第五章 二、物种起源之“进化论”
二、物种起源之“进化论”
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“生物不变论”。正如牛顿所述：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，生物物种本来是这样，以后也是这样。
上文提到的法国生物学家拉马克，是最早提出“生物进化学说”的科学家。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，为后来查尔斯·达尔文（Charles Darwin）提出的“进化论”（Theory of evolution）提供了理论基础。
拉马克学说的核心观点是“用进废退”论，指的是生物体的器官和功能，如果经常使用就会变得发达；反之，如果不经常使用就会逐渐退化。
举个例子，长颈鹿的脖子为什么这么长呢？以“用进废退”的观点来看：长颈鹿祖先生活的地区，因自然条件变化而成为干早地带，牧草稀少；长颈鹿为了生存，必须取食于高大树木上的叶子充饥；为达此目的，长颈鹿就特别努力伸长脖子；由于经常使用的器官愈用愈发达，不使用的器官就退化。生物具有“获得性遗传”的本领，更为优秀的基因被一代一代地延续下去，千载万代，长颈鹿的脖子就逐渐变长了。（图5.4左）
图5.4：拉马克的“用进废退”与达尔文的“适者生存”
这种观点在当时看起来很超前，不过今天的小伙伴们肯定不能同意。照这么说，如果你的爸爸智商很高，理所当然会把高智商的基因遗传给你；如果你的爸爸通过后天训练，成为拥有发达肌肉的健身达人，那么你一出生就应该也拥有发达的肌肉。
尽管如此，拉马克这一“猜想”启蒙并触动了少年达尔文。正所谓“读万卷书不如行万里路”，1831年，年仅22岁的达尔文乘坐“贝格尔号”从英国出发，开始了长达5年的随船航行，在旅行中收集生物素材。1859年，达尔文发表了《物种起源》（Origin of Species），在这期间，他一共思考了28年。他发现很多物种都有着相似甚至相同的身体结构，与曾经灭绝的物种也有一定的相似度；他坚信地球上不同的物种之间一定是连贯的，是一步步慢慢进化到今天的；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。随后，他提出了著名的“进化论”，核心观点与“用进废退”截然不同：物竞天择，适者生存。
还拿长颈鹿的进化为例。达尔文认为：在古代的长颈鹿中，由于个体不同，它们的颈有长有短；在气候干旱，地面青草干枯，灌木死亡的自然条件下，那些拥有长脖子基因的长颈鹿，能吃到更高的树叶，选择范围更大，因此在生存竞争中就更具优势，这样的个体就更容易保留下来，而短脖子基因的长颈鹿就没有了优势，逐渐被淘汰。这就是大自然选择的过程（图5.4右）。
达尔文的观点，随着生物分子学、基因学、胚胎学、考古学等科学体系的不断发展，有了大量的具有说服力的证据，让生物进化论发展成了一门严谨的科学理论，写进了全世界各国的教科书。
有趣的是，生物学家将哺乳动物的胚胎与人类胚胎发育过程进行比较后发现：在胚胎发育前期，根本无法区分哪个胚胎是人类胚胎，因为人类胚胎与猪牛羊等哺乳动物的胚胎太像了（图5.5）。只有到了胚胎发育中后期，才能辨别出哪个是人类胚胎。
图5.5：动物胚胎发育（鱼、蝾螈、龟、鸡、猪、牛、兔、人）
这个事实可能说明了人类与猪牛羊等哺乳动物拥有共同的祖先，或者是几乎同时出现的？不过，生物学家认为，相对来讲，人类与黑猩猩的“亲戚”关系最近，大约在600万年前，人类才与大猩猩分道扬镳，走向了不同的进化道路（图5.6）。这一观点，都出现在中学生物和历史教科书中。
图5.6：人科的进化过程
不过，达尔文对“进化论”的描述远比后人想象得要“老谋深算”得多。世人都觉得人类与类人猿有着共同的祖先，是从“进化论”考证而来的，而《物种起源》通篇洋洋洒洒12万单词，从遗传变异讲到自然选择，讲的全是动物，没有一句话说过：人类是由猿猴变的！或许，人类起源在当时实在过于敏感，在没有经过严密论证之前，达尔文当时的想法只是：“进化论”的“坑”我来挖，但是关于人类的“锅”，我肯定不背。
话说回来，地球上的碳基生命体，在生命进化过程中，生物基因差距都不是太大。科学家研究发现，人类和黑猩猩的基因相似度大约是96%，似乎间接证明了人类和黑猩猩的近代祖先是同一个物种。不仅如此，猫和人类的基因相似度高达90%；在蛋白质方面，老鼠和人类的基因相似度高达85%，所以生物药物实验多用小鼠；人类和香蕉的基因相似度高达60%！？如此看来，相似度也说明不了太多问题！
