重溫《物種起源》

1859年11月達爾文的《物種起源》一書出版，此書成為19世紀最具爭議的著作，到今天，書中的人多數(shù)觀點為科學界所普遍接受，但仍有部分觀點沒有被認可，以下第一篇文章是對達爾文《物種起源》的重溫；第二篇文章是當今某些生物學家的新發(fā)現(xiàn)：有些新物種的起源不能用《物種起源》的觀點進行解釋。

幾年前，一家著名科學雜志將閱讀達爾文的《物種起源》列為一個人在有生之年必做的百件大事之一，以體驗科學天才的重要理論給人的心靈帶來的特別震撼。天才的達爾文在他生活的那個時代提出了一種全新的激進看法，即生命形式會隨著時間和空間改變。

對于21世紀的讀者來說，這部15萬字的巨著似乎過于冗長。但事實上，作為一位思維清晰的思想家，達爾文從人們所熟悉的家養(yǎng)動物——農場動物說起，直到一些鮮為人知的動物，由淺入深地描述了動物的進化過程。

《物種起源》是在匆忙中完成的。達爾文原本計劃的篇幅更大，但當他發(fā)現(xiàn)當時英國的另一位博物學家華萊士的一些想法與他隨《小獵犬號》探險返航歸來后正在醞釀形成的理論竟然不謀而合時，便匆匆出版了《物種起源》。為此，達爾文一再向讀者致歉：因匆匆完成，漏掉了許多東西，他要盡余生之力來填補其中的空白。盡管這樣，《物種起源》仍然給科學界帶來了巨大的震撼。

如果說《物種起源》就像是作者匆匆寫給讀者的一封封信。那么在一個半世紀之后的今天，以下對《物種起源》的重溫就好比是一幅幅明信片，向讀者簡略勾勒達爾文理論中的一道道風景。

第一章 家養(yǎng)動物的進化

在本章中，達爾文以馴養(yǎng)家畜為例，探討變異的原因和選擇的原則。

自農民們有意識地培育馴化家畜的某些特征開始，他們就在不知不覺中成了最早的進化論者。人類有意識地進行物種選擇的力量是巨大的。大約16000年前，中國人開始對狗進行馴養(yǎng)。狗的祖先是狼，在今天，狼和狗都屬于犬屬。但從那時開始，狗已經發(fā)生了巨大的變化。養(yǎng)狗者無情地淘汰掉那些不符合要求的品種，培育出種類繁多的品種。

大多數(shù)犬類品種的培育時間不到400年。在達爾文的童年時代，犬的種類不超過15種，而到《物種起源》發(fā)表時，已經上升到50種，現(xiàn)代犬的種類更是達到400種左右。今天的許多犬類品種在不到30代的時間里就能獲得新的顯著特征，有時單一的基因突變就有可能誕生一個新的品種。

愛爾蘭獵狼犬高達1米，體重相當于30只奇瓦瓦狗，兩種狗在體形上的巨大差異卻只源于單一基因的不同。不過，大多數(shù)品種的差異往往涉及到多個基因。犬類品種培育者往往會對某種優(yōu)良品種的特點有選擇性地進行培育。

不同品種間的雜交往往能培育出優(yōu)良的后代，比如歐洲灰狼與農家馴養(yǎng)的狗雜交。狗在短短幾十年時間里的世系演化歷史是達爾文主義的一個有力佐證。

第二章 自然環(huán)境動物的進化

在本章中討論個體間的差異，強調種內的可變異性，正是由于這種差異性和可變異性，自然選擇才成為可能。

大自然中充滿了變化。迄今為止已得到確認的動物品種有180萬種，毫無疑問還有許多物種有待于我們去發(fā)現(xiàn)。而我們對于生命王國中的其他領域了解更少，許多動植物的棲息地至今未能得到很好的勘查。科學家在大西洋、太平洋、波羅的海、地中海和黑海提取水生微生物樣本并進行分類研究，結果發(fā)現(xiàn)了成千上萬種新的微生物品種。這一事實證明，地球生物圈中存在著大量我們未知的生命形式。

生物的多樣性令達爾文為之著迷，他意識到新的物種通常是從現(xiàn)有的物種變異產生的，而現(xiàn)代遺傳學揭示了新物種變異產生之驚人程度。通過種內變異。自然選擇促進發(fā)展了特殊環(huán)境下的特殊的特性。占據(jù)兩個不同空間或時間的同一個物種。有可能演變成兩種無法進行基因交換的生命形式，即變成兩個完全不同的物種。

