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进化思想史_第十一章 综合进化论-2

彼特·鲍勒
科普学习
总共24章(已完结

进化思想史 精彩片段:

第十一章 综合进化论-2

奥巴林的理论出现在他1936年的《生命的起源》一书中(Oparin,英译本:1938)。他赞同霍尔丹提出的观点:最初的地球是不毛之地,大气中不含自由氧。如果氧已经存在,就将毁坏生命出现的必要化学条件。通过将氧视为生命的产物,这样就有可能支持生命的进化在行星的历史上只能出现一次的主张。奥巴林相信,地球最初被含碳氢化合物和氨气的还原性大气所包围。在这些气体中进行的化学反应产生出复杂的有机分子,它们溶解在海洋中,形成了丰富的“原始汤”。在原始汤里,化合物再次合成,形成了多分子开放系统或者团聚体,团聚体是小液滴,具有确定的结构,可以从周围环境吸收物质。自然选择这时开始发挥作用,只允许那些结构更稳定的团聚体存活,并淘汰了那些不太稳定的团聚体。更加成功的结构成为“类生命体”,类生命体是以最初的细胞为形式的真正生命出现之前的中间状态。不过,迄今为止,这一过程的最后阶段是依然是该理论中猜测成分最多的部分。

奥巴林的理论在西方很受重视,主要不是因为他的理论来源于辩证法,而是因为许多富有想象力的生物学家已经从简单唯物主义转向更加整体论的生命观(这种观点认为,整个有机体的行为不能仅根据其组成部分来解释;参看Allen,1975a)。在第二次世界大战以后的一段时期,利用实验检验该过程的某些阶段也显现出前景。斯坦利·米勒所做的实验成为最著名的验证(Miller,1953),在他的实验中,一个电火花照射奥巴林所设想的还原大气的样本,产生出氨基酸,这是作为蛋白质基础的复杂化合物。在此过程中后来可能的状态是什么,对这个问题一直有争议。最近的观点认为,泥土具有适当的特性,可以促使吸收在其表面的分子发生聚合作用。一些遗传学家对奥巴林的渐变模型提出异议,他们的理由是第一批基因的出现,一定属于生命的出现中的关键性突破。这时,已经知道了基因中DNA的化学结构,我们对DNA肯定具备的复杂性程度也有了更好的认识。不过,认为一个自我复制系统可能是逐渐建立的观点一直很流行,如果相信另一种观点,即存在着“一步”过程,那样的话,我们又将退回到一种状况中,认为肯定是通过很小分子的偶然碰撞,产生出复杂的结构。

无论第一次生命形式的出现是逐渐的,还是突然的,20世纪50年代的绝大多数生物学家认为终产物不可能是各种元素合成的产物,因为那需要经历很长时间。最有说服力的例子就是猴子与打字员,猴子要经过大量的试错,才能确保通过重复的随机组合活动,打出有意义的句子。然而,按照另一种解释,可以将化学进化视为绕过纯粹建立在试错基础上的一个系统所固有的缓慢历程。组织化比并非来源于不断胡乱进行合成,一旦组织化达到一个水平,就会保持这种状况,从而为过程的下一个阶段奠定基础。从地质学得到的新证据已经表明,生命的发展并非像人们曾经一度认为的那样一定要经历漫长的岁月。早在寒武纪初期,突然的“爆发”产生出更高等的类型之前很久,在地球历史的早期就出现了最早的原始[生命]形式。

早期的达尔文主义者已经认识到他们的前寒武纪生命依据,即所谓的加拿大始动物(Eozo?n canadense),并不足为信(见第七章)。很长一段时间以来,的确不清楚寒武纪的高级形式来源于何处,直到现代地质学家发现了真正的微化石,微化石是在显微镜下可以观察到的活细胞遗留物,出现在前寒武纪的早期。在30亿年前的的沉积岩中,发现了含有类似细菌生物的遗留物(Schopf,1978)。在略晚时期的地层中,发现了叠层石化石。叠层石中含有呈层状分布的兰绿藻沉积物,在高盐海域仍然可以发现叠层石结构。最古老的微化石占据了地球整个历史的3/4时期表明,在行星的表面刚具有适宜的条件之初,就形成了生命。现在的问题是要解释,为什么在活细胞的首次出现之后,经历了长时间的稳定,相反,多细胞有机体就在寒武纪之前的年代里却相当突然地形成了(Gonld,1977c,1980b)。

