达尔文进化论对几个问题的解释

达尔文进化论对几个问题的解释

王超雄

关键词：达尔文进化论过渡态变种完善的器官不必要的器官性选择

1 引言

在科学思想界,达尔文进化论革命是继哥白尼日心说革命之后的一次最深刻、影响最久远的革命; 它用科学这把钥匙将人的思想从上帝的束缚中挣脱开来，从根本上改变整个人类的世界观。而诱发这一革命并驱动它不断前行的主要引擎是几个伟大的科学猜想以及人们对这些猜想执着的求证。达尔文之前的拉马克猜想初步奠定了进化论的基础; 在此基础上，达尔文提出的以自然选择为核心的进化论；他其后的孟德尔和摩尔根等人从基因的角度再一次验证了进化论；达尔文的后继者们提出的一系列猜想使得这一理论在日趋完善，但这并非终点。事实上，反进化论者的质疑自进化论诞生之初就不曾停止，譬如物种之间缺乏相互联系的中间状态、为什么某些进化而来的结构对机体毫无作用、某些极其复杂而又精密的器官真的可以通过进化得到吗……但事实上，所有的证据都存在与进化之中。

2 达尔文进化论对于这些问题的解释

1．为什么缺乏或罕见过度状态的变种？

现实存在的物种类型繁多并各不相同，如果物种是从其他物种一点点地逐渐变成的，那末，为什么我们没有到处看到无数的过渡类型呢？而且它们为什么没有大量埋存在地壳里呢？

对于前一点，达尔文主义者的解释是，那些中间体都灭绝了。这不难理解，所谓中间体，就是指当某个动物种刚刚分异为变种时介于两个适应性很好的物种之间的状态。这意味着中间体对两个物种的环境都具有一定适应性，但都不如在这一环境的这一物种的适应性，面对适者生存这一严酷的生存法则，淘汰的结局是注定的。但还有更重要的理由：在假定两个变种改变而完成为两个不同物种的进一步变异过程中，个体数目较多的两个变种，由于栖息在较大的地域内，就比那些栖息在狭小中间地带内的个体数目较少的中间变种占有强大优势。例如假设羊有三个变种，第一种适应于山地，第二种适应于平原，第三种适应于丘陵。由于山地和平原的羊群有较大的数目，它们将很快改进其种族特性，取代改进不大的丘陵种族，将这一中间体淘汰出局。

而对于第二点，原因似乎更加简单：地壳是一个巨大的博物馆；但自然界的采集品并不完全，而且是在长久的间隔时期中进行的，即便中间体确实存在，我们要找到它也不是一件容易的事。

综合来说，对罕见于中间体的原因，我们可以有以下观点：第一，新变种的形成是很缓慢的，这由于变异就是一个缓慢的过程，如果没有有利的个体差异或变异发生，自然选择就无所作为；同时在这个地区的自然机构中如果没有空的位置可以让一个或更多改变的生物更好地占据，自然选择也无所作为。这样的新位置决定于气候的缓慢变化或者决定于新生物的偶然移入，并且更重要的，可能决定于某些旧生物的徐缓变异；由于后者产生出来的新类型，便和旧类型互相发生作用和反作用。

第二，现在连续的地域，在过去不久的时期是隔离的部分，在这些地方，有许多类型已经变得十分不同，足以列为代表物种。在这种情形里，若干代表物种和它们的共同祖先之间的中间变种，先前在这个地区的各个隔离部分内一定曾经存在过，但是这些连

锁在自然选择的过程中都已被排除而绝灭，所以现今就看不到它们的存在了。

第三，如有两个或两个以上的变种在一个严密连续地域的不同部分被形成了，那么在中间地带有中间变种形成的可能，但是这些中间变种一般存在的时间不长，生存在中间地带的个体数量比被它们所连接的变种的个体数量要少些。单从这种原因来看，中间变种就难免绝灭；在通过自然选择进一步发生变异的过程中，它们一定要被它们所连接的那些类型所压倒和代替；因为这些类型的个体数量较多，在整体中有更多的变异，这样便能通过自然选择得到进一步的改进，而迸一步占有更大的优势。

第四，不是通过任何一个时期，而是通过所有时期来看，中间变种肯定曾经存在过，而把同群的一切物种密切连接起来，但是它们曾经存在的证明只能见于化石的遗物中，而这些化石的保存，是极不完全而且间断的。

2.器官的极度完善和复杂真的可以通过进化实现吗？

生命的完美常常会令人想到造物主的存在，例如人的眼睛，似乎达到了完善和完美的极致，这就使得人们追问：如此精巧的器官真的可以通过自然选择来实现吗？如果我们了解这一器官的漫长并且逐渐变化的发展过程，我们会发现，通过自然选择进而达到可以想象的完美程度，在逻辑上是成立的。

首先要说明的是，在达尔文主义者看来，完美是不存在的，或者说，完美是没有意义的。因为进化的本质在于适应。就以人眼为例，人类的眼睛是足够复杂的，有1000万个视杆细胞感受光暗，300万个视锥细胞辨别颜色。我们认为它足够复杂足够完美，但事实并非如此，人眼不能看到紫外线，但蜜蜂可以，在它们眼里有更多更丰富的细节。而另一个完美的破绽在于人眼存在盲点，人眼视网膜有一个称为视盘的小区域，这里没有感光细胞，是生理上的盲点。我们似乎可以确认的是，自然界不存在极度完善和复杂的器官，完美是不存在的。