有時，在生存壓力和不斷變化的生存環(huán)境下，物種之間的界限也會產生變化或變得不穩(wěn)定。例如，北美的紅狼和山狗，這兩種動物之間存在明顯的區(qū)別，它們雖然世代居住在同一個地方，卻一直保持著各自的特性。可近年來，由于人類活動的影響，它們之間的差距已被迫拉近，并已開始產生雜交后代。對于它們來說。阻礙基因共享的障礙并沒有完全隔絕它們，在一定的時機和條件下。兩者有可能重新合而為一。

第三章 生存競爭

本章描述了物種在有限資源條件下的生存競爭。

只要給予一定的時間，所有物種都擁有大量增加種群數(shù)量的潛能。但通常由于食物缺乏、疾病傳播、遭遇被捕食的厄運，以及缺乏安定的棲息地等原因，大自然未能給予它們充分發(fā)展的時間和機會。達爾文那個時代的大部分人都否認存在這樣的生存競爭。現(xiàn)在生存競爭的理論已被普遍接受，但我們常常會忘記這種生存競爭的無情程度。

例如，大約有400萬只寵物狗與人類家庭舒適地生活在一起，而在一些輕視狗的文化中，數(shù)以百萬計的野狗成群結隊地到外流浪，被迫成為食腐動物，過著悲慘的生活。而曾經在世界各地的森林中自由漫步的狼，它們的棲息地也因人類活動受到破壞。如今歐洲的狼只剩下幾千頭，如果得不到有效的保護，這一物種也許很快就會從地球上消失。狼與野狗的運氣都不太好，它們面對的是大自然中最難對付的敵手：人類，所以它們都要在生存競爭中付出代價。

第四章 生存能力和繁殖能力的繼承

本章解釋了對生存能力和繁殖能力的繼承是如何形成千差萬別的自然界的。具有生存能力和繁殖能力的物種存活下來，而那些生存能力差的和繁殖能力低的物種則被淘汰。從這一代到下一代發(fā)生改變是進化和新種形成的原因。

第五章 影響變異的力量

本章探討了自然選擇中影響變異的各種力量。

一萬年前，北美大部分地方都被冰層覆蓋著，隨著冰川后退，出現(xiàn)了低丘、小湖泊和淙淙溪流等復雜的地面景觀。漸漸地，棘魚從海洋遷移到湖泊，它們發(fā)現(xiàn)了兩種截然不同的生存小生境，適應了兩種不同的生活方式。在湖泊里，大部分食物都在開闊的水體中供它們任意取食，棘魚的體形在這里變得更加纖細，它們也更擅長于游泳。而在溪流里，淺淺的水底是棘魚覓食的好去處，它們變得強壯而堅韌，這樣才有足夠的力量在水底挖掘食物。雖然這兩種生活在不同環(huán)境中的棘魚并沒有成為截然不同的兩個物種，但它們都喜歡逗留在自己的棲息地，互相之間也不產生雜交關系。棘魚在面對生存環(huán)境的挑戰(zhàn)時，自然選擇的法則一直在起作用，只有那些能夠通過生存考驗的個體，才有機會將它們的遺傳基因傳遞下去。

正如達爾文所認識到的那樣，延續(xù)下一代需要通過兩種考驗：首先是能夠活下去，第二是能夠成功地繁殖后代，由此便產生了所謂的“雌雄淘汰”。許多物種的雄性不得不通過競爭去獲得雌性的注意和青睞，而雌性為后代選擇優(yōu)秀的父親也會付出代價。這種“雌雄淘汰”競爭導致生物體結構產生一些奇異的演變，如孔雀的尾巴可起到吸引異性的作用，但孔雀尾巴本身不但對孔雀的生存沒有任何幫助，反而是個不利的障礙。這就是生存競爭的法則，這種為吸引異性而付出的代價相當昂貴。

