繼昨天評文結尾對「創造論」的批判,今天來評美國創造論的圖謀
你這是什麼爛題目,美國的科學要不是天下第一,能打敗「日本第一」、能瓦解蘇聯?難道你沒聽過「知識經濟」「新經濟」?
現在不是只剩「網路泡沫」?
泡沫破了再吹就是了,倒是你到底在讀啥?怎会評出如此好笑的題目?
別遮!敢評就不要見不得人。喲!竟然是大部頭、銅版紙、圖文並貌的《演化》(時報,2005),這可是與美國公共電視「演化」同名同時推出的優秀科普書。
問題是,你怎会評出那麼離題的東西?
余豈好評哉,余不得已也!
整部書除了末章<那上帝呢?>分析批判美國的創世論這一二十年來如何透過变身偽裝,要滲透到美國的教育系統,試圖影响美國年青學子的思想。其餘各章內容,在一般有關演化論的科普圖書都已介紹過了。
即使如此,你也沒必要定出什麼「美國的科學真的天下第一?」的評題呀?
這是有原因的,我在十幾年前寫《緣現論》時曾在介紹演化論時析判過創世論,其間雖然也還讀過他們對演化論的批評書,但了無新意,只是沒料到這一二十年來,他們竟還能透過变身偽裝方式,滲透到美國的教育系統,試圖影响美國年青學子的思想,真令人不可思議,所以才萌生「美國的科學真的天下第一?」的評題。
你真是少見多怪!美國就是如此多元,所以「美國的科學才会天下第一」。
怎麼說?
自由啊!多元了,難免會香花毒草並生,但只要香花能出頭,又何必為了除盡毒草而傷及了全天下第一香花盛開的機會?
美國的高科技就是一大堆泡沫毒草中,開出了全天下第一香花。不只科技,其它領域皆然,凡是能打遍世界無敵手的美國產業,連麥當勞速食、可口可樂飲料、好萊塢娛樂,皆然。
我了,也就是說美國的知識界固然有一堆世界級的白痴文盲,可也有不少天下第一的天才,但問題是,如何確保天才領導白痴,而不是像許多國家官大學問大、錢多声音大、勢眾真理在?
這就不是三言二語說的清了,非得從古希臘的理性傳統、中世際的大學行會專業、文藝復興、啟蒙運動、工業革命、科學時代、尤其移民美洲後的各地社团的獨立自主性,加上美國資本家大力捐助科學、教育、文化的傳統,如此這般就聚集了全世界天才到美國、產生了天下第一的科學了。
你忘了二戰時自願、被迫或被俘到美國的歐洲尤其德國的天才科學了。還有911之後,美國的保守勢力尤其WASP不会加強滲透控制美國的科學、教育、文化、娛樂、媒體界嗎?
另參本館:
<啥是聖經考古學>的確《上帝代表華盛頓》
美該為股災道歉 美國價值1 美國價值2 歐盟向俄求援? 姓資姓社 五鬼搬運去了 經濟巫師 靈媒代專家 淫媒慰專家 景氣冷黑幫熱 美國詐騙集團
《美利堅帝國的衰落》 《美國的霸權泡沫》 《美國時代的終結》 《流氓國家》 《權力與恐怖》 《霸權還是生存》 《霸權體系與國際衝突》 《真替美國操心》 《布希的戰爭》 《美國的危機與轉機》 《美國實力的衰落》 《新美帝國主義》
演化>百度百科
演化簡介
演化概述
名詞起源
演化模型
演化證據
基因遺傳
基因變異
基因機制
演化曆程
演化結果
演化思想史
社會爭議
演化簡介
演化Evolution又稱進化,指生物在不同世代之間具有差異的現象,以及解釋這些現象的各種理論。演化的主要機制是生物的可遺傳變異,以及生物對環境的適應和物種間的競爭。自然選擇的過程,會使物種的特征被保留或是淘汰,甚至使新物種誕生或原有物種滅絕。現今生物學家認爲,地球上的所有生命,是來自30多億年前左右形成的共同祖先,之後生物持續不斷的演化。直到今天,世界上現存估計大約有13,500,000個物種。
解釋演化的理論爲演化論,雖然以用進廢退理論著名的拉馬克,是最早把演化建立爲一門學問的生物學家之一。但是達爾文與華萊士所提出的物競天擇與適者生存等觀念,才是後來的生物學家接受的理論。在達爾文的《物種源起》一書中,天擇第一次被提出作爲演化的機制。由于演化的觀念與宗教信仰,尤其是人類起源的觀點有所沖突,因此導致從達爾文時代至今,持續不斷的宗教、社會與哲學層面的諸多爭議。
近年來出現整合生物學各分支學門,以研究生物演化的現代綜合理論。例如種系發生學(phylogeny),應用了生物化學與分子生物學的DNA序列和蛋白質序列分析,和古生物學的化石比較等方式,研究物種演化史與物種之間的關系;以及以數學模式描述演化動力影響下,等位基因分布和改變的群體遺傳學。此外演化還衍生出演化發育生物學、系統分類學與人類演化學等學門。現今生物學家所了解的演化過程,已經能夠總結成演化時間表。
演化概述
演化又稱進化,在生物學中是指族群裏的遺傳性狀在世代之間的變化。所謂性狀則是指基因的表現,這些基因在繁殖過程中,會經由複制而傳遞到子代。而基因的突變會使性狀改變,或者産生新的性狀,進而造成個體之間的遺傳變異。新性狀又會因爲遷移或是物種之間的水平基因轉移,而隨著基因在族群中傳遞。當這些遺傳變異受到非隨機的自然選擇或隨機的遺傳漂變影響,而在族群中變得較爲普遍或稀有時,就表示發生了演化。
自然選擇能使有利于生存與繁殖的遺傳性狀變得更爲普遍,並使有害的性狀變得更稀有。這是因爲帶有較有利性狀的個體,能將相同的性狀轉移到更多的下一代。經過了許多世代之後,性狀産生了連續、微小且隨機的變化,自然選擇則挑出了最適合所處環境的變異,使適應得以發生。相對而言,遺傳漂變會使性狀在族群中的所占比例産生一些隨機的變化,來自一些使個體能夠成功繁殖的偶然因素。
