生的变化,这类变化可能是新物种形成的前兆。宏观进化则研究物种这一层次以上的分类学族群是如何演变的。它的证据通常来自化石资料以及重构各种有机物之间的关系而进行的 DNA比较。如今连大多数创世说者都承认,实验室中的试验(如对细胞、植物和果蝇所作的研究)以及实地进行的考察(如 Grant对加拉帕戈斯鸣鸟嘴部形状演变所进行的考察)都证实了微观进化的存在。自然选择及其它机制(包括染色体改变、共生和杂交等)都可以促使生物群体发生深刻的变化。宏观进化的历史性研究所涉及的是根据化石和 DNA而不是直接观测作出的推论。但是,对于历史科学(包括天文学、地质学和考古学和进化生物学),科学家仍然可以对假说进行检验,看这些假说是否与物理证据相符,是否能对未来的科学发现作出具有检验性的预测。例如,进化意味着在人类最早的祖先(距今大约 500万年)以及解剖结构上最早的现代人类(距今约 10万年)之间,应该存在一系列其他原始人,它们身上猿的特点越来越少,而人的特点越来越多,这恰好与化石资料完全吻合。但是我们不会(也的确没有)在侏罗纪(距今约 6500万年)的地层中找到现代人类的化石。进化生物学的常规研究作出的预测比这精细得多、准确得多,而且研究人员也不断对这些预测进行检验。创世说者也可能通过其他方式来反驳进化论。如果能够找到资料证明哪怕仅仅一种复杂的生命形式是从无生命物质中自发产生的,那么至少在化石中看到的几种生物可能是通过这种方式进化而来的。如果曾有超级智能外星人出现并创造了地球上的生命(甚至创造了特定的物种),那么纯粹进化论的解释将遭受怀疑。但是迄今没人提出这类证据。应该指出,把可伪证性当作界定科学的特性这一观点是哲学家 Karl Popper在 20世纪 30年代提出来的。因为他的思想准则中狭隘的解释将很多货真价实的科学研究分支排除在外,直到最近一些年来,他的思想观点才逐渐被广义化了。 没有证据表明进化论的支持者在逐渐减少。随便翻开任何一期生物学的专业杂志,你都会找到支持并发展进化论研究或者赞同进化是一种根本的科学概念的文章。与创世说的观点相反,严肃的科学杂志更没有否定进化的报导。上世纪 90年代中期,美国华盛顿大学的 George W. Gilchrist 调查了列入原始文献的数千种期刊,想要找到关于「神力设计」或创世说的文章。他查遍了数十万个的科学报告,也没有发现一篇关于创世说的报告。过去两年中,由东南路易斯大学的 Barbara Forrest和凯斯西部保留地大学的 Lawrence M. Krauss分别独立进行了同样的调查,结果也是无功而返。创世说者则反唇相讥,声称思想封闭、顽固排外的科学界拒不接受他们的证据。然而,据《Nature》、《Science》及其他重要杂志的编辑们讲,他们几乎没有见过有关反对进化论的投稿。有些反对进化论的作者曾在严肃的科学杂志上发表过论文。但这些论文极少直接攻击进化论,也从不旗帜鲜明地举出创世说的论点。它们最多不过是指出进化论存在某些未解决的问题(这一点并没有人反对)。简而言之,创世说者拿不出充足的理由使科学界能够认真地对待他们的说法。 生命的起源在很大程度上仍是一个不解之谜,但是生物化学家已经弄清楚原始核酸、氨基酸及构成生命的其他各种基本元素是如何形成并实现自我复制的,从而奠定了细胞生化过程的基础。天体化学分析表明,这类化合物最初可能大量地在太空中形成,然后随彗星来到地球上。这一理论或许可以解释,在地球年轻时的各种条件下,这些生命组成要素是如何出现的。创世说者有时抓住科学家当前暂时无法解释生命的起源这一点大作文章,试图以此全盘否定进化。其实,即使地球上的生命真的通过进化以外的途径诞生的(如外星人在数十亿年前将首批细胞带到了地球上),不计其数的微观进化与宏观进化研究有力地证明了生命的进化是一个确凿的事实。 数学的分析表明,像蛋白质这样复杂的东西随机产生是不可思议的,更不用说活细胞乃至人类。机遇在进化中起着一定的作用(例如通过随机突变而使物种获得新的特性),但进化过程并不是靠运气来产生有机物、蛋白质或其他生命实体的。