某些物種在延續(xù)后代和死亡風險之間很難達到理想的平衡點。在特立尼達島，生活著一種虹鳉魚。這種世界上最受歡迎的觀賞魚之一有著極為美麗的花尾巴，因此又被稱為孔雀魚、虹彩魚。在一些溪流中，雄性孔雀魚身上長有吸引雌魚的鮮艷亮麗的橙色斑點。而在另外一些潛伏著許多兇惡捕食魚類的溪流中，雄性孔雀魚的色彩在進化過程中變得非常暗淡，但如果將它們遷移到沒有天敵的溪流中，短短幾代時間內，它們身上亮麗的斑點又會重新出現(xiàn)。這種現(xiàn)象充分顯示了生存競爭中“雌雄淘汰”的巨大力量。

第六章 動物器官的進化

達爾文理論認為，動物的器官有的復雜而完美，有的則完全是多余的累贅。

從哺乳動物的耳朵可以一瞥進化的鬼斧神工。乍一看，模樣精致的耳朵就像工程師設計的完美藝術品。魚能夠接收水中的聲波，它們的身體本身就是一個簡單的壓力傳感器，而水則是一種很好的傳導壓力的導體。爬行動物和鳥類在外部世界和耳朵感覺神經細胞之間有一塊聽小骨，而進化程度較高的哺乳動物則有三塊聽小骨，因而它們辨音聽聲的效率更高。

哺乳動物的耳朵只是動物為適應新的、不同的環(huán)境而對身體結構不斷修改完善、不斷進化的例子之一。當哺乳動物的祖先出現(xiàn)時，其耳朵結構開始占據(jù)其他結構的地方——上下頜骨相連的位置發(fā)生移動，為中耳的兩邊聽骨騰出了位置。所以，如今我們用來聽聲音的地方卻是我們祖先用來咀嚼的地方。化石揭示了動物在世代演替中，中耳結構逐步完善的整個進化過程，顯示了自然選擇的神奇力量。

當時的達爾文對于遺傳基因一無所知，所以關于遺傳的章節(jié)是本書最薄弱之處。而在遺傳學和進化論已成為當代生物科學的重要分支的今天，科學家業(yè)已證明，活躍在魚的感覺系統(tǒng)和人類耳朵中的基因是相同的。

第七章 動物行為的進化

本章闡述了動物行為是如何進化的。

狗一直被用來狩獵，其中一些具有特殊能力者，比如擅長跟蹤獵物、追逐獵物、為主人叼取獵物的狗，則被選擇作為優(yōu)良品種培育下一代。這段進化的歷史仍然活生生地體現(xiàn)在如今的一些良種犬的本能中。如像英國種的博德牧羊犬，會將羊群收攏趕到一起，卻不會撕咬它們；一些專門用來控制體形較大較兇猛家畜的狗，能夠制服發(fā)狂沖撞的斗牛。那么，像這樣的特征，真的也能通過選擇而進化演變嗎?

答案是肯定的。20世紀50年代，俄羅斯研究人員發(fā)現(xiàn)，經過嚴格地選擇性育種及馴化，野生銀狐在幾代之內就開始向人類搖頭擺尾，喜與人類為伴，甚至它們的外觀也發(fā)生了一些改變，比如皮毛上新出現(xiàn)了一些斑點，耳朵也變得松軟下垂。經過30代的培育，這些野生銀狐完全被馴服，它們的大腦似乎也與身體的其他部分一樣迅速地發(fā)生著演變和進化。

第八章 物種的不同特性

在本章中，達爾文闡述了是什么原因保持了物種的不同特性。

物種保持各自的特性，是因為它們生活在不同的地方，而且由于遺傳基因的原因，大多數(shù)物種之間的壁壘是不能逾越的。對兩種墨西哥魚類進行的實驗表明，物種之間的不同特性，有時只是一點小小的改變。

生活在溪流里的劍尾魚身上長有美麗的黑色斑點，而生活在附近其他河道里的劍尾魚雖然看上去樣子差不多(只是雄魚身上沒有斑點)，卻有一條長長的尾巴。這兩個種類的魚在野生環(huán)境中從來沒有過種間雜交，但在實驗室環(huán)境里，在研究人員的誘導下卻能跨越這道屏障，雜交后的品種身上長有斑點，生存狀態(tài)也要好得多，至少在養(yǎng)魚池里看起來是這樣的。不過，它們的下一代有可能蒙受險惡的命運——小斑點最后變成致命的黑色腫瘤。更可怕的是，這些長有癌細胞的雄魚卻備受雌魚的青睞。