那么我们为什么会有如此复杂的眼睛，它是进化来的吗？对于后者，答案是肯定的。比较很多动物的眼睛（或感光部位）我们会发现，它们十分相似。最简单的涡虫的光感受器和人眼并没有本质上的区别，它们都是通过感光细胞感受光刺激再传到神经进而引起反应。从这一层面上讲，人眼并没有我们想象的那样复杂。而物种会拥有复杂程度不同眼睛的原因则折射出物种在进化历史中曾经需要什么。例如由几百个晶状体构成的昆虫的眼睛使得昆虫看到的世界是一个粗略但庞大的画面，因为昆虫是自然间的牺牲品，任何一点风吹草动都可能意味着死亡，所以观察微小的环节对昆虫没有优势。它用概略的视觉看世界，视野里的任何动静立即被察觉，这是它生存的保障，在它看来，成像粗糙的复眼远比精妙的人眼完美。而这样的例子不胜枚举：蜻蜓为了锁定空中猎物而具有晶状体更多的复眼；蜜蜂形成了一个竖直条状光敏接收器是为了适应它观察直立状态的树木枝桠；而水黾由于眼睛有一条水平带，它的世界是水平的，这是为了更好的观察它们浮游之上的水平面；雄性苍蝇具有相对敏锐的视觉，以利于在配偶尚未发现它之前就潜进对方与之交配……在进化这盘棋上，每个棋手都竭尽所能下的更好。

至此，我们可以说，我们会有如此复杂的眼睛的原因仅仅是因为我们需要它。虽然这和没说差不多，但事实如此。例如人是哺乳动物中为数不多的非色盲，那很有可能是因为我们的祖先需要根据颜色来判断果实的种类，眼睛的复杂成为与自然博弈的筹码。换句话讲，如果我们没有如此复杂的眼睛，那么我就不会有资格坐在这来完成一篇论文。这就是进化，一切皆有可能。

3.为什么我们会有一些貌似不重要的器官？

自然选择能够促使器官趋于复杂，（比如眼睛等器官），因为视觉能力上的任何一点提高都是有用的，自然选择会抓住不放。但问题是那些表面看似不重要的器官是如何被进化保留下来的？那些在保证种族延续或变异更新中没有显示出足够的重要性的简单

的机体组成部分，它们又是如何被保留下来的？譬如，长颈鹿长有细小的尾巴，和眼睛的复杂程度相比，尾巴显得微不足道，那自然选择为什么会保留这一并不十分重要的器官呢?又比如，许多穴居动物是完全失明的，这不难理解，在一个完全黑暗的环境，眼睛立刻失去它的重要性。但问题是这些穴居动物为什么还保留了眼睛这一器官?这不会对它的种族延续有任何优势。

首先的一个猜想是，现在无关紧要的器官可能曾对这种生物的祖先具有重要意义，而随着环境的不断改变，原本重要的器官在环境适应中起到的作用越来越小，所以在我们今天它们是无关紧要的。这个猜想在逻辑上说得通，而且确有实例来证明这一点。拿尾巴来说，对于水生的鱼来说，尾巴的重要性不言而喻，没有了尾巴摆动，鱼将不能运动。如果我们承认陆生的动物是由水生的鱼进化来的话，那我们也得承认，陆生动物的尾巴对于运动的重要性有所下降，故而尾巴被用作其他用途，例如协助动物在快速奔跑中转弯，但这种帮助的作用很小，所以有些动物（例如野兔），几乎没有尾巴，但也能迅速转弯。所以就造成了一些在我们看来不重要的器官。

另一方面，我们有时候发现，本来无足轻重的特征被赋予了重要价值。具体来说，因某种未知的原因而导致的结构改变，起初可能并不能给该物种以优势，但是可能在后来这个物种的后代在新的环境下获得新的生活习性而使得这种改变成为优势。比如在达尔文《物种起源》中提到了一种曳尾竹，这种竹子的竹枝末端长有一簇钩子，使得它能攀上高树，这种构造对这种植物有很高的使用价值，但是一个事实是很多并非攀缘植物的树也生有类似的钩子。显然，在我们看来，这些并非攀缘植物的树的钩子是不重要的器官，但这种说法是错误的，这些树的钩子的重要性并没有表现在现在，而是表现在未来。又比如，哺乳动物幼兽头骨有缝隙，没有愈合。这被认为是一种帮助分娩的完善适应。但是幼鸟和爬行动物幼体的头骨也没有愈合，而它们是破壳而出，并不需要分娩。显然我们可以说，由于某种未知原因，使得哺乳动物、鸟类、和爬行动物的祖先有了幼体头骨有缝隙这一性状，而再不需要分娩的情况下，这一性状无关紧要，类似于那些不重要的器官，但一旦祖先的后代为了适应环境而选择分娩，这一性状的重要性就凸显出来。