恰恰相反,自由选择(应为人知的主要进化机制)通过保留有益的(适应性)特征并淘汰无益的(非适应性)特征而实现非随机的变化。只要选择的力度保持稳定,自然选择就可以推动进化朝着一个方向前进,在出人意料的短期内产生出复杂的结构。 热力学第二定律认为,随着时间的推移,系统必定朝着越来越无序的方向发展。因此,活细胞不可能从无生命的化学物质中进化出来,而多细胞生物也不可能从原生动物进化而来。这种说法错在误解了热力学的第二定律。如果这种说法站得住脚的话,那么矿物晶体和雪花应该也属于不可能成形的物质,因为它们同样是从无序的组分中形成的复杂结构。热力学第二定律实际上是说,一个封闭系统(即不与外界发生能量和物质交换的系统)的总熵不会随着时间的推移递减。熵是一个物理学概念,常常被说成是“无序”。然而这个术语与惯用的词还是有很大的差别。更重要的是,热力学第二定律允许一个系统的某部分的熵减少,只要该系统其他部分的熵有相应的增加。因此,我们的地球作为一个整体可能会变得愈加复杂,因为太阳不断把热和光散射到地球上,而太阳内部热核反应所导致的熵增大足以抵消散射到地球的熵。简单的有机体可以通过耗用其他的生命形式以及非生命物质而朝着越来越复杂的方向发展。 生物学资料已经证明,许多特性是通过点突变(point mutation)产生的(所谓点突变就是在一种有机体的 DNA中确切的位置上出现的变化)。细菌对抗生素的耐受性便是一个很好的例子。动物体内调节发育的同源盒结构基因(homeobox)的突变也可以产生复杂的效应。Hox基因决定腿、翼、触角以及躯体的各部分应该在何处长出来。例如,果蝇的触角足突变(Antennapedia)使在本该长触角的地方长出了腿。这些异常的肢体不起甚么作用,但是它们的存在证明了遗传基因出现了错误,可以产生复杂的结构,而自然选择可以借此对这些结构进行试验,看其是否有用。此外,分子生物学研究已经发现了一些比点突变更高级的遗传变化机制,这些机制扩大了物种新特性出现的途径。基因内的功能分子可以通过各种新颖的方式拼接在一起。整个的基因也可能意外地在一种有机物的 DNA内被复制,而复制的基因则可以突变成新的具有复杂特性的基因。对多种有机物的 DNA所作的比较表明,血液中的珠蛋白就是以这种方式在数百万年中进化的。 进化生物学家对于自然选择如何产生新物种已经作过广泛的论述。例如,哈佛大学的 Ernst Mayr建立了一个名为“不重叠分布区”(allopatry)的模型。该模型认为,如果通过地理边界把某一群体的有机物同其余群体隔绝开来,那么它就可能面临不同的选择压力。被隔绝的群体内将逐渐积累起变异的因素。等到这些变异因素积累到相当显著的地步,以致这个分化出来的群体不可能(或者通常情况下不会)同原始的种群交配而繁殖后代时,该群体就会独立地进行繁殖,并沿着这条道路发展下去直至最终变成一个新物种。自然选择是研究得最为详尽的一种进化机制,但是生物学家也同时考虑了其他各种可能的进化机制。生物学家一直在评估引起物种形成或产生有机物复杂特性的若干不寻常遗传机制的潜力。美国阿默斯特马萨诸塞大学的 Lynn Margulis及其他研究人员令人信服地证明了某些细胞器(如产生能源的线粒体)是通过古代有机体的共生融合而进化来的。因此,关于进化可能是由自然选择以外的其他力量所引起的研究,科学界表示欢迎。但是这些力量必须源于自然界,而不能归功于神秘莫测的创世天使的神力作用,因为这类作用的存在根据没有得到科学的证明。 物种形成可能是相当罕见的,在某些情况下可能要花费若干世纪的时间。此外,识别一个处于形成阶段的新物种可能比较困难,因为生物学家对于如何界定新物种的概念有时持不同看法。目前应用最广泛的定义是 Mayr提出的“生物物种概念”(Biological Special Concept)。该定律认为,某一物种是由若干独立繁殖的群体构成的一个确定种群,也就是通常不会或不能在其种群以外进行繁殖的若干种有机体。实际上,这一定义可能很难用于因相距遥远或地域不同而彼此隔离的有机体,也很难用于植物(更不用说无法繁殖的化石)。因此生物学家通常将有机物的实体和行为特性作为其物种归属的线索。但是,科学文献中的确存在有关植物、昆虫及蠕虫的物种形成报告。