DNA研究表明，細胞中含有“分子剎車”和“加速器”，可告訴細胞何時開始分裂，何時停止分裂，何時死亡，而在雜交魚中這種“剎車”控制裝置會失靈，來自一個親本物種的“加速器”基因會拒絕對來自另一個親本物種停止分裂的命令作出響應，結果，第二代雜交魚就可能會死于癌癥。有理論認為，導致這些魚出現(xiàn)問題的過度活躍的基因，與導致人類皮膚癌的基因幾乎是一樣的。

第九章 中間品種的缺少

在本章中，達爾文敘述了中間品種的缺少情況，并解釋了為什么古生物群的世系會出現(xiàn)許多空白。

第十章 地質記錄的不完整

本章闡述了從化石到活著的生命形式之間的連續(xù)性。

地質記錄是世界歷史這本“書”中的很少幾頁中的寥寥數(shù)行，而且在很大程度上是非常不完整的，因為軟體動物很少能在巖石中保存下來，至多只有身體的某些零散部分保存下來。然而，從達爾文的時代開始，世界各地發(fā)現(xiàn)了大量的化石，達爾文曾為地質記錄不足以支持他的理論而擔憂，現(xiàn)在看來他過于悲觀了。

達爾文當時只能根據(jù)巖石風化的程度估計每一地質層的大致年代，而我們今天可以利用同位素年代測定法直接判定化石的年齡和進化歷史。地球上最早的生命形式可一直追溯到30多億年前，恐龍滅絕發(fā)生在約6500萬年前，這類重大歷史事件的年代測定相當完善。喜馬拉雅山脈中有許多化石，這些化石都是海洋生物死亡后形成的(很久以前，喜馬拉雅山脈的許多山峰曾是古地中海的洋底)。在這些化石中，包括大鯨魚的祖先。所有鯨類動物最早祖先的骨骼化石在約5000萬年前的海床上被發(fā)現(xiàn)，它們屬于一種長有四條腿和一條尾巴的生物，生活在岸上，模樣有點像海豹，只是耳朵結構非常獨特，如今只在鯨魚身上有這樣的結構。

大約100萬年之后，出現(xiàn)了一種“能游泳會行走的鯨”，看起來像3米長的水獺；又一個100萬年過去，這種動物的鼻孔轉移到了口吻部，骨盆移離了脊椎；又過去了5個100萬年，海洋里出現(xiàn)了四肢退化到極小、身體極長的海洋哺乳動物。

接下來是大規(guī)模的分道揚鑣。藍鯨的祖先及其近親——所有的從水中過濾微小生物的海洋龐然大物——它們的嘴里開始進化出巨大的過濾篩，而尖利的牙齒只存在于早期的鯨類動物中和今天的虎鯨中。科學家最近對海洋沉積層的研究還揭示了海豚和鯨是如何分道揚鑣的，并提供了有史以來地球上最大海洋生物的完整歷史。

這同時也給予了鯨類動物在哺乳動物家族中應有的位置，而鯨的歸屬在不久以前還相當模糊。鯨類動物最早的祖先與最后進化為河馬的動物很相似。鯨魚雖然看起來很特別，但卻是一個大家族的成員，這個大家族包括河馬、豬、長頸鹿和牛等。DNA分析可追溯到巖石中的記錄。利用現(xiàn)代生物技術，科學家在不到半個世紀的時間里，已經揭開了鯨魚的整個進化歷史。

第十一章和第十二章 古生物的演替與地理分布

達爾文在這兩章中論證了地質地理和氣候變化對于生物進化和演替的重要性，解釋了我們如今所看到的地球生命的地理分布狀況。

企鵝令人著迷。企鵝的種類在17至20種之間(企鵝的分類取決于不同的分類方法)。企鵝種類繁多，形態(tài)各異，有南極莊重優(yōu)雅的皇企鵝，澳大利亞可愛的仙企鵝，其他一些企鵝則分布在新西蘭、南非、南美洲和加拉帕戈斯群島。企鵝是鳥類。DNA分析顯示，企鵝與信天翁是近親，但企鵝不會飛行，那它們是如何遷移分布到世界各地的呢?