物種是指一群可以互相進行繁殖行爲的個體。當一個物種分離成雜交受到阻礙的不同族群時,再加上突變、遺傳漂變,與不同環境對于不同性狀的青睞,會使變異逐代累積,進而産生新的物種。生物之間的相似性顯示所有已知物種皆是從共同祖先(或是祖先基因池)逐漸分化産生。
以自然選擇爲基礎的演化理論,最早是由查爾斯?達爾文與亞爾佛德?羅素?華萊士所提出,並且在達爾文出版于1959年的書籍《物種起源》中詳細闡述。1930年代,達爾文自然選擇與孟德爾遺傳合而爲一,形成了現代綜合理論。連結了演化的“單位”(基因)與演化的“機制”(自然選擇)。這種有力的解釋以及具預測性的理論成文了現代生物學的中心原則,使地球上的生命多樣性得以作統一的解釋。
名詞起源
英文中的“evolution”一詞,起源于拉丁文的“evolvere”,原本的意思是將一個卷在一起的東西打開,也可以指任何事物的生長、變化或發展。包括恒星的演變,化學的演變,文化的演變或者觀念的演變。自從19世紀以後,演化通常用來指生物學上,不同世代之間外表特征與基因頻率的改變。
達爾文並未對“evolution”下過定義,在1859年出版的《物種起源》第一版中,也並未使用“evolution”這個字。當時達爾文是使用“經過改變的繼承”(descent with modification)、“改變過程”(process of modification)或是“物種改變的原理”(doctrine of the modification of species)等。evolution這個字在當時生物學上的意義,指的是胚胎發育的過程,並且在當時的一般用語中具有“進步”的意含,而達爾文反對將“進步”之類的用語來描述生物改變的過程。他曾在《物種起源》第7章中說:“(天擇)的最後結果,包括了生物體的進步(advance)及退步(retrogression)兩種現象”。而後來包括達爾文在內,之所以改用evolution來描述生物演化現象,是經由英國哲學家赫伯特?史賓賽在許多著作裏進行的名詞統一。
(1)進化與演化
原本中文對“evolution”這個字有兩種翻譯。“進化”一詞是來自日語(日制漢語)。而嚴複則是最早反對使用“進化”的人之一,後人在《天演論》書尾的名詞表中寫到:“evolution一詞,嚴氏譯爲天演,近人撰述多以進化二字當之。赫胥黎于本書導言中實嘗有一節,立evolution之界說;謂爲初指進化而言,繼則兼包退化之義。嚴氏于此節略而未譯,然其用天演兩字,固守赫氏之說也”。也就是說,嚴複主張以“天演”取代“進化”。
根據臺灣教育部所編輯的辭典,“進化”定義爲生物由低級到高級、由簡單到複雜的發展過程,並將“退化”定義爲進化的反義詞。而“演化”則定義爲生物物種爲了因應時空的嬗變,而在形態和與行爲上與遠祖有所差異的現象。
目前中文對于如何翻譯“evolution”仍有爭議。支持使用“演化”的學者認爲,演化在字面上的意義比較中性,能表達連續與隨機的意義;進化則帶有“進步”的含意。而且由于漢語中“進”與“退”是代表相反意義的兩個字,因此若使用進化,則在邏輯上不易將“退化”定義爲進化的一種類型。對翻譯的爭論也表現了人們對進化論理解的變化,過去“進化”多表示生物朝適應環境的方向演化,而當前多人爲生物的演化是隨機的,並沒有進步退步之分。
演化模型
(1)微觀演化與宏觀演化
演化可以依據時間長短與差異程度,分成“微觀演化”(微演化)與“宏觀演化”(廣演化)。微觀演化指幾個世代中,基因頻率小範圍的變化,例如現今世界各地人類的差異。宏觀演化指長時間的演化過程,例如人類與滅絕祖先的關系。宏觀演化的曆史中可能包括生物群在化石紀錄中的突然出現、丟失的環節、物種長期停滯等難以解釋的現象。例如寒武紀地層中保存大量化石的現象。
(2)演化速率
關于宏觀演化的過程,有許多不同的理論,主要是用來解釋化石紀錄中難以解釋的現象。傳統的觀念認爲,許多微觀演化的累積,經曆足夠時間之後便形成新物種,這樣的理論稱爲漸變論。而漸變論又有許多形式,例如由史蒂芬?古爾德與尼爾斯?艾崔奇在1972年提出的疾變平衡論。這種理論認爲生物的演化曆史是許多走走停停的過程,在大多數時間並沒有太大的變化。而某些個體中存在關鍵基因(如同源異形盒),可能導致新物種迅速形成並大量繁殖,之後再恢複平衡。如此便能夠合理的解釋化石紀錄不平均的問題。其實古爾德經常以批判漸變論的姿態出現在大衆媒體,但是道金斯認爲,疾變平衡論只是漸變論的一種形式。而極端的漸變論,認爲演化過程是以等速進行,對于化石數量的不平均,則以“化石紀錄本身並不完整”來解釋。極端的漸變論,仍然經常使用在分子層次,並發展出分子時鍾的觀念。但是近年的研究發現,分子時鍾也並非等速進行,而是在不同物種或是不同年代具有不同的演化速度。且不同的研究中,對分子演化速率的推算差異相當大。
另外有一種躍進論,認爲物種只需要一個世代就能夠形成,且可能具有創造論與災變論等形式。創造論與災變論都是源自宗教,如《創世紀》與大洪水,不過現在的災變論已將火山爆發、隕石撞擊等所有來自地球內外的影響包含在內。
(3)數學模式
生物的變異可以量化爲數字,因此也能夠建立出數學模型。較早的數值分類學(numerical taxonomy)將生物的特征量化爲數字,並且依照這些數字進行分類,借此找出它們的親緣關系。