在多数这类试验中,研究人员把有机体置于各种各样的选择条件下(以解剖差异、交配行为、栖居地喜好以及其他物种特性为选择对象),并发现由此而生成了一些不与外界异族物种进行繁殖的有机体种群。例如,新墨西哥大学的 William R. Rice和加利福尼亚大学戴维斯分校的 George W. Salt证明,如果他们根据果蝇对某种环境的喜好特性来选择一组果蝇,并将其单独隔离开来繁殖 35代以上,最终所得的结果是,被隔离的果蝇将拒绝与来自环境完全不同的果蝇交配。 另一类复杂性—所谓“特定复杂性”(specified complexity)—是贝乐大学的 William A. Dembski在其著作《设计推理》和《没有免费的午餐》中提出的神力设计论据的核心。他的论据实质上是说,生物的复杂性是任何盲目的、随机的过程永远无法产生的。Dembski声称,唯一合乎逻辑的结论是某位超人的神灵创造了生命并左右其发展,这一说法与 Paley 200年前的论断如出一辙。Dembski的论据有若干漏洞。他暗示对生物进化的解释只是随机产生或神灵设计,这是不正确的。在圣菲研究所和其他地方研究非线性系统与元胞自动机(cellularautomata)的研究人员已经证明,简单的无向过程能够产生极其复杂的模式。因此,有机体中所呈现的某些复杂性从一定程度上讲,可能是通过我们几乎还不了解的自然现象产生的。然而这完全不等于说生物的复杂性不可能自然地产生。 现代科学的核心原则就是方法论的自然主义,即力求通过观测到的或可检验的自然机制来解释宇宙。物理学用支配物质与能量的特定概念来描述原子核,并通过实验对这些描述进行检验。只有当实验数据显示先前的描述不足以解释观测到的现象时,物理学家才会引入新的粒子(如夸克)来丰富其理论。而且,这些新粒子的特性并不能随便定义(新粒子的界定受到严格的约束,因为它们必须能纳入到现有的物理学框架中)。 一些人认为“泛进化论”现有生物学进化理论和神学创造论存在致命的局限(当然,以现在的科技程度,不论是创造论还是进化论都只属于理论):1、整个宇宙从奇点大爆炸开始就开始演变,从场到粒子、星球、星系、分子的形成,从原始人类社会到现代人类文明,从简单技术发明到现代高科技,无疑是一个演变发展的进化过程,一个生态系统的形成也是从低级到高级、从少到多的物种发展过程,因而生物界也必然是一个从低级到高级、从相同到不同的许多生物物种的进化;2、神学创造论并没有解释任何科学家感兴趣的生物物种形成的具体内容,对知识的增加没有提供可发展的前景,对生物的研究和认识没有可操作的方法论,不能对不同等级不同类型的多样性生物之间的具体关系提供知识(但现代科学实在的起源是源于宗教,神学创造论为科学发展提供了不可磨灭的功绩)3、现有进化理论只能解释生物界是进化和演变而来,而且是自然和人工对遗传变异的选择;但是不能解释遗传变异的规模性与必然性,也不能解释物种之间的超越性大型遗传演变。中国科学家曾(杰)邦哲(Zeng BJ)1986年著述、1994年修订了《结构论 - 泛进化论》,提出了生物系统与人工生物系统的自组织系统进化理论,发表于1991年-1997年,并阐述了系统生物科学与工程、系统医药学的概念。 但是,这局限是由于人们不了解创造论和不愿上帝的管教引起的。1、大多数人的观念只是认为上帝只创造了星球,生物等,其实他是创造了时间,空间,原子,分子,光……等万有,而不只是我们能看到的。2、世界的起源问题本来就是不可考的,因为没有人亲眼看到,或者有实验能准确地说明。科学是有局限性的,它可以解释“是什么”,但是不能解释“为什么”。人的认识都有理性和感性两个方面,但当这两个方面都无法使人认识时,只有靠信,相信上帝的启示,因为我们太渺小,想认识的事物我们靠自己认识不了。3、若是进化论成立,那么现在应该有许多介于两物种之间的过渡生物存在,但是我们发现这种生物不存在。所以,进化论并没有充足的证据,也没有驳倒创世说。 2 动作游戏◎ 基本信息英文名:Evolution类型:动作游戏 研发:Jeff Sember&Don Mattrick 发行年:1982 操作系统:Apple II ◎ 简介游戏画面虽然非常简单, 但是内容可是非常有趣. 