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  • 可進化性理論的局限

    雷 玻林(探查部)

     

    人工選擇的誤用

     

    大部分人認為進化論承認生物的變异几乎沒有任何限制。然而,一些簡單的觀測已經表明事實上生物的變异是受限制的。當然,隨處可見的趨同性似乎表明生物的變异不受限制,因為人們總能用進化論對之進行解釋。生物有机体在水中、陸上、空气中似乎有很多方式可進行自我推動。盡管昆虫、鳥類和蝙蝠的翅膀從其祖先角度來看并不相關,但是它們都体現了某种設計上的類似性。至少不同的物理參數限制了生物的變异和适應性。物理約束是肯定存在的。但是是否存在生物約束呢?

     

    為了贊成擴展的進化變异,達爾文非常倚重于人工選擇和自然選擇的類比。作為飼養鴿子的行家,達爾文承認:几乎任何可以被确認的特征都可以通過仔細的飼養被強化或是被削弱(也就是人工選擇)。隨后,達爾文詳細說明,在自然界也發生了類似的選擇(也就是自然選擇),而且這种選擇可以達到同樣的作用。只是它需要更長的時間。

     

    但是,人工選擇證明的剛好相反。因為從本質上,雖然通常每一种特性都隱藏一些變异性,但是總存在對它們的限制。無論生物体或是設定的特性是玫瑰、狗、鴿子、馬、牛谷物中的蛋白質還是甜菜里所含的糖份,選擇當然都發揮作用。但是所有選擇的特性最終都歸于失敗。小雞不能下出圓柱形的蛋。我們也不能造出像豌豆或是柚子一樣大小的李子。我們能走多遠是有限制條件的。某些人能夠長到七英尺高,而另一些人連三英尺也長不到;但是沒有人長得超過十二英尺或是長得不足兩英尺。這就是對于變异的限制。

     

    然而,反駁作為自然選擇的一种模式的人工選擇的有效性的最有力的論据是選擇的實際過程。達爾文稱這個過程為人工選擇,更确切的說法應該是有意圖的選擇。人工選擇這個短語听起來使人感覺這個過程簡單而且沒有目的。但是,對于每一位飼養動物的人也好,培育植物的人也好,他們孜孜以求的正是一种特殊性。在設計選擇過程的時候,人們總是期待一個特殊的結果。

     

    如果希望一條狗能更好的狩獵,那么你會培養最擅長狩獵的狗以期加強其狩獵的獨特性。如果你希望得到某种特殊顏色的玫瑰,那么你會挑選相近顏色的玫瑰以期能夠變异出那些微小的差异。換句話說,你設計并操縱着這個過程。自然選擇不會出現這种情況。与人工選擇相反,自然選擇沒有預先的計划,其過程受各种變化的支配。試圖把一個無目的的過程同一個有目的的過程相比較,得不到任何關于對進化的認識。

     

    自然選擇的真正力量

     

    在達爾文的《物种起源》出版近一百年后,也就是二十世紀五十年代,人們記錄了一個体現自然選擇的著名案例即白樺尺蛾,這個案例對于我們來說是十分有益的。這個故事始于工業革命之前的觀測。大不列顛一种顏色很淺,而且有斑點的飛蛾有變异性。隨着工業污染的出現,深色或是黑色的飛蛾變得常見。這里,環境成為變异的主宰,隨着污染狀況的改善,飛蛾的顏色的又變异回原來的狀況。

     

    似乎隨着污染的加劇,植被和樹木都枯萎死亡,樹皮變成了黑色。飛蛾先前的偽裝色現在變得顯眼,而先前顯眼的黑色現在反而成為了偽裝色。鳥儿偽裝色的變异更容易被觀測,而飛蛾這兩种顏色發生變化的頻率取決于它們周圍的環境。這就是自然選擇在發揮作用。

     

    圍繞着這個經典的故事產生了很多問題。這個故事展示的真實情況是什么?首先,黑色的品种一直就存在于种群之中,只是所占的比率不高。所以一開始就有兩种不同的白樺尺蛾,到現在依然有兩种。兩者在种群中的比率發生了改變,但是沒有新東西加入到這個种群中。第二,我們對這些飛蛾發生工業黑化的遺傳狀況一無所知。我們并不能提出關于兩种飛蛾發生變异的詳細解釋。第三,在一些种群中兩個飛蛾改變的頻率是否与樹皮的變化一致。唯一可以确定的因素是污染(參見喬納森維爾斯:《進化論的圣像》,137-157頁)。因此,這個非常著名的進化在起作用的例子僅僅作為一個腳注存在。

     

    達爾文曾記錄了有關厄瓜多爾加拉帕哥斯群島沿岸的雀類的狀況,然而這并不能使我們對大范圍進化的的狀況了解更多。加拉帕哥斯群島的這十三种雀,由于它們的主要食物的差异使得它們的喙在形狀和大小方面發生了微妙的變化。這些雀顯示出為了适應環境因素而經歷的長期的變异,因此這是自然選擇,而且這种變异是可逆的。它們喙的形狀大小由于每年潮濕或是干燥的差异(這會影響到种子大小的變化)而發生了微小的變异,而當環境回复之后,它們的喙也相應地發生回复性的變异。這里的變异沒有方向性。甚至,這十三种雀類還有可能是由六七种雀類(特別是在陸生雀類中)雜交而來,而且它們都存活下來。于是我們又一次提出這個問題:真正的進化在哪里呢?