現在的科學家一般認爲生物型體的演化,是源自于基因的變異(基因中心演化觀點)。而且由于基因突變具有一些規律性,因此複雜的演化過程,可以簡化成數學模型。早期的新達爾文主義科學家使用線性的模型,例如將爲每一個對偶基因定下一個“天擇系數”,借此估計此對偶基因在每一世代中的基因頻率。現今則多用非線性的方式分析,例如一種稱爲生殖成就空間(fitness landscape)的曲面圖形,可以用來表達生物個體在繁殖上的能力,與其特征之間的相關性。由圖形可以看出具有不同特征的生物可能同時皆有較高的生殖成就。
由于這些生物的變異可以化成許多種不同的變量,因此數學上用來處理多維空間的技巧,便可應用在生物關系的分析。此外這些數學方法的優點是計算過程上相當精確,缺點是其正確性取決于人爲的判斷與假設。
演化證據
(1)古生物學與化石紀錄
古生物學是以生物化石爲基礎,以研究生物親緣關系的一種研究。當生物個體死亡之後,它的屍體通常會經由微生物分解而腐化,使得生存痕迹消失。但有時候這些遺迹可能會因爲某些因素而被保存。只要是來自古代生物造成的痕迹,或是生物體本身,都可以稱爲化石。化石對于了解生物演化曆程而言將當重要,因爲化石是較爲直接的證據,且帶有許多詳細的資訊。
在化石形成過程中,生物體外的痕迹由于快速地受到掩埋,因此不會發生風化與分解的情形。而較爲常見的化石,則通常源自骨骼或外殼等堅硬部位,並經由類似鑄模的過程形成。堅硬的骨骼在動物死亡之後,會因爲有機物的腐敗,而産生一些漏洞。將骨骼掩埋的砂石或礦物,則會經由這些漏洞侵入骨骼內部,並將其填滿。這種過程稱爲置換作用,屬于型體的保留,而不是生物體本身的保留。也有一些化石是生物體本身,例如被冰凍的猛獁象、琥珀裏的昆蟲。此外,古代動物的腳印,或是植物在地底下因爲溫度與壓力的作用而碳化,都可稱爲化石。
不同時代的生物化石,會出現的在不同的地層中,如此便能夠研究古生物之間,以及它們與現代生物之間的關系。“失落的環結”指演化過程可能出現過,卻尚未發現的物種;而連接兩個物種之間化石,則稱爲“過渡化石”。例如可能位在鳥類與恐龍中間的始祖鳥(Archaeopteryx)化石;以及最近所發現的一種具有四肢的大型淺水魚(Tiktaalik),可能是魚類與兩棲類的過渡化石。
化石紀錄對于古生物的研究有所限制,因爲形成化石並不容易。舉例而言,軟體動物身上並沒有太多能夠形成化石的部分,還有一些生物生存在難以形成化石的環境當中。即使化石形成之後,也有可能因爲某些原因被摧毀,使得大多數化石皆是零散的狀態,只有少數化石能夠保持完整。而當演化上的改變在族群當中只占有少部分,或是環境變化使族群規模縮小,都會使它們形成化石的機率相對較小。此外,化石幾乎無法用來研究生物內部器官構造和機制。
(2)生物地理學與物種分布
由于板塊移動造成的大陸漂移(如南美洲與非洲),以及冰河時期前後造成的海平面高度的變化(如白令海峽陸橋),改變了陸地之間的相連性,使得一些相差遙遠的地區,雖然能夠在地底下挖出許多相似的生物化石,如今卻因爲海洋或山脈的隔離,而使現有的物種具有相當大的差異。
例如在南美洲的新世界猴、美洲豹與駱馬;以及非洲的舊世界猴、獅子與長頸鹿。此外,與世界上其他地方的胎盤動物相比較爲原始的有袋類動物,雖已大多滅絕,但澳洲大陸卻依然保留如袋鼠與無尾熊等許多有袋類。除了不同陸塊之間具有這種現象之外,在大陸與其鄰近島嶼,也因爲曾經在地理上相連,而能夠找到相似但具有變異的物種。例如臺灣、中國大陸與日本的獼猴之間的差異。
(3)型態比較
脊椎動物五趾肢的比較,支持了脊椎動物具有共同祖先的理論。舉例而言,雖然人類、貓、鯨魚與蝙蝠的五趾肢在型態上有所差異,但是主要架構都很相似。這些“同源”的構造,適應了不同的功能,如抓握、行走、遊泳與飛行。
此外有一些構造在功能上相似,但卻具有不同的型態。例如蝙蝠、鳥類與昆蟲的翅膀;昆蟲與脊椎動物的腿;章魚與脊椎動物的眼睛;魚類、鯨魚與龍蝦的鰭等。這類“異源”的構造,適應了相同的功能,如飛行、行走、感光與遊泳。
(4)發育過程
所有的脊椎動物胚胎在發育初期都非常相似,在發育的過程中,這樣的相似會逐漸減少,最後形成各物種的型態。舉例而言,雖然各種成熟的脊椎動物差異很大,但是它們的胚胎型態在發育初期卻非常相似,腮裂仍然出現在已經沒有腮的爬蟲類、鳥類與哺乳類胚胎中。魚類的二房心會被保留到成體,而人類的胚胎雖然也有這種構造,卻會在胚胎成熟後消失。
1870年代提出胚胎重演學說的恩斯特?海克爾,認爲不同物種在同一段發育時期的差異也會顯現出這些物種在演化上的親近程度,而且這些生物演化曆史的重複表現,能夠出現在任何生物的胚胎發育過程。但是到了1997年,海克爾的理論正式被推翻。理察森與先前的一些研究發現,胚胎發育的型態,並不完全符合演化上的親近程度。即使如此,現今的某些中學生物教科書依然繼續使用海克爾的理論。
在胚胎重演論提出直到被推翻的期間,胚胎學對于演化機制的解釋並沒有太大的進展。但是近年的演化發育生物學(Evolitionary developmental biology、Evo Devo)研究,將分子生物學與發育生物學等學門結合,解釋基因的改變對于動物形態的控制過程。同時也發現外表差異相當大的動物之間,也擁有相同的調控基因。以及相同的基因在不同的時間與空間,具有不同的作用。這些調控動物發育過程的基因,主要爲一類Hox基因。
(5)分子證據
分子生物學與生物化學可以利用構成生命的各種分子,來研究生物的親緣關系。這些分子包括了核糖核酸(RNA)、去氧核糖核酸(DNA)、蛋白質與醣體等。現在的科學家已經可以用機器與電腦將這些分子的堿基序列、氨基酸序列定序。研究這些序列的學門分別爲基因體學、蛋白質體學。此外還有一種更爲複雜的醣體學,專門分析醣類構造。