游戏目的是描述人类进化的过程, 而你要帮每一层次演化的生物度过难关, 第一关就是浮游生物, 要把所有的东西吃完.还有一关是人类要丢猴子, 这关可是非常的难, 我重复玩了这关20几遍. 不过非常有趣。 3 Twins音乐专辑◎ 基本信息专辑:进化论 歌手:Twins 语种:粤语 发行公司:英皇唱片 发行时间:2003.09.04 1.乱世佳人 2.你讲你爱我 3.慌心假期 4.You Know What I Mean 5.朋友的爱 6.夏日狂哗 7.高温瑜伽 8.香港纽约 9.Beautiful Day 10.三角圆舞 ◎ 对音乐的热切香港女子偶像组合Twins出道两年多,从最初的《爱情当入樽》(EP),《Twins》(EP)的初试啼声即一鸣惊人开始,接着而来的《我们的纪念册》的青春校园歌曲风格更是俘虏了成千上万少男少女的心,Twins更以她们清纯可爱的长相,甜美无比的笑容成为了新一代的学生情人,更成了广告商的宠儿和孩子们的偶像,所以这之后的《Amazing Album》忽然风格一转,改以儿歌,广告歌,翻唱经典歌曲为主来迎合市场,接着她们踏足红馆,连开三场演唱会,又推出了演唱会专辑《Ichiban兴奋演唱会》,成为香港历史上年龄最小,出道时间最短踏足红馆开演唱会的女歌手。2002年年底到2003年年初,Twins又连出了三版的《Happy Together》(欢乐年华)的精选辑,在疲软的香港市场仍然张张大卖,英皇公司马上趁热打铁,又推出了《Happy Together》的卡拉OK专辑.跟着而来的是Twins又一张转变风格之作,整体曲风开始趋向成熟化的《Touch Of Love》(爱的接触),在转变的同时她们仍不忘记照顾不同的歌迷群,适时的推出了全翻唱的英文儿歌专辑《Singing in the twins wonderland》,让小朋友可以边听儿歌边学英语,一举两得。这两年多来,Twins的歌曲曲风,年龄和形象是陪伴着她们的歌迷一起成长着,从最初的幼稚到如今的成熟,她们正是在一个不断进化的过程中。Twins从出道开始就一直倍受争议,很多人认为她们没有实力,靠着美丽的面孔来赢得市场,音乐方面根本不值一提,最新的这张粤语大碟取名《Evolution》(进化论),正是寓意了Twins出道以来一直在不停的进步和变化着,twins希望以此表示自己对音乐的热切诉求,并不断改进的决心。 《进化论》整张专辑的曲风跟Twins以前的专辑相比较起来显的非常的多元化,从古典乐到流行乐,从电子乐到传统乐,从印度曲风到拉丁曲风,从摇滚到R&B,可以说每一首歌都在寻求着突破,颇有“曲不惊人死不休”之豪情壮志。这张专辑也是Twins所有专辑中用了最长时间去专心录制的一张CD,可以说CD中每一首歌都是减轻了急功近利的商业化需求的诚意之作,这张专辑更是Twins为了寻求她们在音乐方面“质”的突破,从偶像派“进化”为实力派过渡的重拳出击。 《进化论》大部分歌曲的歌词仍然由现在香港最主流的填词人林夕,黄伟文负责,从Twins出道开始,他们就一直为Twins的歌曲填词,Twins的专辑每一次的进化,每一次的改进,他们都是功不可没,从上一张专辑《Touch Of Love》的玩主题的“填词游戏”之后,这一次的百变曲风,又需要他们歌词的完美配合,他们当然也不负众望,交足了功课。 由“孖宝668”、“爱情当入樽”,至“女校男生”、“风筝与风”及“千金”,每首歌都标志著Twins的成长,又随著年纪增长,歌路变得更成熟。以《进化论》名为新碟,Twins希望以此表示对音乐的热切诉求,并不断改进的决心。由古典音乐到流行音乐,可在碟内10首新歌中一一找到,当中包括有华尔滋、拉丁美洲音乐等,十分多元化。自Twins出道以来一直人气强劲,销量称冠,而这张专辑首批定单更已冲破白金数字,实在是可喜可贺﹗为了承接Twins一向以百变形象示人为宗旨,并且要突出大碟主题及配合全新歌曲风格,所以在服装设计上来了一次大突破,大玩性感前冲及色彩鲜艳的配搭,绝对令人眼前一亮﹗老拍挡伍乐诚继续为Twins率先炮制第一主打歌“夏日狂哗”,并由林夕填词 。