进化论回顾  

18591124日,达尔文(Charles Darwen1809-1882)的《物种起源》一书问世, 它标志了进化论和现代生物学的诞生。进化论的诞生有其深厚的科学背景。

早在十六世纪,哥白尼用日心说战胜了托勒密的地心说,这使人们对圣经创世纪说法产生怀疑,同时对人和生物由来的科学探索产生兴趣。也是十六世纪,人们发现,人和鸟虽然外表很不相同,骨骼组成和排列却非常相似。对此最合理的解释就是它们都是从同一祖先进化而来的,因为适应环境具有了不同的功能和不同的外形,但是骨子里却没变多少。十八世纪,动物学家发现,在动物胚胎发育的过程中,会经过一系列与较低等动物很相似的时期。比如说人,在胚胎发育的早期出现了鳃裂,不仅外形象鱼,而且内脏也象鱼。对这个现象的唯一合理的解释就是:人是由鱼进化来的,祖先的特征在胚胎发育过程中重演了。18

笔者认为,对进化论产生深刻的影响的还有太阳系起源理论。太阳系是如何形成的,为此,康德1755年提出的原始星云说。牛顿用万有引力定律统一了天上和地上的规律,但是最后却借用上帝之手来说明太阳系及其中星体的最初转动。而康德却用原始星云自身来解释太阳系的产生。恩格斯曾经给予康德极高的评价,说其原始星云说给牛顿力学统治的僵化的自然科学打开了缺口。这是因为康德用辩证眼光看待太阳系起源――肯定发展变化,无需用上帝解释。如果康德的原始星云说是对的,那么在原始星云和当今地球之间,众多物种是怎样产生的?既然太阳系不需要借助上帝之手来推动,那么太阳系中地球上的生物还有必要借助上帝之手来创造吗?地球上众多物种由少数低等物种甚至非生物进化而来就成了自然的想法。

第一个系统地研究生物进化的是法国博物学家拉马(J.B.Lamarck1744-1829)。不过这种进化论建立在“用进废退”理论基础上,而达尔文进化论建立在变异和自然选择理论基础上。

与达尔文同时,青年学者华莱士得到同样的结论。虽然学术界通常把自然选择理论称为“达尔文主义”,但是,客观地说,华莱士也是进化论创始人之一。如果没有华莱士,达尔文发表《物种起源》也没有这么快。【18】

虽然达尔文提出遗传变异和自然选择导致进化。但是遗传的机制是什么,这在当时是不清楚的。孟德尔的遗传学给出了合理的解答。

奥地利遗传学家孟德尔(G.Mendel,1822-1884)是最早用科学的方法研究遗传现象的人。他通过豌豆杂交实验发现,白花豌豆和红花豌豆杂交后,后代花的颜色不是白色和红色的中间颜色,而是只出现其中一种:红色。子代自花授粉后,下一代的颜色按一定比例出现,即:红:白=3:1。孟德尔的解释是:决定花的颜色的遗传单位是某个基因――决定颜色的基因,基因性质不同颜色就不同;每个后代同时含有从父母那里得到的一对颜色基因,但是两种基因只有一个能表现出来。设R表示红色,W表示白色,父亲的基因是RR, 母亲的基因是WW, 子代的基因是RW;  子代自花授粉后,孙代的基因是上代基因的随机组合, 是RR,RW,WR,WW中的一种,是等概率的。因为红色是表现型基因,所以含有RW和WR基因的花都呈现红色;只有WW呈白色,于是有――红:白=3:1。

孟德尔遗传学被埋没了很长时间。后来被重新发现后,不久人们就认识到:孟德尔理论和达尔文理论不仅不互相冲突,而且相辅相成。在孟德尔遗传学的基础上,自然选择可以完满地解释生物的适应性进化,拉马克的用进废退说是不必要的.

1944年艾菲力(O. T. Avery)证明DNA(脱氧核糖核酸)是遗传物质,1953年华森和克里克提出DNA的双螺旋结构模型,生物学从此进入了分子时代。关于生物遗传机制,分子生物学告诉我们:所有生物体中的细胞中有染色体,染色体中有DNA, DNA携带生物遗传信息。一个DNA分子由两条长链缠绕旋转而成,两者之间通过一些碱基结合在一起,这些碱基的不同结构和排序含有不同的遗传信息,遗传基因――比如花的颜色的基因――就存在于若干个碱基的片断中。DNA的两条链可以分离,作为模板,通过RNA(核糖核酸),复制出新的DNA以及新的细胞。 生物细胞中含有若干对染色体(人类细胞中有23对染色体), 生物的生殖细胞可以通过分裂产生含有单倍染色体的细胞,来自父母的细胞结合后,单倍染色体结合成双倍染色体,从而同时含有父母的基因。

现代进化论继承了达尔文进化论和孟德尔遗传理论。和达尔文理论不同的是:在达尔文理论中,自然选择的是生物个体;而在现代进化论中,自然选择的是以一定频率出现的基因――能导致适于生存性状的基因。