基因體學透過去氧核糖核酸序列的比較,可以建立出與傳統分類學大致符合的種系發生樹。這種方法通常用來確認並增強分類學的研究,將其他演化證據的漏洞修補或是修正。例如人類的DNA序列與黑猩猩的差異約爲1.2%,與大猩猩的差異約爲1.6%,與狒狒則爲6.6%,如此就能推斷並量化人類與猿類的親緣關系。此外一種組成核糖體的16S rRNA序列,也是研究親緣關系的重要分子,這些研究導致了三域系統的出現,將真核生物、古生菌與細菌分開。
蛋白質體學也支持了生物具有共同祖先的說法,因爲許多生命所需的蛋白質,例如核糖體、DNA聚合酶與RNA聚合酶,不但出現在較原始的細菌,也出在複雜的哺乳類體內。這些蛋白質的核心部分在不同生物中保有相似的構造與功能,而較複雜的生物具有較多的蛋白質次單位(protein subunit),以調控更複雜的蛋白質相互作用。
生物體內有一種去氧核糖核酸片段,雖然與已知基因具有相似的序列,但是卻無法發揮作用並完成蛋白質的制造。這類無用的核酸片段稱爲僞基因,是支持生物具有共同祖先的證據之一。它們之所以無法正常作用,是因爲在演化過程中,基因突變累積過多的緣故。
(6)抗藥性
微生物與病毒的抗藥性,在醫學上是重要問題,也是演化證據之一。例如金黃葡萄球菌在1943年時仍可使用青黴素(盤尼西林)治療,到了1947年就已經發現具抗藥性的菌株。1960年代改用甲氧苯青黴素,同樣因爲抗藥性菌種的散布,使得1980年代改用萬古黴素,2002年時,已發現抗萬古黴素的菌種。
基因遺傳
生物體的遺傳是發生在一些不連續性狀上,也就是生物的特定特征。以人類爲例,眼睛的色彩是一個是一項特征,可遺傳自父母的其中一個。遺傳性狀是由基因所控制,而在生物個體基因組中完整的一套基因,則成爲基因型。
完整的一套可觀察性狀,可形成生物的構造或是行爲,稱爲表現型。這些性狀來自基因型與環境的交互作用。因此生物體的表現型並非完全來自遺傳,例如皮膚的曬黑情況,是決定于個人的基因型與陽光的照射。每個人之所以對陽光有不同的反應,是因爲基因型的差異,較顯著的例子是擁有白化性狀的個體,這類個體不會曬黑,且相當容易曬傷。
基因是DNA分子中一些含有遺傳訊息的區域,DNA則是含有四種堿基的長鏈分子。不同的基因具有不同的堿基序列,這些序列以編碼形式形成遺傳訊息。細胞裏的DNA長鏈會與蛋白質聚集形成一種生爲染色體的構造,染色體上的特定位置,則稱作基因座(locus)。有時基因座上的序列在不同個體之間有所差異,這些各式各樣變化型態稱爲等位基因(allele)。突變可使基因序列改變,産生新的等位基因。當突變發生虞基因時,新形成的等位基因可能會影響此基因所控制的性狀,使表現型改變。不過單一等位基因對應單一性狀的情形較少,多數的性狀更爲複雜,而且是由許多進行交互作用的基因來控制。
基因變異
(1)突變
突變是指遺傳的物質發生改變,廣義的突變包括染色體數目和結構變異。不過一般所說的突變,是核酸序列的改變,也就是基因突變。基因突變是産生遺傳變異的最根本原因,細胞中的遺傳物質(通常是脫氧核糖核酸或核糖核酸)能夠經由許多方式改變,例如細胞分裂時的複制錯誤、放射線的照射、化學物質的影響或是病毒感染。多細胞生物的基因突變,可依照發生的細胞種類分爲兩種。生殖細胞突變能夠遺傳到下一代;體細胞突變則通常限制在個體中。
基因突變可能對個體有害,也可能對個體有益,或是兩者兼具。有害的隱性基因因爲不會出現症狀而被保留,當這些隱性基因配成對時,就可能使個體得到病變或是死亡。有一些基因雖然可能會造成病變,但是也可以使個體具有某些優勢,例如帶有一個鐮刀型紅血球疾病基因的人,對瘧疾更有抵抗力。
對生物個體無益也無害的突變稱爲中性突變,在族群中的出現頻率主要受到突變機率影響。由于這些突變不影響個體的生存機會,因此大多數物種的基因組在沒有天擇的狀況下,依然會有穩定數量的的中性突變不斷發生。單一堿基對的變換稱爲點突變,當一個或多個堿基對插入或是刪除時,通常會使基因失去作用。
轉座子(transposon)是生物的基因組片段,並且在基因組的演化上扮演重要角色。它們能夠移動並插入基因組中,或是取代原有的基因,産生演化上的變異和多樣性。DNA複制也被認爲每百萬年間,會在動物的基因組中産生數十到數百的新基因。
(2)重組
在無性生殖的過程中,染色體上的任何一對等位基因都會一起遺傳到下一代。但是對于行有性生殖的物種而言,親代同源染色體中的等位基因,在制造生殖細胞的減數分裂過程中,會發生基因重組。這是一種不同的脫氧核糖核酸段落斷裂並重新組合的過程。
原核生物之間能夠透過接合等方式,直接交換彼此的基因,因此重組在原核生物中也比較常見。而較複雜的動物與植物,則通常是在制造生殖細胞的減數分裂時期,因爲染色體的交接(crossover)而發生重組。減數分裂重組的發生頻率較低,而且排列位置較接近的等位基因,也較不易交換。因此可以由等位基因的重組率計算出基因的相對位置。
此外有性生殖中的孟德爾遺傳規則,能夠使有害的突變被清除,有益的突變被保留。且因爲具有這種清除有害突變效果,因此當一個等位基因無法進行基因重組的時候(例如孤立的Y染色體),便因爲有害突變逐漸累積,而使族群的有效族群大小(英語:effective population size、簡寫:Ne)縮減,這種現象稱爲希爾—羅伯森效應(Hill-Robertson effect)。若是染色體逐漸退化,則稱爲繆勒氏齒輪(Muller's ratchet),這種現象比較容易出現在無性生殖的生物中。
