进化论是历史上最著名的科学理论之一。它解释了物种是如何随着时间而进化的,也解释了人类如何变得如此聪明,为什么长颈鹿如此高,细菌是如何变得耐药的。
?今天,进化理论不断发展,成为了生物学的关键性理论支柱之一,然而它仍然是科学领域被误解最多的一个理论,特别是引起了神创论者的不断攻击。
现在,就让我们一起来盘点一下人们对于进化论的最常见误解。
人类是从猴子进化过来的
达尔文发表《物种起源》说后,引起了不小的非议。一次宴会上,达尔文遇上了一位美貌的女士。女士气冲冲地质疑达尔文:“达尔文先生,听你说,人类是猴子变来的,我也是从猴子进化来的吗?”达尔文风趣地回答到:“当然不是,你是由长得非常迷人的猴子变来的。”
这是一个流传得非常久的故事,许多人错误地就此以为进化论者认为人类是从猴子进化而来的,并提出质疑,如果人类是从猴子进化而来的,为什么不是所有的猴子都进化成了人类?
事实上,这个风趣幽默的故事可能纯属杜撰。以达尔文为代表的进化论者认为人类与猴子的关系更像是表亲关系,而非祖父的关系。在亲缘关系上,人类与猿的关系更密切。
虽然人们习惯性把猿猴并称,但实际上猿和猴子是两个不同的物种。现代猴子被分成新世界猴及旧世界猴,这两种猴子跟猿都是不同的物种。猿被分成长臂猿科和大猿,大猿包括猩猩、大猩猩、黑猩猩和人属四种。所以,我们一定不是从猴子进化过来的。那么,我们会是从像猩猩这样的大猿类进化而来的吗?
我们和其他的大猿类有许多相同的遗传特质,比如黑猩猩、倭黑猩猩(黑猩猩属下的两种动物之一)和猩猩、大猩猩,它们在亲缘关系上,是尚存的与人类最近的灵长类动物,但它们也不是我们的祖先,每一个大猿,包括人类,在很久以前,是从一个共同的祖先那儿独立进化而来。
如果你再追溯,你就会发现时间再久远点,在猿、猴之间,在所有灵长类动物,和所有的动物之间都会有一个共同的祖先。进化树的每一个分支都持续进化,产生不同形状、大小和颜色的新的物种。
所以,人类既不是从猴子进化而来,也不是从大猩猩这些猿类进化而来。我们和这些物种在进化历史上有交叉,有共同的祖先,但彼此之间并不是祖父的关系。
我们无法见证物种的进化历程
通常,进化要几百万年的时间,即使穷其一生,我们也别指望着能看到像恐龙变成鸟那样巨大的物种变化。之所以很难追溯物种进化,一个原因是需要经历很多代的基因变异累积后,物种才会有明显的改变,如果一个动物的寿命很长,我们很难观测到它们的进化转变,但这不意味着我们没法实时地见证一个物种的进化过程。
在工业革命期间,英国的环境发生了巨变,工厂生产的浓浓烟尘,落在了桉树上。当时,桦尺蠖这种蛾子喜欢用桦树来伪装,由于黑色翅膀的桦尺蠖站在白色的树干上,会非常显眼,很快被捕食者发现,这时翅膀如果是浅色的,就会有优势,所以,19世纪中叶之前,英国人见到的这种蛾,都是浅灰色的翅膀上散布着一些黑色斑点。而深色的桦尺蠖数量就很少。
但很快,烟尘使得桦树变黑,深色翅膀的桦尺蠖这时反而有优势了,深色的桦尺蠖数量就增长起来了,因为它们能更好地存活起来,并将优势的遗传特质传递给后代。到1895年,英国重工业区,比如曼彻斯特附近的黑蛾所占的比例激增到接近100%,而在非工业化地区,灰斑蛾仍然占绝对优势。
现在,由于人类对环境的影响越来越大,类似的物种快速进化的例子非常多。比如,研究者观察到,由于人类喜欢捕杀大的冠军鱼,一旦被捕杀,冠军鱼就丧失了繁衍的机会,所以它们进化出较小的体型。这些例子都说明,物种进化不仅确实存在,而且我们还可以亲自见证。
进化论解释了生命的起源
有些人认为如果进化论可以解释生命是如何随着时间而改变的,它一定能解释生命是如何起源的。进化论确实可以解释清楚为什么生命是它现在的样子,以及为了适应环境,生命是如何随着时间的变化而发生改变,但进化论并没有声称可以解释生命是如何起源的。
进化论为我们找到了地球上所有生物的最后的共同祖先:露卡。这是一种生活在30亿年或40亿年前海底火山口附近的原胞,随后这种原胞分化出细菌和古细菌,演化成各种生命。今天研究已经发现在所有现代生物中广泛分布有355个共同的基因,并确定至少其中的100个基因来自露卡。此外,进化论还可以为我们提供一些线索,比如生命的起源需要什么,但这个谜题现在还没完全揭开。
