生物是不是進化來的 （中）

“事物大鏈條”的觀念對當時的生物分類有重要的影響。將動物和植物加以分類的一個目的是把它們分別放進自然界階梯中恰當的位置，以揭示造物主的計劃。瑞典植物學家林奈（1707-1778）被公認為是現代生物分類學之父，他也想建立一個能反映造物主的計劃的自然分類系統，發明了沿用至今的等級結構分類法：在界之下劃分綱，綱劃分成目，目劃分成屬，最后是物種。

但是林奈并不認為事物大鏈條是造物主的計劃，不想讓他的分類系統體現出自然界階梯。事實上，他的分類系統是分支式的，是對直線性的事物大鏈條的否定。例如，他把動物界劃分成六個綱：四足綱、鳥綱、兩棲綱、魚綱、昆蟲綱和蠕蟲綱。盡管六個綱的動物的身體構造有的簡單有的復雜，但是林奈并不試圖將它們按從簡單到復雜的順序排列起來，而是把它們作為動物界之下六個地位相等的分支。如達爾文后來發現的，這種分支式等級結構，實際上反映了所有生物都由共同祖先進化而來這種親緣關系：同一屬的各個物種都有一個共同祖先，同一科的各個屬又有一個早一點的共同祖先，依次類推。所謂自然系統，并不是一個能夠反映造物主的創造計劃的系統，而是一個能夠反映各個物種的親緣關系的分類系統。這樣，林奈的分類系統無意中為達爾文的共同祖先學說奠定了基礎。

在林奈的分類系統中，物種是基本單位，相似的物種組成一個屬。但是同一屬里的不同物種有時候是如此相似，讓人不能不想到它們是否來自共同祖先。林奈起初堅決否認這種可能性，堅持認為物種不變：最初上帝創造了多少種形態，就有多少種物種，并產生同樣多而且永遠相似的物種。但是通過雜交試驗，林奈逐漸意識到物種其實是可變的。不同物種之間的雜交通常不能產生后代，即使有的話也像騾子那樣是不育的，因此不能算是新種。但是在植物界，不同物種的雜交有時候能夠產生可育的后代，因為該雜交后代與父母物種都不同，應該算是一個新物種。林奈在晚年因此認為屬才是代表著造物主的計劃，上帝最初創造的是屬，每個屬只有一個物種，而通過不同屬的雜交，才出現了眾多的物種。

與林奈同年出生的法國博物學家布封（1707-1788）猛烈抨擊林奈的分類學，他認為林奈的分類系統不過是一種想象。但是布封同樣認為物種是不變的。他曾經考慮過所有生物都從同一個祖先進化而來的這種可能性，但隨后自己就否定了這個天才的設想。在其晚年，布封與林奈一樣，意識到物種其實是可變的。他發現，某些鄰近的物種似乎能夠產生可育的雜交后代。他做了一些不同物種的動物雜交試驗，聲稱成功地獲得了可育的后代（現代生物學家懷疑其試驗結果是否真實）。由此，他認為屬于同一個林奈屬（大致相當于現在的“科”）的各個物種，例如貓屬（貓科）的成員家貓、獅、虎、豹等等，都是源自同一個原始群體，在遷移到世界不同地方之后，由于氣候的影響，而逐漸發生了形態變化，產生了一系列相似的、然而不同的物種。但是，盡管有了這樣的進化思想，布封卻堅持認為物種是固定不變的，只不過林奈所謂的物種并非真正的物種，而是變種；林奈的屬才是真正的物種，真正的物種之間的雜交是絕對不可能的。

法國動物學家拉馬克 （1744-1829）是第一個系統地研究生物進化的人。但是他卻仍然相信事物大鏈條，他設想的生物進化，基本上只是把事物大鏈條設想成動態的，是一個從非生物自發產生微生物，微生物進化成低等生物，低等生物進化成高等生物，直到進化成人的過程。他認為，這個進化過程是不斷在重復，至今仍在進行著的。也就是說，在今天，聰明的猩猩仍在盡力進化成人。拉馬克也是試圖解釋進化現象的第一人，給出了第一個進化的理論，主要有兩點：第一，生物體本身有著越變越復雜、向更高級形態進化的內在驅動力；第二，生活環境能夠改變生物體的形態結構，生物體的形態結構遵循 “用進廢退”的原則，而后天獲得的性狀能夠遺傳。

在拉馬克生前及其死后相當一段時間內，并無人接受他的進化論。雖然他并沒有被忽視，但是往往是被作為反面教材加以嘲笑和批駁。這有宗教信仰的原因，也有科學上的依據。拉馬克理論中的一些觀念，例如否認物種的存在、認為簡單的生物能自發發生以及否認物種會滅絕 （他認為一個物種只會進化成另一個物種，而不會滅絕），已脫離了學術界的主流。