基因機制
遺傳變異一方面經由生殖而傳遞到下一個世代(被稱爲垂直基因轉移),另一方面也可以透過水平基因轉移(英語:horizontal gene transfer,簡寫:HGT),在物種之內或是物種之間傳遞。尤其是細菌經常使用這種方式交換基因,最近的研究更發現可能有跨物種的水平基因轉移存在。基因流(gene flow)則是指基因在生物個體之間轉移。
基因型(遺傳因子)是産生表現型(外在表現)的根本。而表現型本身也擁有表型可塑性(phenotypic plasticity),能夠在基因型未改變的狀況下有所變化,並且能夠遺傳到下一世代。除了基因本身的改變,染色體的重新排列雖然不能改變基因,但是能夠産生生殖隔離,並使新物種形成。
一般來說,選擇包括了“天擇”(自然選擇)與“性擇”(性選擇)。天擇的主要原因是物種所居住環境的改變,包括物種之間關系的變化;性擇則是物種在繁殖的需求下而産生的選擇。而這些性擇所留下的性狀,可能會有害于個體本身的生存能力。各種選擇的分類事實上並不明確,也有一些分類以天擇表示所有選擇作用,並分爲生態選擇(ecological selection)與性擇。
(1)基因流
基因流也稱爲遷移(migration),當族群之間並未受到地理或是文化上的阻礙時,基因變異會經由一些個體的遷移,使基因在不同族群間擴散,這樣的情形稱爲基因流。恩斯特?麥爾認爲基因流類似一種均質化(homogenising)的過程,因此能夠抵銷選擇適應的作用。當基因流受到某種阻礙,例如染色體的數目或是地理的隔閡,便會産生生殖隔離,這是物種形成的條件之一。
族群中等位基因的自由移動,也受到族群結構的阻礙,例如族群的大小或是地理分布。雖然理想狀態中族群的生殖對象完全自由且完全隨機,但是現實世界中並非如此,因此地理上的親近程度會對這些基因的移動造成龐大的影響。而且當遷移數量較少的時候,基因流對演化的影響也較低。
(2)遺傳漂變
基因漂變指的是族群中等位基因頻率在每一個世代之間的隨機的變化。這種變化能夠以數學表達,哈蒂-溫伯格平衡描述了理想狀態情況下(不考慮天擇等因素)的數學模型。在理想狀態中,後代的等位基因頻率將接近隨機分布。當族群規模較大,基因漂變的機率會較低;當族群規模較小的時候,基因漂變的現象較爲明顯。
當一個少數族群從原先族群之中分離而出,且兩者的基因頻率有所不同,若是分離而出的少數族群與原先族群的基因無法繼續交流,則兩者的基因頻率將漸行漸遠。這種現象稱爲奠基者效應。例如從德國遷移到美國賓夕法尼亞的阿米什人,起源大約僅有200人,且習慣族內通婚。這個族群的埃利偉氏綜合症(Ellis-van Creveld syndrome)出現頻率較其他族群高[40]。
(3)水平基因轉移
水平基因轉移(英語:horizontal gene transfer,簡寫:HGT),是個體將遺傳物質傳遞到其他非本身後代個體的過程。這種機制使遺傳物質得以在無直系關系的個體之間産生基因流。
水平基因轉移也可以經由抗原轉移(antigenic shift)、基因重整(reassortment)與雜交反應(hybridisation)等現象觀察。病毒能夠透過轉導作用(transduction)在物種間傳遞基因[41]。細菌則能夠與死亡的細菌合體、經由轉形作用(transformation),以及與活細菌進行接合(conjugation),而獲得新的基因。而新的基因則能夠以質體的形式,加入宿主細菌的基因組中。雜交的現象在植物中最顯著,此外目前已知還有10種以上的鳥類物種能夠雜交。另外在哺乳動物與昆蟲中,也有雜交的例子,只是通常雜交後代不具有生殖能力。HGT也是細菌傳遞抗藥性的方式之一,而且有些發現表明HGT是原核生物與真核生物的演化重要機制。
由于HGT的存在,使種系發生學更加複雜,也使早期物種的演化過程出現一種隱藏關系(metaphor)。遺傳資訊在生殖作用之外,也能在物種之間傳遞。這使科學家必須在解釋演化關系的時候,表達出物種的隱藏關系,並且將不同的演化曆程組合。
(4)自然選擇
由于各種基因的變異,使同一個族群中,不同個體的生存方式和繁殖方式有所不同,當環境發生改變,便會産生天擇作用。之所以稱爲天擇,是因爲這種選擇並非如基因漂變或基因突變一樣隨機,當環境改變發生時,將只有某些帶有特定特征的群體能夠通過這些考驗。天擇有一些特例,有時候被視爲與天擇擁有相等地位的選擇方式。其中包括性擇、人擇等等。
性擇指某個個體因爲比起其他個體擁有較高的繁殖機會,因此它們的基因會被保留,使後代繼續保有相同的優勢。人擇指人類爲了本身的生存或是喜好而對不同的基因變異進行篩選,通常發生在農業、畜牧業或是寵物的育種上。此外,優生學則是人類對人類所進行的篩選行爲。不過人類事實上只是自然界的一部分,因此人擇與並天擇沒有明確的分別。
由于這些特殊的選擇機制,導致對于生物適應環境有益的特征,並非在演化過程中一定會出現或是被保留。舉例而言,擁有更多的手指對人類的生活可能會更加方便,但是這種方便幾乎不會增加任何繁殖機會,甚至反而會減少。
演化曆程
(1)生命演化曆程、地球曆史和演化樹
