达尔文进化论的科学本质与贡献

为重要的地位，堪称进化论的灵魂。 迈尔杰出的生物学哲学思想为我们 全面掌握进化论的理论体系提供了 一种有效的途径。
在 达 尔 文 进 化论 中，具 有 有益 性状的生物存在差异的繁殖优势被 称为自然选 择，因为是自然来“选 择”提 高 生物 生存 与 繁 殖 能 力的 性 状。如 果 生物 的突 变 性状 降 低 其 生 存 与 繁 殖 能 力的 话，自然 选 择就 会 减少这些性状在生物群体中的扩 散。事实上，人工选择也是一种类似 的过程，但在这种情况下是人而不是 自然环境使生物交配以选择理想的 性状。最 常见 的例 子莫 过于 农牧 业 和园艺 栽 培，它们 都 是 通 过 人 工 选 择方 式 来 获得人们 所 需的家 畜品系 和园艺植物品种的。
期的进化过程导致河流中的虹鳉鱼 个体 较 小（更易于躲 避捕食 者），而 溪流中的虹鳉鱼则个体较大（不易被 较小的鱼类捕食）。在实验进化生物 学 研 究 中，科 学 家们 将 河 流 中的虹 鳉鱼置于原来没有虹鳉鱼种群的溪 流，发现它们仅仅在二十代后就进化 出了溪流中虹鳉鱼的特性。
毋庸讳言，在科学上，人们不能 绝对肯定地证明某种理论或某种解 释是 完美 无 缺的，或 者 说是 终 结 性 的。然而，迄今为止，许多科学解释 已 经被 人们 反 复检 验，不 断 增 添 的 新观察结果或新的实验分析很难对 它们作出重大的变 更。换言之，科 学 界已广 泛 接 受 这 些 解 释，它们 是 以观察自然世界获得的证据为基础 的。进 化 理 论 就 是其 中 一 个 突 出的
进化论的科学本质
总的来说，达 尔 文 进 化论 从 本 质上改变了我们对地球生命现象的 理 解。它围绕 生物多样 性 的起 源与 发展，引导人们探索各种生物之间的 亲缘关系（或称进化谱系）。例如，从 孩 提 时代 起，人们 就 对各种 各 样复 杂 的 生命 现 象与 过 程 充 满 好 奇，有
14 生命世界
达尔文进化论的 科学本质与贡献
□ 撰文·供图 / 钟扬
自达 尔 文 18 5 9 年发 表《物 种 起 源》一书以来，“进化”已逐渐成为生 物学文献中出现频率最高的词汇之 一。随 着 科 学 界对生物 进 化 现 象 的 认识 逐 渐 深 入，人们 对 达 尔 文 进 化 论 的理 解 也 在 不 断 深 化 和 提高。从 魏斯曼等人提出“新达尔文主义”， 到 摩 尔 根 等人 以“ 粒子 遗 传 ”替 代 “融 合 遗传”的 概 念以 及费 希尔、 霍尔丹和赖 特 等人创立 群 体遗传 学，达尔文进化论中“物竞天择，适 者 生存 ”的 概 念 一直 在 修正 和 完 善 之中。更为重要的是，杜布占斯基将 群体遗传学理论与实验生物学方法 用于 进 化 研 究，创立了综 合 进 化论 学派；迈尔、辛普森及斯特宾斯等人 相 继 从 不同生物 类 群 研 究 出发，发 展和完善了现代综合进化论的理论 框 架，使 其 成 为当代 进 化 理 论 的主 流学说；木 村资生等人提出的“中 性 进 化”学 说 则以分 子 变 异 速 率为 突 破 点，强调中 性 突 变 和 遗 传 漂变 是分子水平生物进化的主要机制，
来，对 于 进 化论 预 测的 证实也 提高 了达尔文理论的可信度。这一重大发 现再次说明，每一门科学理论本质上 都要具备对尚未观察到的自然事件 或现象作出预测的能力。