最古老的企鵝化石出現(xiàn)于6500萬年前的恐龍滅絕大災難之后不久，它們是如今所有種類企鵝的祖先，生活在新西蘭南部和南極洲的瑪麗·伯德地，當時這兩地相隔不到1500千米，這些企鵝祖先的翅膀在那時已幾乎完全退化。化石記錄及DNA分析都表明，企鵝的地理分布和蔓延都與約35萬年前開始的冰川前進和后退事件相吻合。一系列的冰河時代使得南極不適宜繼續(xù)居住，當冰川延伸時，企鵝向南方遷移，冰流驅趕著一些企鵝向西和向東遷移，在靠近赤道的地方定居下來。

經過1000萬年的冰河期，然后地球變暖、變冷、再變暖，企鵝也隨著冰原邊緣一直撤退到遙遠的南方，一路上在地球各處的寒冷水域邊留下了一些群體。在之后漫長的歲月里，這些分散在世界各地的企鵝群體獨自面對不同環(huán)境的挑戰(zhàn)，形成了我們今天所看到的種類繁多的企鵝。

第十三章 特種分類

達爾文在本章中討論了如何以物種進化為線索，對地球物種進行分類。

達爾文認為，正如了解物種的過去是認識物種的現(xiàn)在之關鍵，對物種胚胎的研究也是物種分類的一個關鍵。動物在生長過程中，會形成適應環(huán)境的各種特點和形態(tài)。因此，對動物胚胎形式進行比較，更容易發(fā)現(xiàn)生物體之間的深層關聯(lián)。

達爾文花了整整8年時間對藤壺進行研究，當時人們對這種海洋生物幾乎沒有什么了解，只有一個模糊的概念，認為它與螃蟹、昆蟲或其他節(jié)肢動物之間有親緣關系。成年藤壺的形態(tài)各有不同，海濱常見的藤壺是人們所熟悉的，而寄居在蟹體內的藤壺則像一株巨大的真菌。無論這兩個種類的藤壺在形體上是如何的不同，它們的胚胎卻非常相似，并且與海洋中的龍蝦、螃蟹和其他節(jié)肢動物的胚胎也很相像，只是相像的程度比不上不同種類的藤壺之間的相似程度。許多成年后看起來根本不同的生物，通過胚胎能夠揭示它們之間的深層聯(lián)系，表明它們曾有過共同的祖先，通過進化演變，漸漸成為不同的物種，而它們的一些相同之處則保留在了胚胎之中。

達爾文時代的物種分類方法主要是通過肉眼觀察，或在顯微鏡下進行觀察，而現(xiàn)代遺傳科學則以基因為進化單位，揭示了幾十年前還幾乎是一個未知世界的整個生命王國的奧秘。

與發(fā)現(xiàn)所有動物與蘑菇之間存在著親緣關系相比，發(fā)現(xiàn)鯨與長頸鹿之間的親緣關系只是一個小小的驚喜。單細胞王國中的古細菌在外表上與今天的細菌雖然相似，但它們的結構和生活方式卻是完全不同的，在生命的早期時代，古細菌甚至有可能與細菌合作，為今天世界上所有的植物和植物提供了有核細胞。

第十四章 為什么會有這么多不同的物種

達爾文在本章中揭示了一個“所有奧秘中的奧秘”：為什么會有這么多不同的物種?

在《物種起源》問世一個半世紀之后，可以肯定，達爾文幾乎說對了所有的事情，進化理論如今已不再“僅僅只是一種理論”，就像科學領域內的所有其他學科一樣，它為我們提供了一個如何看世界的邏輯方式。在達爾文的這部偉大著作中，揭示的不僅僅是動物世界和植物世界的奧秘。還有我們人類自身的奧秘和人類起源的奧秘。

達爾文從一大堆看似毫無關聯(lián)的事實中，揭示了其互相之間的必然聯(lián)系，建立并統(tǒng)一了現(xiàn)代生物學，而現(xiàn)代心理學、現(xiàn)代生態(tài)學等都能從達爾文的巨著《物種起源》中找到各自的起源。在一個半世紀后的今天，進化論之于我們理解生命的重要性，就如引力之于宇宙研究的重要性。

達爾文在《物種起源》的結束語中說道，地球生命從最簡單的生命形式進化為如今這個美麗而神奇多彩的多樣化生命世界，是非常偉大和奇妙的，而這個進化過程仍然在繼續(xù)進行著。