人类的进化

进入20世纪以后,在进化论涉及到的另一个方面,却取得了长足的进步,那就是我们人类自身如何演化的看法。达尔文曾经猜想,我们的祖先通过直立的姿势而与猿分离。两脚行走解放了双手,以便于制造工具,这样又刺激了人类智力的发展。然而,19世纪后期,这种见解被极大地忽视了,因为人们匆匆提出大脑的扩展是人类进化原动力的理论。当时人类仍被看成是自然过程的终极目标(Bowler,1986)。甚至有人认为我们的祖先转向在开阔的草原行走是人类智力发展的产物,正因为智力的发展促使我们的祖先领略到了走出森林的好处(G.E.Smith,1924)。直到现代综合论动摇了支撑这种目的论的人类起源观所依据的非达尔文主义进化论的合理性时,才使这种人类起源观无法成立。

人类化石一旦最终被发掘出来后,人们发现人类化石并不符合我们关于祖先的成见(关于一些重要的发现,见Leakey and Goodall,1969;Leakey and Prost,1971;Reader,1981)。19世纪60年代,赫胥黎已否认尼安德特人有可能是猿和现代人之间的纽带(第八章)。在19世纪后期,还发现了许多这种类型的标本,于是许多权威人士开始忽视赫胥黎的警告,把尼安德特人视为早期的类猿人。1891年,荷兰古人类学家尤金·杜布瓦在爪哇发现了一种更原始人类的头盖骨和大腿骨。海克尔曾宣称人类的发源地是亚洲,而不是非洲,杜布瓦正是在这种观点的影响下去了东印度。“爪哇人”证实了海克尔和达尔文的预言,即人类早在获得现代大脑容量之前,就已经直立行走了,当然,这个观点再次被“大脑优先”理论的支持者所忽视。杜布瓦将他所发现的新类型称作直立猿人(Pithecanthropus erectus),这个词是从海克尔那里借来的,海克尔当然很高兴地承认了这一发现。到了1900年,在一般人的印象中,人类的进化是一个线性的过程,从猿,经过了直立猿人和尼安德特人,再到现代的人。

20世纪早期,这个简洁的线性模型让位于一种更为复杂进步论,这种进步论可以克服化石带来的困难。这时,马尔瑟林·鲍勒(Boule,英译本1923)和阿瑟·基思(Keith,1915)提出尼安德特人太像猿了,不可能是现代人的祖先:发展的程度不困难像考古学记录中显示的那么短时间内完成(Hammond,1982)。相反,尼安德特人被视为是一个旁支,它独立而且平行于人类进程,并且被我们比较先进的祖先所灭绝。人类进化是一个分支而非线性的过程——这是进步论所采纳的一个貌似现代的想法,它认为所有分支都受同样趋势驱使。优人认为,自然界在产生出人类的过程中,“尝试”了各种图景。

辟尔当人骗局进一步支持了这个模型。1912年,业余地质学家查尔斯·道森在苏塞克斯郡辟尔当地区的一个砂砾河床中,发现了一些人类残骸。其中有一个大容量的头盖骨和一个与猿区别不明显的下颌骨。下颌骨和头盖骨接合的地方缺失了,但一般都认为它们属于同一个体。大英博物馆的阿瑟·史密斯·伍德沃德把这个新物种命名为道森始人(Eoanthropus dawso ni),而且伍德沃德成了根据辟尔当的“始人”重建人类进化的急先锋。这个发现似乎证实了人类的发展有几个不同分支。它也支持了下述观点:这些分支所说明的最重要问题是,大脑的发展快于身体的其他部分。直到1953年,这个骗局才被揭穿,人们发现上述残骸是由一个人的头盖骨和一个猿的下颌骨拼凑起来的(Weiner,1955)。从那时以后,出了不少作品试图探明谁是这场骗局的当事人(比如,Millar,1972;Blinderman,1986)。