拉馬克的主要對頭是法國古生物學家居維葉（1769-1832）。居維葉通過比較化石和現存生物的解剖結構的異同，令人信服地說明了至少有某些物種已經滅絕了。居維葉還注意到，化石在地層中不僅是分層分布的，而且呈現出從簡單到復雜的順序。他相信物種是固定不變的，因此他不認為從簡單到復雜的化石順序表明了生物的進化。相反地，他認為化石的分層分布表明在地球歷史上，周期性地出現大災難，而化石從簡單到復雜的順序不過表明每一次災變都是在為幸存的更高級的生物創造繁衍的機會而已。

居維葉毫無疑問是科學史上罕見的偉大人物，他幾乎以一人之力創建了古生物學和比較解剖學這兩門為進化論提供了最直觀的證據的學科，然而他卻未能發現進化事實，并極力反對拉馬克的進化論，這是令人遺憾的事。他之所以堅信物種不變，倒不是由于宗教信仰，而是基于解剖學研究。他曾經仔細研究過古埃及動物木乃伊的骨架，發現它們與現在相應物種的骨架完全一樣，這說明生物經歷了4000多年都沒有發生變化，他因此認定生物很可能是不會進化的。

居維葉通過解剖、比較大量的不同物種的結構，意識到生物體的結構具有一定的規律性，各個部分很協調。他還注意到不同的物種往往具有相似的結構設計，比如脊椎動物都有類似的結構或者原型，無脊椎動物也有類似的情形，可以分成三種原型。這樣，居維葉把動物分成了四種類型 （相當于后來的“門”），而且他認為這四種類型都是平行的，彼此之間并無高低之分。如此一來，線性的事物大鏈條被徹底地粉碎了。那么同一類型的各個物種是否是從同一個祖先進化來的呢？居維葉堅決否定這種解釋。他認為，不同的物種是同一類型的不同變異，很好地適應了不同的生活環境。每一物種的身體構造是如此協調，任何部分的重大改變都會使它無法生存，因此物種絕不可能變成新的物種，而是固定不變的。

居維葉研究的那些古埃及動物木乃伊是另一位法國動物學家喬弗萊·圣提雷爾（1772-1844）擔任拿破侖的隨軍科學家遠征埃及時帶回巴黎的。喬弗萊在尼羅河發現了一種怪魚 （后來被稱為多鰭魚），鰭的形態與四足動物很相似，這種魚成了他用以證明所有的脊椎動物具有共同的結構的證據。雖然喬弗萊和居維葉都意識到了生物體構造的同一性，不同的物種的結構往往具有相似的設計，但是他們對它所代表的意義的看法截然不同。喬弗萊認為，不僅所有的脊椎動物，而且所有的動物都來自同一個原型。居維葉對此表示強烈反對，認為動物界有四個截然不同的原型。在1830年，居維葉和喬弗萊的爭論達到了白熾化。當時有兩名年輕的博物學家對脊椎動物和頭足類動物（章魚、墨魚、烏賊等）的解剖結構進行了比較，聲稱它們具有相同的基本設計。喬弗萊熱情地支持這種錯誤的說法，把它作為所有動物都只有一個原型的證據，而居維葉則認為這種說法與事實不符。這一年的2月到4月間，兩人在法國科學院就此舉行了八場公開辯論。針對喬弗萊所列舉的那些結構同一性的證據，居維葉令人信服地指出它們許多都是不準確的。

在這場辯論中，居維葉獲得了勝利。但是喬弗萊并沒有因此放棄自己的立場，反而做了進一步的開拓。對器官同源性的強調使得喬弗萊考慮到，同一原型中的物種有可能發生進化。他在研究了一些已滅絕的古代爬行動物之后，指出它們有可能進化成現代爬行動物，甚至進化成鳥類或哺乳動物。他通過研究胚胎發育，提出了一個進化機理：環境的變化能夠影響胚胎的發育，使它長出新的器官，這樣的后代在一般情況下將被視為畸形，但是它有可能適應新的環境而生存、繁衍下去，形成一個新的物種。這個說法相當于現在所說的“躍變”，很難被接受，如居維葉所指出的那樣，畸形破壞了身體結構的協調，在任何條件下都不可能生存下去，新物種也就不可能產生。要克服這個障礙，還有待達爾文提出自然選擇作用下的漸變理論。

方舟子

留美學者，生物化學博士smfang@yahoo.com

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