對于最初始的生命起源,目前尚未明了。而且生物學的演化研究,通常不包括這段初始過程。因爲這段過程牽涉到太陽系與地球的形成過程,所以對于生命起源的研究,許多是來自物理學與化學。例如1952年的一項實驗中,米勒(Stanley Miller)與尤瑞(Harold Urey)以氨、甲烷、氫氣、氰酸與水等分子,模擬地球的原始狀態,並首次在實驗室中制造出氨基酸。而近年的研究發現,作爲氨基酸原料的有機分子,有可能是來自太空中,或是海底火山。
而關于包括遺傳物質在內的有機分子演化過程,現在科學家一般認爲核糖核酸比蛋白質與脫氧核糖核酸更早出現,之後出現類似反轉錄酶的蛋白質,最後才有脫氧核糖核酸,不過這些理論的證據並不多。脂肪酸的出現則構成了原始的細胞膜,之後經由內共生等過程,形成最早的單細胞生物。
(2)演化主要事件
在演化過程中,有許多關鍵性的生物分化,配合地質時間與演化曆程,能夠歸納出演化時間表。目前已知的化石紀錄中,最早生命遺迹是出現在約38億年前,原核單細胞生物則出現在33億年前。到了22億年前,才出現最早的真核單細胞生物,如藍綠菌。6億年前藻類與軟體無脊椎動物出現。再此之前的年代稱爲前寒武紀。
古生代是由5億4千3百萬年前到5億1千萬年前所發生的寒武紀大爆發開始,此時大多數現代動物在分類上的門已經出現。之後海中藻類大量出現,而且植物與節肢動物開始登上陸地。最早的維管束植物在4億3千9百萬到4億9百萬年前出現。接著是硬骨魚類、兩棲類與昆蟲的出現。3億6千3百萬年前到2億9千萬年前,維管束植物開始發展成大型森林,同時最早的種子植物與爬蟲類出現,並由兩棲類支配地球。最後爬蟲類開始發展,並分化出類似哺乳類的爬蟲類,隨後發生二疊紀滅絕事件,古生代結束。
中生代開始于2億4千5百萬年前,這時以恐龍爲主的爬蟲類與裸子植物逐漸支配地球。1億4千4百萬年前到6千5百萬年前,開花植物出現,最後中生代結束于白堊紀滅絕事件。
6千5百萬年前之後則稱爲新生代,哺乳類、鳥類與能夠爲開花植物授粉的昆蟲開始發展。開花植物與哺乳動物在這段時間取代了裸子植物與爬蟲類,成爲支配地球的生物。可能是人類祖先的類人猿出現在360萬年前,直到10萬年前,現代人(學名:Homo sapiens)才誕生。
演化結果
(1)適應
在天擇的作用影響之後,生物能夠更加適應它們所處的環境。只要是能夠使個體擁有更大生存優勢的過程,都可以稱爲適應。不過需要注意的是,適應並非放諸四海皆准,在一個環境中擁有優勢的特征,可能會在另一個環境中成爲缺陷,這種現象也能解釋爲何演化並沒有任何缺省方向和目的,只有適應或是不適應。
即使“進步”在演化過程中並非必要,但是物種之間的競爭關系,仍能使物種在最基本的環境適應之外,進行更進一步的變化。這些競爭類似人類的軍備競賽(arms race),且能夠依照物種的關系而分成兩類。一種是不對稱競爭,指物種受到不同條件的選擇,如掠食者與獵物的關系;另一種是對稱競爭,指物種受到相同的條件選擇,如森林中樹木對陽光的爭取。此外性擇也具有競爭的特性,有些物種在繁殖機會的競爭壓力之下,會逐漸發展出相當奇特的外觀或行爲,例如鮮豔羽毛與吞食異性。
(2)物種形成
物種形成受到許多類型的機制影響,主要可以分成2種類型。一種是異域性物種形成(allopatric speciation),發生在族群受到地理隔離,而形成新物種的情況。例如大峽谷兩側的松鼠,由于峽谷地形的阻隔,形成兩個物種。不過地理隔離不一並會使物種分化,當兩個物種再度接近,有可能會産生雜交。例如臺灣的白頭翁與烏頭翁,原本受到山脈阻隔而發展出不同型態,近年來純種烏頭翁卻逐漸與白頭翁交配而減少數量。同域性物種形成(sympatric speciation),是指新物種與固有物種在相同的地區生存,因爲繁殖或是溝通等行爲而産生生殖隔離。例如印尼的一種蝙蝠由于聲音的不同,産生三個從未雜交的族群。
另外還有兩種較特殊的物種形成方式。邊域性物種形成(peripatric speciation)介于異域性與同域性之間,指物種原先受地理隔離,之後因族群擴大而與固有物種接觸,卻已經形成兩個物種。邊域性物種形成是由恩斯特?麥爾所提出,這種理論同時支持了疾變平衡理論,且與奠基者效應有關,是小族群作爲演化關鍵的例子。臨域性物種形成(parapatric speciation)指物種雖然生存在相連的區域,但是因爲交流的困難而産生新物種。最著名的現象是環狀物種(ring species),例如北極圈周圍的黑脊鷗(Larus argentatus)。
(3)滅絕
滅絕指物種或是某個分類上的族群消失,並減少生物多樣性。某一物種的最後個體死亡,就是物種滅絕的時刻,即使滅絕前就已經失去了任何繁殖的可能。由于物種的潛在範圍可能相當大,因此確定物種滅絕時刻相當困難。
地球上曾經有過多次大規模的滅絕,其原因大多是因爲環境,尤其是氣候的大幅改變。其中最嚴重的5次,分別是奧陶紀後期(4億4千萬年前)、泥盆紀後期(3億6千萬年前)、二疊紀後期(2億5千萬年前)、三疊紀後期(2億1千萬年前)與白堊紀末期(6千5百萬年前)。其中二疊紀後期的二疊紀滅絕事件,大約95%的海洋生物與70%的陸地動物消失。白堊紀末期的白堊紀滅絕事件,則因爲恐龍的滅絕而著名。
演化思想史