早在辟尔当人的骗局被揭穿之前,辟尔当人就已属异常。20世纪20年代后期,中国发现的北京人表明,直立猿人的类型早已分布在世界各地,虽然最初将爪哇人和北京人视为是不同的物种,但是,这时人们都知道它们是同属于直立人(Homo erectus)的两个变种,在现代智人种(Homo sapiens)的进化中,直立人是先出现的。这些发现使人们回想过去曾经提出的一种观点:大脑的发展晚于采用直立姿势,但是爪哇人和北京人所在的地区使人们的注意力偏离了现代古生物学家后来认为属于重大发现的地区。1924年,解剖学者雷蒙德·达特在南非的汤格斯挖掘出一个未成年的类人猿头盖骨,他将其命名为南方古猿非洲种(Australopithecu s africanus)。他预言,南方古猿是人类的真正祖先,并且宣称,尽管这种生物的脑容量并不比猿的大,但它已经直立行走。达特的观点受到了怀疑,直到20世纪30年代末期罗伯特伯鲁姆的进一步发现,才证实南方古猿确实是两足动物。即使这样,那时流行的依然是人类起源的进步论思想。伯鲁姆本人也曾表示人是上帝所安排的进化历程的终极目标。现代综合论到来最终摧毁了旧的进步论和平行说,现代古人类学家试图去理解向两足转变及随后大脑容量增大的的适应意义,因而又回到一些达尔文首次提出的框架之中。

20世纪50年代,人们假定从南方古猿非洲种产生出直立人,然后又产生出智人种。后来的发现显示出该过程要复杂得多。曾有好几个不同种的南方古猿在非洲共存了相当长时间,直至灭亡。1961年,玛丽·利基发现了一个人类分支上更古老的一支,能人(Homo habilis),它们生活的年代早于绝大多数南方古猿。现在人们认为,更早的南方古猿阿法种(Australopit hecus afarensis,即著名的露西)才是共同祖先,正是从这里人与后来的南方古猿分离了(Johanson and Edey,1981)。古人类学者起初以为猿和类人猿线系的主要分化发生在1千5百万年前,但来自分子生物学的最新证据表明,分化的时间要晚得多(Gribben and Cherf as,1982;要想了解现代的进展,见Lewin,1984)。虽然在对细节的看法上还有争议,但是正如达尔文所预想的那样,人类进化是一个不规则的分支过程。

最新的发现已证实,获得直立姿态是人类进化的第一次突破,但是对于激发了这种进化原因的看法上尚有争议。激发的因素显然是非洲气候的变迁,从而导致丛林消失,出现了大片草地或热带大草原;那些猿人的后代选择了直立姿式,开始进驻新的环境,达尔文本人曾经暗示,将双手解放出来,用以制造工具,也许是适应优势之一,这样便促进了选择对直立姿势的作用。直到最近,这个观点一直很流行。“露西”的发现推翻了这种解释,因为没有任何证据表明南方古猿阿法种使用过工具(Johanson and Edey,1981)。必须解释的人类进化历程中另一个性状趋势是犬齿的退化,据推测犬齿的退回是食物构成的变化所致。也许两足站立提供了用手携带食物的机会,而伴随这种发展,出现了一种生活方式——家庭成员在临时居所的四周采集食品(Lovejoy,1981)。直到后来,南方古猿中的一个分支开始使用工具,于是导致了向能人的进化,而智力的建立则成了自然选择所发展出来的最关键的生存因素。

很多权威认为,人类进化经历了整个人种的改变。最近几年,新的“间断”进化模式已经应用于人类(见第十二章;Stanley,1981;Eldredge and Tattersall,1982)。根据这种解释,广布型的物种通常会在相当长的时期内保持相当稳定的状态,类人猿的化石记录支持了这种看法。有人认为,当一个小群体与亲种隔离时,便会迅速发生变化,新物种可能会因此而出现。亲种则保持不变,只是“分生出”新种,此后两个种可能会共存一段时间。

现代达尔文主义的含义:社会生物学

作品简介:

本书全面论述了进化论的发生和发展,从地质学、生物学、社会科学的社会思潮中剥离出进化论的种子、养料和催化剂,从而使读者认识到,科学既然是人类的活动,就不可能是封闭的;同样,来自科学的认识也可以影响到人类的其他领域。作者从事生物学史教学和写作多年,眼界开阔,文笔老到,《进化思想史》的内容虽然严肃,但通过鲍勒的笔触,却向我们展示出一幅进化论的生动画卷。

作者:彼特·鲍勒

翻译:田名

标签:进化思想史鲍勒

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