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发信人: AFisherman (渔父), 信区: Science
标  题: 进化论简史:三.达尔文的三大难题         oldsailor 
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年05月20日21:15:56 星期天), 站内信件

发信人: oldsailor (老水手), 信区: Science
标  题: 进化论简史:三.达尔文的三大难题
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年04月04日18:23:27 星期三), 站内信件

方舟子
                           三、达尔文的三大难题    

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。
    第一，是缺少过渡型化石。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（图２－８），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。    第二，是地球的年龄问题。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。
    第三个困难是最致命的：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（图
２－９）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
（图２－１０）。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（图２－１１）。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。
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                          漂泊多年  终于发现  

                          夕阳并非远在天边  而是就在眼前

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