炎炎夏日,岂能少得这对双生儿甚富夏日色彩之动感快歌! 4 BEYOND演唱歌曲◎ BEYOND演唱歌曲歌曲概述 《进化论》是中国香港殿堂级摇滚乐队Beyond的一首音乐作品,它收录在Beyond于1999年发行的粤语专辑《Good Time》内。该作品的词作者为林夕,曲作者为黄贯中,演唱者为Beyond。 基本信息 歌名:进化论 作词:林夕 作曲:黄贯中 演唱:Beyond 编曲:Beyond 发行年份:1999年 所属专辑:《Good Time》 歌词信息 玩具代代进化 不见得叫憎恶变相爱 天已老 地未老 进步 菩提代代进化 不见得叫争斗变宽恕 天已老 地未老 进步 红尘代代进化 不见得叫鲜血变花瓣 天已老 地未老 进步 一天一天 升天 一生一生超生 上帝未肯对化石天天修补 上帝未必答应明天更加好 茁壮的不会更茁壮 但你我每秒钟会更苍老 欲望日夜进化 不免需索再需索 天已老 地未老 进步 大地日夜进步 一切饥渴更饥渴 天已老 地未老 进步 循环或是进化 总要吸气再吸气 天已老 地未老 进步 万物日夜进化 将最可怕改到更可怕 天已老 地未老 进步 5 林俊杰演唱歌曲◎ 基本信息歌曲:进化论 歌手:JJ林俊杰 歌曲作词:林秋离 歌曲作曲:林俊杰 专辑:曹操 发行日期: 2006年2月16日 语言:国语 发行公司:海蝶音乐 ◎ 歌曲简介动感舞曲主打歌曲。 ◎ 歌曲歌词他近水楼台 就近取材 手到擒来 我在他面前却像隔着 山脉 山伯和英台 一封留言 排山倒海 爱她的纸片 把我说成 呆 过了几千年 爱情的宝典 祖先没传下来 达尔文的脸 黑丫丫一片 进化论解不开 讨厌现在 多情容易被出卖 讨厌古代 缘份只靠等待 讨厌未来 那承诺太容易腐败 快转倒带 结果总是一样坏 进化论 马车的轮胎 翻山越岭 都要表白 跑车跑的快 只为早点 Bye 讨厌现在 多情容易被出卖 讨厌古代 缘份只靠等待 讨厌未来 那承诺太容易腐败 快转倒带 结果总是一样坏 活了几千年 爱情的脸 跟随着进化在改变 悄悄的出现 一秒看不见 谁拿感情来当消遣 讨厌现在 多情容易被出卖 讨厌古代 缘份只靠等待 讨厌未来 那承诺太容易腐败 快转倒带 结果总是一样坏 讨厌现在 讨厌古代 缘份只靠等待 讨厌未来 快转倒带 最后结果总是一样坏 6 三联书店传的同名书籍◎ 基本信息作者: 大卫·布林尼 译者: 李阳 出版社:三联书店 出版年:2003-1 页数:192 定价:32.00元 装帧:平装 丛书: 把握关键丛书 ISBN:9787108017765 ◎ 内容简介自达尔文时代起,人和动物的祖先问题就一直被激烈地争论着,其间涌现出了各种各样的论断,也充斥着不少的骗局和困惑,所有的这些都一直让我们觉得兴味盎然。直至18世纪,人们还自以为明白自已在大自然阶梯上的位置:水母在最下方,人类在最上方,豚鼠之类投影在中间。但是,随着越来越多有关生物和化石的证据被发现,这条巨大的生物链渐渐变得混乱起来。这时候,达尔文开始了加拉帕戈斯群岛之行,于是这个有趣的故事也就开场了。《进化论》一书所要追溯的各种理论和发现,将解释长颈鹿的脖子是怎么来的,为什么天变热了耳朵大就有好处,还有一个叫做露茜的人怎么就被称为是所有人的祖母的祖母的祖母的祖母…… ◎ 作者简介大卫·布林尼(David Burnie)曾在英国布里斯托尔大学学习动物学和植物学,是一位经验丰富的科普作家。他独立创作或与人合著的书有50多本,其中《大自然是怎样运行的》(How Nature Works》曾获1992年“科学图书奖”(Science Book Prize)。他还曾任1998年出版的《自然百科全书》(Natural Encyclopedia)一书的顾问。 ◎ 目录引言 第一章 进化论的“进化” 第二章 查尔斯·达尔文 第三章 进入20世纪 第四章 进化在是行中 第五章 将生物分类 第六章 达尔文主义和社会 |
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