另外一种观点是我们之所以认为这些器官无关紧要，是因为我们没有认识到它的重要性。就如同长颈鹿的尾巴，比起其接近6米的身高，尾巴长度不及其身高的十分之一，而且十分细小，不足起到在运动中维持平衡的作用，它的唯一功效似乎只能是拍苍蝇。所以我们认为长颈鹿的尾巴是无关紧要的器官，但是，要知道长颈鹿生活的南部和中部非洲的苍蝇异常凶猛，它们不仅吸血，而且传播寄生虫，这些地区一度因为苍蝇的泛滥而无法养殖牲畜。这样看来，长颈鹿的尾巴不仅不多余，简直就是救命的法宝。另一个例子是人的阑尾，它一度被认为对人体毫无用处，相反，还有可能引起阑尾炎，所以一些国家在婴儿刚出生时就将其摘除，但后来发现，阑尾对免疫有重要作用，是人免疫系统的组成部分。综合以上三方面，我认为进化论已经对貌似不重要的器官的存在做了合乎逻辑且有事实依据的解释。

4.为什么动物会有不利于其生存和适应环境的行为和性状?

孔雀的尾巴五彩斑斓，观赏性极强，但这对于孔雀适应环境不会有什么影响，甚至于对于长有巨大尾巴雄孔雀来说，尾巴除了使它变得好看一点外，那完全是个负担。那么，自然选择为什么会允许这一现象的存在？长颈鹿长有哺乳动物中最高的脖子来吃到高树上的叶子，但代价为了将血液泵到大脑，长颈鹿有哺乳动物中最高的血压，为什么长颈鹿不选择长高它的腿，而要选择伸长脖子这种危险的进化方式？

达尔文给出的答案是，这是性选择的结果。任何生物存在于这个世界上，有两件事必须考虑，一是如何适应环境从而生存下来，二是如何将自己的遗传信息传递下来，

关于如何适应环境，有自然选择，而关于如何传递遗传信息，达尔文提出来另一个观点：性选择。简单来说，自然选择是为生存而进行的斗争；而性选择则是雄性为占有雌性而进行的斗争。由于精子比卵子廉价，而且精子制作者不会受怀孕、生产、哺乳等生育婴儿的活动限制，因此雄性在共同的生殖活动中付出的努力更少，这表示，雄性有更多交配的机会，但合适的伴侣是有限的。这导致的结果是雄性必须为了赢得雌性这一稀缺资源而进行斗争，而雌性在这一过程中充当了选择者的角色。当然，相对于自然选择适者生存不适者淘汰的残酷，性选择要相对温和，自然选择的失败意味着死亡，而性选择的失败不过是产生少量后代或不产生后代。而且就强度来看，从受精卵形成，自然选择对生物的作用就开始了，而性选择只是在生物的繁殖期内发挥作用。但从雄孔雀甘心承受巨大尾巴带来的对于能量和养料的更高要求和雄性长颈鹿冒着猝死的危险努力伸长脖子来看，性选择同样重要。

关于性选择的原因，我们可以这样解释：当雌鸟认为拥有一身漂亮羽毛的雄性更强壮、基因更好时，雌鸟就会选择有漂亮羽毛的雄鸟作为交配对象，当这种观念被传承下来，所有的雌鸟都去选择有漂亮羽毛的雄鸟，甚至于即使当某只雄鸟不强壮，没有好的基因，但有一身漂亮羽毛时，也会成为雌鸟的青睐对象。而雄鸟，为了得到雌鸟的青睐，得到更多的交配机会，不得不为这一身羽毛大费周章，即便这些羽毛可能会给它带来负担，但与在性选择中失败进而“断子绝孙”相比，这点风险是值得冒的。而对于雄性长颈鹿，它们的长脖子被用来打架，这听起来很奇怪，但事实如此：每到繁殖期，雄性长颈鹿之间用脖子互撞，胜利的一方会获得与雌性的交配权，显然，有更长脖子的长颈鹿就有更高的交配机会。所以，它们会有那么长的脖子，不仅是为了吃，更是为了繁衍后代。

3. 结语

以上是用进化论对一些能引起困惑的问题的粗浅解释，而且较多的引用了达尔文本人的思想，我们可以看到，在150多年前被提出的进化论时至今日仍然有无限的生命力，但我们必须承认的是，尽管达尔文的进化论解释了一些问题，但这是否是进化的真相？即便是，未解释的问题还是要远远多与已经解释的问题，换句话说，在追索生命起源这条路上，我们离终点还有很远。

（2013年十二月21日）

[ 1 ] 达尔文. 物种源始（第一版）[ M ] . 李虎，译.清华大学出版社2012年5月

[ 2 ] 史蒂文?琼斯. 达尔文的幽灵[ M ] . 李若溪,译. 中国社会科学出版社2004年7月

[ 3 ] 吴相钰、陈守良、葛明德. 陈阅增普通生物学(第三版) [ M ] .高等教育出版社2008年11月

[ 4 ] 舒德干. 进化论的几个重要猜想及其求证[ J ] <自然杂志> 31卷4期2009年7月