物种进化是有目标的
由于物竞天择,一些人可能会以为每个生物都有一个终极的进化目标,那就是比其他生物更好、更强壮。实际上,进化根本没有目标。
进化是由于基因变异驱动,基因变异的概率是非常随机的。随后,生物所处的环境将会决定哪些变异是有用的,这些有用基因会传递给下一代,另外一些基因变异会让生物生存更加艰难。所以,自然选择挑选出特定的变异,并淘汰另外一些变异。至于生物的哪些基因会突变而进化,这是一个偶然性事件。
此外,生物进化的道路,像科学实验一样,充满了错误和歧途,所以,进化的结果并不一定就是非常完美的。
比如,人类身体是进化的产物,但我们知道,现在人类身体器官,依然有许多设计缺陷。举个例子,人类的视网膜是倒置的,其上布满了背向眼睛前端的感光细胞,形成了生理盲点。这种眼睛结构并不是一个完美的眼睛结构安排。许多动物的眼睛进化得都比人类要完善,比如头足纲动物拥有相似的眼睛,有着一个朝前的视网膜,使得他们的视野没有盲区。猫——典型的夜间捕食者,还进化出了反射层,大大增强了眼睛对光的捕捉能力。
眼睛不是进化而来的
人的眼睛是一个神奇的结构,它能够探查任何地方小到几个光子,大到直射的阳光,能很快将焦点从你面前的屏幕切换到遥远的地平线上。事实上,由于眼睛如此灵巧,其结构一度认为是非常复杂的,以至于达尔文意识到眼睛进化的程度高得离谱,而一些人甚至声称眼睛是神灵赐予的。但现在,科学家们将现有动物的各种各样的眼睛从简单到复杂排列在一起后,推导出了眼睛进化的复杂过程。
最开始,眼睛只是一个简单的感光点,分布在一个平面上,它们只能感觉到黑暗和光明,随后,这个感光点凹陷成一个水杯的形状,这种结构将能更好地感知入射光线的方向。
然后,在几千年中,这种杯状感光体变得凹陷,前端的开口处变得越来越小,变化的结果类似于针孔效应,使得分辨率极大地提高,并只让一束细光能够射入眼睛,以此来降低失真率。一层透明的细胞会覆盖这个“针孔”以防感染,此时,眼睛内部将会填充液体,以优化光敏度和对光的处理。这些液体内部的蛋白质结晶使得晶状体得以形成。针孔摄像头以及晶状体的结构,是最终进化为人眼的基础。随后,虹膜、巩膜、泪腺等进化出来。而同等重要的是,伴随眼睛一同进化的大脑,用其不断扩大的视觉皮层来加工它所接收到的更清晰更多彩的图像。
眼睛进化出的这些特征,如果使生物能适应环境,并能更好地躲避捕食者或者狩猎,将会予以保留,在许多代后,眼睛的形状最终得以固定。
找不到过渡型的化石
如果在两个世系之间的生物中,有过渡化石能证明这两个物种的演化关系,当然是进化论最好的证明,但化石非常稀少。在所有现在濒临灭绝的哺乳动物中,考古学家只发现了它们9%的化石。
没有过渡型的化石,并不能说明中间物种没有出现。因为生物死后,并不总是会形成化石,即使那些体型庞大,容易成为化石的动物,化石形成也依赖于它们是如何死的,在哪里死的。比如,如果一只猛兽死在丛林里,其他生物会很快地分解动物尸体,消除掉尸体的所有痕迹,由于这些原因,化石记录的断裂难以避免。
当然,现在一些新的过渡型化石不断被发现,这些发现证实了进化理论。拿马来说,今天的马为奇蹄目动物,只有一趾,但它们的祖先一只脚上有多个趾头,这些新化石的发现阐释了在长期的演化过程中马其余的趾是如何退化,最后只剩中趾,并进化为蹄的。
自然选择驱动所有的进化
适者生存是进化发生的唯一途径吗?
随机的基因变异可以使得一些个体变得稍微不同于其他个体,造成遗传变异。那些有着更多能适应环境的遗传特质的动物生存和繁殖的成功率更大,它们会将优势基因传递给下一代,反之,那些没法适应环境的物种将会被淘汰,这个过程,叫做自然选择,是达尔文的著名论点,但它不是物种进化的唯一方式。
在进化论中,还有另外一种重要的机制叫做遗传漂变,在这种情况下,当一个族群中的生物个体的数量较少时,下一代的个体容易因为有的个体没有产生后代,或是有的等位基因(在DNA相同的位置上,控制相对性状的一对基因)没有传给后代,使得这个等位基因在之后的族群中彻底消失。这个物种基因变化过程不是由于突变、自然选择等因素引起的,而是在遗传过程中把基因弄丢了。
本文源自大科技<科学之谜> 2017年第2期杂志