有关自然 选 择 的另一 个非常经 典的例子是科学家们对特立尼达岛 阿立波河中的虹鳉鱼所进行的观察 与实验。按照进化理论，不同时间尺 度上的自然选择可能产生全然不同 的 进 化 效 应。在 仅仅 几个 世代 的时 间周期内，生物个体就有可能产生小 规 模 的变 异，这一 过 程 可 称 之为 微 进化。科学家们发现，生活在阿立波 河中的虹鳉鱼无论是其幼体还是成 体 均 遭 受较 大 鱼类 的 捕食，但 生 活 在河流上游小溪中的虹鳉鱼只有其 幼 体 才 会 被 较 小 鱼 类 捕 食，因 而 长
展的产物。从这个意义上讲，进化论 导致了人类自然观的巨大转变，不愧 为人类文明史上的一件大事。
然而，即使在生物学界内部，进 化论也不能为一些现代生物学家所 接 受，他们 认 为 进 化论 并不完 全 符 合现代科学理论的标准（如生物进化 过程不能在实验室重复）。随着进化 研 究 的 深 入，生物 学中的 进 化 概 念 已 逐 渐 扩 大 到广义演 化 概 念，从 孤 立的个体和物种进化研究发展到对 复杂生物系统中相互作用与联系的 协同进 化 研 究。进 化 思 想已 渗 透 到 生物 学及 众 多的 相 关学 科 领 域，如 同迈尔所言：“进化论是生物学中最 大的统一理论”。杜布占斯基则认为 “如果不按照进化思想思考问题， 生物学的一切将无法理解”，真是一 语中的！
“大淡水鱼”鳍中所包含的骨骼
16 生命世界
大淡水鱼 潘氏鱼 真掌鳍鱼
“大淡水鱼”的系统发育位置
封
面
故
事
代表。从这一点出发，我们可以明确 地将从科学上补充和完善进化论与 从宗教上反对进化论的所谓证据区 分开来。
进化论的科学贡献
达尔文进化论对人类社会的主 要 贡 献 包 括 两 个方面：思 想 贡 献 和 科学贡献。首先，达尔文是一个伟大 的思 想 家，他 将 宗 教 从自然 科 学领 域中驱逐出去。在达尔文之前，“神 创论”占据了绝对的统治地位，大多 数人相信世界是由上帝有目的地设 计和创造的，因而协调有序、完善美 妙、永恒不变。达尔文进化论则展示 出另一幅景象：既没有预定目的也没 有 预 先 设 计，变 幻 无穷 而 又充 满 竞 争。正因为如此，进化论作为神创论 的对立面一出现就给科学界乃至整 个人 类 社 会 带 来了一场 暴风 骤 雨式 的思想革命，它瓦解了传统的思想观 念，使人们认识到自然界是变化和发
达尔文进化论揭示了生命进化 历史 从简单到 复 杂 的 规 律，而物 理 学和化学在1969年普里高京提出 “耗散结 构”理论（因其荣获1977 年 诺贝尔化 学奖 ）后 才真 正 接 受了 进化（演化）概念，认为自然界的基 本过 程 是 不 可 逆 的、随 机 的，非 生 命系 统 也 有 类 似 生物 进 化的、从混 沌 到 有 序 的 演 化 行 为。如 今，演 化 已成为整个自然科学的核心概念和 普遍规律，正如普里高京所言：“无 论向哪里看去，我们发现的都是演 化”。可以毫不夸张地说，进化论使 物理学与生物学实现了基本理论原 则的统一。■
迄 今为止，支 持 进 化论 的 证 据 层 出 不穷。从中 华 龙 鸟 化 石 的发 现 到 酵 母实 验 进 化的 分析，寻 找可填 补进化缺失环节的关键证据以及确 定不同生物类群进化速率的工作不 胜枚举。近年来，比较突出的例子有
Hale Waihona Puke Baidu
生命世界 15
封
面
故
事
加拿 大北部“大淡 水鱼”化石的发 现。科 学 家们 首先 根 据上 述 进 化比 较原理和已有化石分析预测出浅水 鱼类向陆地过渡阶段的大致时间， 随后将目光投向加拿大北部努维特 地 区 的 埃 尔 斯 米 尔岛，那里 有 大 约 三千 七百 万年 前 的 沉 积 岩。通 过四 年的艰苦努力，科学家们终于从岛上 岩层中发掘出命名为“Tiktaalik”（因 纽特人的语言中意为“大淡水鱼”） 的生物化石，它既具有许多鱼类特征 （如鳃 、鳞片和 鳍等），又具 有早 期 四足动 物的典 型特 征，它 有简单 的 肺，鳍包含骨骼，可形成类似于有肢 动物的肢体，用来移动和支撑躯体， 适应离水生活。“大淡水鱼”的发现 具有很高的科学研究价值，它证实了 科 学 家们 基于 进 化论 的预 测。反 过