达尔文的“进化论”也并非毫无破绽。进化论认为：生物的进化一定是从简单到复杂、从低级到高级、连续而又缓慢的变化过程。当时的工业革命时期，其他生物学家也普遍认为，细胞就是生命最简单的结构，故事通常是这样开头的：很久很久以前，大海里先是出现了一个单细胞动物，然后慢慢演化为多细胞动物，之后爬上大陆…… 直到100年后，电子显微镜被发明出来，科学家才发现，原来，细胞可一点也不“简单”，每个细胞里有细胞核、细胞质、DNA、RNA等，它们有的负责运输、有的负责转化能量，好像全自动工厂一般。从这里看，生命的演化，根本不是从简单到复杂，而是从极端复杂到无法解释的复杂。
鞭毛虫就是典型的单细胞生物，可以用鞭毛游泳。2015年的一篇科学论文中，研究团队指出，鞭毛虫的鞭毛就好似一个生物马达，由开关、齿轮、传动轴、推进器、发动机组成，每分钟可达10万转，只要1/4秒就可以改变方向，而这种生物马达已经简化到了极致，上述零部件一个都不能少。按照达尔文的理论，这一套巅峰级的生物马达应该是一个零件一个零件，由简单到复杂地演化而来的，但事实上，鞭毛虫就是一个最简单的单细胞生物，它如何能一次性突变出这种技术的巅峰。说好的“从低级到高级”呢？
“老谋深算”而又“滴水不漏”的达尔文也想到了这一点，他在《物种起源》中写到：“如果可以证实，确有某种复杂器官，是不可能由无数渐进而微小的变异产生，那我的理论就彻底崩溃了。”
此外，按照达尔文所说：生命的进化是连续而又缓慢，看起来是匀速的（又称“均变论”）。可是，却有两个显而易见的“地质断层”，让“进化论”无法自圆其说：一个是寒武纪，一个是白垩纪。
面对5亿年前“寒武纪生命大爆炸”的事实，生物学界争议纷纷，出现了“百年未有之大混乱”。按照生物学家的说法，在寒武纪之前地球上仅存在数量贫乏而结构简单的生物，它们没有资格作为“寒武纪生命大爆炸”中的众多生物种类的前辈。仅在寒武纪区区不到4000万年里，一下子就出现了已知的海陆空所有动植门类，有的甚至一上来就是超级庞然大物（如恐龙、猛犸象）。“奇怪的是，我们在早期的化石中至今还无法找到它们的发展痕迹。它们好像是突然间一齐冒出来的，而且都已经完全成熟，彻底地进化了，并具备了所有的功能，有着尖利的牙齿和闪闪发光的鳞片。没有人知道是什么力量造就了它们，或者为什么造就它们。 ”—《文明的疑踪》
这就好比上一秒才知道有矿石，下一秒就造出了航空母舰，“进化论”根本无法解释，简直就像“见鬼”了差不多。
这边寒武纪还只能视作“超自然现象”，白垩纪就以“大灭绝”的姿态摆在眼前，包括恐龙在内的95%的物种又瞬间消失了。说好的“物竞天择”、“缓慢进化”呢？
按说，在此后的的千万年间，完全可以“重演历史”，再次发生“生命大爆炸”，产生更多的生物门类。事实上并没有，寒武纪动物比现今的动物表现出更大的差异性，寒武纪的动物门类比现今还要多得多，不仅如此，包括恐龙在内的很多门类就这么彻底消失了。说好的“连续进化”呢？
“过渡物种极其稀少”这一事实，一直是化石学和考古学界难以启齿的“秘密”。生物学家们于是“大胆地”猜想：有没有可能，所有的动物种类都是突然出现的，不存在演替过程？而一类动物是另一类动物的祖先的说法则完全是主观臆断，没有任何事实根据。这样一来，需要回答的是：谁让这些动物种类们突然出现在地球上的呢？
实际上，最早怀疑“进化论”的人是达尔文自己，以至于他在《物种起源》中用一整章的篇幅来讨论“地质记录的不完整”，并加上了一句“将来，这些处于过渡环节的化石一定会被人们发现的”。正如大部分伟大科学家的人生轨迹一样，达尔文在其生命的晚期似乎重归“神创论”，并对他的朋友说：“我那时是个思想尚不成熟的年轻人，对许多事都感到好奇，发出了一些疑问，又提出了一些解释建议。可是使我吃惊的是，这些不成熟的想法后来竟然像野火一样蔓延开来，人们竟然把它变成了一种信仰。”
《文明的疑踪》写到：1978年，尼尔斯·爱尔德瑞基教授在采访时说：“没有找到过‘过渡生物’，现在越来越多的科学家们相信这些所谓的过渡生物根本就没有存在过。”史蒂夫·辛德勒教授说：“事实上，在化石记录中，我们无法令人信服地找到从一个物种向另一个物种演变过程中所出现的某个过渡形式，一个也没有……例如，从来没有人发现过一个长着中等长度脖子的长颈鹿化石。如果这些化石记录未能显示出人们所料想的过渡环节，那么它们显示出了什么，又证明了什么呢？”