早在古希臘時代,類似演化的思想已經出現,例如阿那克西曼德認爲人類祖先來自海中。到了18世紀與19世紀,就已經有許多關于生命起源來自共同祖先的觀念。建立生物學的拉馬克,是第一位爲演化提出科學理論的科學家。而達爾文與華萊士所提出,以天擇爲主要機制的演化論,成爲第一個具有說服力的解釋。在達爾文發表著作並成名之後,有許多先前尚未發表,發展較少的類似理論被發現。此外,達爾文在當時還未知任何遺傳機制,因此他無法解釋爲何不同世代具有不同特征。尤其當時流行子代的性狀爲兩位親代性狀混合的概念,使得任何變異理論上似乎會逐漸消失。
孟德爾發現遺傳性狀的分離現象,解決了原本性狀混合的難題,然而一開始卻受到忽略。而且原本遺傳學家並不接受達爾文的天擇觀念,而是以突變作爲演化原動力。
直至20世紀,數學家羅納德?費雪、生物學家萊特(Sewall Wright)與霍爾登(J. B. S. Haldane)才建立了群體遺傳學,並與演化論結合。再加上湯瑪斯?摩根、特奧多修斯?多布然斯基、朱利安?赫胥黎、恩斯特?麥爾、喬治?辛普森、斯特賓斯(G. L. Stebbins)等人的研究,又稱爲新達爾文主義的現代綜合理論在1920年到1940年代開始成形。
至于詳細的遺傳機制,則要等到埃弗裏發現核酸爲遺傳物質,以及華生與克裏克,根據富蘭克林(Rosalind Franklin)的研究,發表脫氧核糖核酸雙螺旋結構,以及分子生物學的建立之後。
到了1960年代,許多生物學家開始以基因中心演化觀點探討演化過程。道金斯更認爲,基因是唯一的天擇單位。此外還有漢彌爾頓提出以利他行爲爲基礎的親屬選擇。與之同時,古爾德與艾崔奇對演化的速率重新詮釋,提出疾變平衡論,認爲生物的演化速度是長期的停滯與短暫的爆發所組合。之後演化生物學成形,並且發展出許多分支。
(1)現今的研究與應用
演化生物學是研究演化的主要學門,探討物種的起源和改變,以及物種之間的親緣關系。這些研究影響了傳統的分類學,並導致系統分類學的出現。演化發育生物學(evo-devo)比較不同動物在發育過程中的變化,由此探討它們之間的關系與演化過程。體質人類學專注于人類的起源與演化,並探討人種的差異,又稱爲生物人類學。
爲了更深入研究演化過程與機制的細節,許多相關的分支學門産生。例如生態遺傳、人類演化、分子演化與種系發生。由于生物學是奠基在其他更基礎的自然科學之上,因此數學、統計學、物理學與化學對于了解演化機制也相當重要。例如爲基因流、基因漂變等現象提供數學模式的群體遺傳學,研究在演化動力影響下,等位基因的分布和改變。
遺傳算法則是應用演化與遺傳的各種機制,並結合電腦的運算能力來解決許多問題。應用的層面包含工程、設計與通訊科技等。
(2)演化在社會學的發展
有些演化研究專注在社會性生物上,稱爲社會演化學。例如漢彌爾頓提出親屬選擇,解釋利他行爲與邪惡的存在。不久之後,艾德華?威爾森出版的《社會生物學:新綜合》,解釋了社會性生物的各種行爲,並在最後討論套用在人類行爲的可能性。
1976年,道金斯在《自私的基因》一書中,認爲人類的文化也能以演化解釋。他根據基因(gene)這個詞,將文化的演化單位稱爲迷因(meme、在中文也被音譯爲迷米)。類似作爲遺傳因子的基因,迷因爲文化的遺傳因子,也經由複制(模仿)、變異與選擇的過程而演化。
社會演化學與迷因學的差異在于,社會演化仍然是一種基因中心觀點,以遺傳物質分子爲天擇單位;而迷因學則是以非基因的文化爲天擇單位。
社會爭議
(1)理論與事實
有時候演化會被人們強調爲理論、學說或假說,而非真實。例如美國前總統裏根曾在1980年的一場競選活動中表示:“演化是一個理論,只是一個科學理論,直到現在依然在科學界中受到挑戰,並且尚未被科學界認爲絕對正確。”這類說法強調演化只是一個理論,所以並不是真實存在的事物。然而對科學家而言,理論並非與真實對立。真實是指經驗上所得的資料或數據,理論則是對事實的解釋與想法。
(2)進步、複雜化與退化
有些物種(如人類),常被認爲是比其他的物種更高級,甚至是演化的方向與目的所在。且認爲演化的過程必定會使生物愈來愈複雜,或是進行與演化相反的退化。而現在的生物學家認爲演化是沒有方向的過程,也沒有任何預先計劃的目標。雖然在已知的演化過程中,確實具有逐漸複雜的現象,但是依然有許多物種保持在較簡單的狀態,如細菌。因此複雜性可能增加也可能減少,或是維持不變,結果取決于天擇的機制[63]。
(3)物種形成
物種形成有時後被認爲是無法直接觀察的現象,並得出演化是不科學的結論。但是科學的發現不僅是經由可重複的實驗,均變說(uniformitarianism)使科學家得以用經驗來推論事物的原因[64]。此外物種形成的例子也出現在植物[65]。還有刺魚(stickleback)的外胚葉發育不全(ectodysplasin)等位基因,被用來當作研究基因轉變與物種形成的模型[66]。有一種類似的觀點,認爲微觀演化是可以觀察,而宏觀演化則無法觀察。但是由于宏觀演化的機制與微觀演化相同,所以宏觀演化事實上已經在微觀演化中被觀察。而且物種之間基因序列的比較,也顯示少量的遺傳變異,就可以導致外表相當大的變化。
(4)熵與生命
有些觀點認爲演化增加複雜性的情形,違反了熱力學第二定律。熵是物理學上的亂度,這個定律是指在一個孤立系統中,熵只會增加或是維持不變,可以使用的自由能逐漸減少,最終反應逐漸趨于動態平衡。這種觀點忽略了生態系事實上並非孤立系統,所有生態系中生物所獲得的自由能,都是來自太空中,尤其是太陽。太陽、地球與太空的系統並不違反熱力學第二定律,因爲太陽與地球輻射所産生的自由能,遠超過生物演化所需。
(5)宗教與社會爭議