     

    還有很多記錄有關野外自然選擇的案例。然而,它們全部表明,有限的變异是可能的。而且變异也是有限度的。据我所知,沒有人對自然選擇的真實性表示疑問。真正的問題在于諸如白樺尺蛾或是達爾文的雀類這樣的例子并不能使我們知道有關進化的情況。

     

    突變并不產生真正的變异

     

    雖然大多數進化論者承認變异是有限度的,但是他們堅持認為,如果缺乏連續的變异,自然選擇是不充分的。在新達爾文主義的理論中,各种突變充當了連續變异的角色。這些突變大致被分成兩种主要的類型即結构基因的突變和發育基因的突變。結构基因就是在細胞內維持細胞性狀、新陳代謝等功能的編碼蛋白質。發育基因在胚胎發育的過程中發揮特殊的作用,因此可以改變生物体的形態和它真實的樣子。

     

    大多數進化論的研究集中在結构基因的突變問題。但是如果要發生大范圍的變异,就必須探究發育基因的突變。我們將在稍后來探討這些發育突變。

     

    現有的關于發生突變的很多例子都假定進化性變异与結构基因密切相關。大多數這類突變的例子表明重要的進化性變异与微生物對抗生素的抗性相關。自第二次世界大戰時引入了青霉素起,抗生素的使用迅速增加。然而,令所有人大吃一惊的是,細菌自身一种不可思議的功能使之對抗生素產生了抗性。這一點已廣為人知,并且成為關于基因變异、進化反映的求生本能的真實證据。

     

    然而,在很多情況下,微生物對抗生素的抗性并沒有那么多的戲劇性。有時,基因突變只是簡單地使抗生素比通常情況更快地被排出細胞或是比通常情況更慢地進入細胞。有時,在細胞內部相關脢的作用下,抗生素并不發揮作用。在另一些情況下,細胞內作為抗生素目標的分子發生了輕微的變化使得抗生素失效。所有這些机制的發生都非常自然,而突變僅僅是加強細胞已有的功能,并沒有增加新的遺傳信息(參見萊斯特和玻林:《自然界對生物變化的限制》,第133-170頁)。

     

    法國偉大的進化論者皮埃爾-保羅格瑞瑟在談到細菌突變時,說道:“如果它們不變异,那么不間斷的突變有什么用呢?總之,細菌和病毒的突變只不過是圍繞一個平均狀態的遺傳波動而已;或者向右移,或者向左移,但卻沒有最終進化的效果。(《活生物有机体的進化》,第87頁)

     

    到目前為止,我所描述的通常被叫做微進化。進化論者的基本假定是:只要經歷足夠長的時間,不斷發生微進化過程最終導致宏觀進化變异。但是,這個假設本身是有問題的。

     

    自然選擇不能產生新的身体形態?

     

    現在需要提出的一個基本問題是諸如海綿、海星、蟑螂、蝴蝶、鰻魚、青蛙、啄木鳥和人這樣源自單細胞的動物其起源怎么會与特定的設計、目的或是計划無關。所有這些有机体擁有非常不同的机体勾畫圖。所有這些不同的机体勾畫又是如何從突變和¦蛣M選擇中產生的呢?這個問題遠遠比僅僅需要很小生化改變的抗生素抗性問題要大而困難得多。那么,這個問題就是形態改變是如何產生的。

     

    因此,宏觀進化的問題需要發展性突變。我們不知何故必須改變生物有机体构造的方式。結构性基因趨向對机体勾畫的發展不作影響。但是,控制發展并進而最終影響机体勾畫的基因,趨向尋找發展的最初階段的表象。但是,這樣一來,其自身就出現¤F問題,因為發展中的胚胎對早期發展性突變相當敏感。正如華萊士阿瑟所言,(《動物机体勾畫的起源》,第14頁), “這些控制關鍵的早期發展進程的基因參与了基本机体勾畫的确立。這些基因的突變通常會极端不利,可想象的是它們永遠都是這樣ª滿C”

     

    如果帶來真正益處的發展性突變很少,那么,宏觀進化就會成為緩慢、艱難、曲折的進程。達爾文在其《物种起源》結語一章指出:“假如自然選擇通過積累細微、連續而有利的變异而單獨起作用,就不會產生什么巨大或突然的變异;就只會按照簡短而緩慢的步驟而起作用。”

     

    因此,不僅突變類型是個問題,而且突變的速度也是個問題。大野指出,“脫氧核糖核酸(DNA)的基本序列要發生一個百分點的變化,仍然需要一千万年…。在六百万到一千万年的時間跨度內動物王國出現几乎現存所有的門類是不可能用個体基因功能的突變分歧來解釋的。”(《寒武紀派納尼瑪麗(Pananimalia)基因組觀念》,《美國國家科學院院刊》第93期(1996):8475-78)。

     

    這樣,功能性有机体必須充當媒介形式。但是,縱使這些媒介有机体由一种机体勾畫轉化為另一种,其功能性還是長期以來一直困扰着哪怕是最熱誠的進化論者。哈佛大學古生物學者斯蒂芬杰伊古爾德問道,“但是,一系列合理的媒介是如何构建而成的呢?. . .屎殼郎受到很好的保護,但是僅僅察看象糞球大小的百分之五,會有什么結論呢?” (《達爾文之后》第104頁)

     

    以其慣常本領,古爾德詢問了一個頗有深度的問題。看起來确實在進化變异中加進了限制。

     

    簡介:雷蒙德旼玻林是探查部部長 (http://www.probe.org/),本科畢業于伊利諾斯大學(動物學專業理學學士),碩士畢業于北德克薩斯州立大學(种群遺傳學專業理學碩士),博士畢業位于達拉斯的德克薩斯大學(分子生物學專業理學碩士、博士)。他是《自然界對生物變化的限制》一書的合著者,《創世、進化与現代科學》一書的總編,《遺傳學基本問題》、《干細胞研究和克隆》的合著者 (自生物倫理學和人類尊嚴中心),另外,還在期刊雜志上發表有多篇論文。玻林博士是發現研究所科學文化中心研究員。