封
面
故
事
“大淡水鱼”化石及复原图
关我们人类自身——地球生物中的 一员也是疑问连连：人类究竟何时又 是如何在地球上出现的？不同人种 或 不同人 群 之 间 关 系 如 何 ？人 类 与 其他生物（如细菌）在进化上有何关 联？如此等等。进化论为我们提供了 科学的解释。
然而，学 术 界对 达 尔 文 进 化论 的理论体系和科学本质的讨论一直 争议颇多，持 续至今。值得一提的 是，有“20世纪达尔文”之誉的恩斯 特·迈 尔 在长 达 8 0 年的跨 世 纪 研 究 生涯中，除发表了有关动物进化方面 的 重要论 著 外，还 特 别 厘清了达 尔 文进化论的逻辑架构，将其划分为五 个既可分割又有联系的组成部分，即 物种可变理论、共同祖先理论、渐变 理 论、物 种 增 殖 理 论以 及自然 选 择 理论。其中，自然选择理论占据了最
值得指出的是，进化论除了对生 命 科 学 研 究具 有 重要意 义 外，还为 整个自然科学的发展提供了新的认 识论。传 统认识模 式 本质上 是 还 原
论，即复杂性是简单性的叠加，而复 杂 过 程 可视为 简单过 程 的特 例。基 于此，科 学 研 究 强调“分 解”和“还 原”，即将复杂过程逐级分解为相对 简单 的、小的 组 成 单元 或因果 链 上 的片断，然 后将这 些单元 或 片段 叠 加 起 来。这 种 模 式导 致了自然 科 学 各分支学科之间的“隔离”。更为严 重 的是，研 究 复 杂系 统 和 复 杂 过 程 的生物学逐渐沦为物理学和化学的 附属学科。
达尔文进化论为进化生物学研
究提供了比较分析途径，它基于以下 原理：现存生物在结构复杂性及与 之相关的功能完善程度上的差异是 进化过程中不同进化单位的不同变 异 速 率 和 程 度 所 致；倘 若 各 进 化分 支的进化速率相同（恒定），各类群 之间相关性状的差异程度就是该性 状分异时间（进化时间）的函数，因 而可以作为衡量类群之间亲缘关系 的尺 度；从 连 续 地 层中发现 属于同 一类群的化石类型在相关器官或性 状 上 若呈渐变 序 列，则 可据 此 推 断 这些化石所代表类群的进化历史。
作者简介 钟扬，男，西藏大学植物学长江特聘
教 授、复旦大学进 化 生物 学 研 究中心主 任。主要研究领域为分子进化和生物信 息学。
（责编 李瑄）
生命世界 17
这些都为现代进化生物学的蓬勃发 展开辟了道路。
达尔文进化论在过去一百五十 年间走过了曲折的发展之 路。如同 任 何一门 科 学理 论 一样，它必 须 经 受不同时期科学家们的质疑和检 验。与许多科学理论所不同的是，进 化论从创立伊始就接受了来自科学
恩斯特·迈尔
领域之外的一次又一次挑战。今天， 人们 对 进 化论 的兴 趣 依 然 有增 无 减，同时 对 进 化 生物 学也 提 出了更 高 的 要求，即 进 化 研 究 不 仅 应 当能 够解 释 各种 复 杂 的生命 现 象，重 建 不 同 生物 的自然 历史，而 且 还 应 具 有一定预测能力和应用潜力。藉纪 念达尔文诞辰 20 0周年和《物种起 源》出版150周年之际，回顾达尔文 进 化论 的 科 学 本质与 贡 献，将 有助 于我们全面了解该领域的科学理论 与 知 识，并用 于指 导 2 1世 纪 的 生命 科学研究。