自從《物種源起》出版之後,演化論在宗教、社會與哲學層面的爭議就持續不斷。最大的爭議,便是關于人類演化的部分,因爲一神教大多是認爲人類由神所親自創造,例如《聖經》中的《創世紀》。由于演化論的出現,也導致了許多類似創造論的理論出現。例如天主教,將其信仰與演化論調和爲神導演化論。而除了傳統的創造論之外,也有一種稱爲智慧設計的理論出現,這種理論並不強調造物者是誰,只是認爲生物的出現必定受到某種智慧體的安排。
在美國,這種創造論與演化論的爭議已經進到法院與政治層面。例如2005年的美國賓州多佛學區案中,法官判決學校在2004年開始教授的智慧設計論違反法律。以及同年美國總統布什公開贊成學校同時教授智慧設計論與演化論。
另一種對于演化論的批評,對象則是社會達爾文主義,以及衍生而出的種族主義、優生學與生育控制等19世紀末與20世紀初的産物。這類思想主要是起源于哲學家與政治人物對達爾文主義的借用,例如最早提出類似理論的赫伯特?史賓賽。而演化學者中也有一些本身具有優生學與種族主義等思想,例如提出胚胎重演論的海克爾。
http://baike.baidu.com/view/712348.html?tp=3_11
創造論>百度百科
創造論(Creationism)是一種理論,認爲宇宙起源、生命起源、人類出現等都出于超自然的神所創造。世界各地不同種族都有其形形色色不同的創造論。
【生命的起源】
在生命起源問題上,創造論和進化論的觀點截然不同。創造的模式認爲從原始到高級的各種生物都是由大能的神各按其類造出來的;生命只能源于生命,各種生命皆來自永生的神。但進化模式卻認爲生命是在漫長的進化過程中,由無機物變成有機物,由有機物演化出氨基酸、蛋白質,最後演化爲最簡單的單細胞生物,産生了生命。和宇宙的起源一樣,生命的起源已經完成,超出了科學研究的範疇,無法直接用科學方法闡明,我們從幾個方面來比較一下這兩種模式的合理性。米勒的實驗1953年,生物學界發生了兩件大事。一是James Watson和Francis Crick發現了脫氧核醣核酸(DNA)的雙螺旋結構,揭開了生物遺傳的秘密。另一件事是米勒(Stanley L. Miller)從無機物中制造了氨基酸等重要的生命所必須的物質,被認爲是支持生命由無機物逐漸進化而來的“無生源論”的重要科學證據。米勒當時是芝加哥大學的研究生。他模擬人們認爲的在生命出現以前的原始地面氣層的成份,在一個燒瓶中加入氫氣、甲烷和氨等還原性氣體和水蒸氣。將燒瓶密閉後插入兩支電極,通電後可以産生電火花。七天後,他從燒瓶中收集到一些有機物,其中竟有幾種氨基酸!他的實驗結果轟動了科學界。因爲蛋白質是由氨基酸組成的;按恩格斯的說法,“蛋白質是生命存在的形式”,有了蛋白質,生命的産生就指日可待了。因此,米勒的實驗所揭示的也許就是生命從無機物起源過程中的重要一步,證明生命是進化論而來的。
四十年來,米勒和其他人用類似的實驗方法,利用不同的能源,如紫外光、高溫、震動波等,又從還原性氣體中獲得了更多種類的氨基酸、葡萄醣、核醣、核酸所含的幾種鹼基等生物體內含有的重要有機物。然而米勒的實驗並不像當時許多人預想的那樣,拉開了創造生命的序幕。相反,對米勒的實驗的意義,人們提出愈來愈多的質疑。比如,關于反應物的濃度問題。米勒實驗中所加入的反應物(各種還原性氣體)的濃度遠遠高于原始氣層中這些氣體的實際濃度。反應物濃度低,則這種由無機物生成有機物的合成反應就難于進行,或者一旦合成後立即又會分解。有人指出,按米勒和他的同事們所假設的原始氣層環境計算,米勒實驗中制成最多的甘氨酸的分解速度比合成速度快,因此在原始大氣層中形成的甘氨酸的97%在抵達地面之前就分解了,剩下的少量甘氨酸要擴散到三十英尺深的深海中才不致被紫外光破壞。再則,有人推算,米勒實驗中的電火花在兩天內提供的能量相當于原始地球表面四千萬年所接受的能量的總合。也就是說,米勒在燒瓶中觀察到的化學反應,在實際原始氣層中是難于發生的。李志航在《科學對基督教的挑戰》一書中說,“怪不得連從事此項研究的Brooks與Shaw兩人都得承認:'這些實驗宣稱是無生物的合成結果,實際上卻是藉著有高度智慧與活生生的人精心設計而成功的。'”堅持進化論觀點的美國國家科學院在一本1984年出版的書內也坦承道:“我們能不能有一天研究出導致生命來源的化學進化過程?這個問題可能沒有答案。就算一個活細胞在實驗室裏制造出來,仍不能證明自然界在數十億年前采用同樣的步驟。”
然而,米勒實驗遇到的最嚴重挑戰卻是關于原始大氣層的性質問題。長期以來人們認爲原始大氣是還原性的,沒有氧氣存在。由無機物合成氨基酸等的實驗也是在無氧狀態下進行的。如果有氧氣存在,這種合成作用或者不能發生,或者分解作用超過合成作用。近一、二十年來關于原始岩石及太空研究的資料指出,地球的大氣層中不一定含有大量的甲烷、氨氣等還原性氣體,而且有含氧的可能性。特別值得指出的是,無人駕駛的海盜號(Viking)太空船在火星登陸後發現,火星沒有生物存在,但火星卻有氧化性的氣層。因而地球的原始氣層中含氧的可能性是不能排除的。雖然對于大氣中含多少氧氣才能完全阻止氨基酸等有機物的形成,尚無定論,若地球的原始大氣層中確實含有氧氣的話,米勒等人的實驗的意義就當完全重估了。
DNA的形成退一步說,即使米勒等人的實驗確實在原始大氣中實際發生過,也就是說,假定氨基酸等能在原始大氣中由無機物産生,這離生命的起源仍然還有遙遠的距離。生命有許多特點,最主要的是要有新陳代謝(Metabolism)和繁衍後代(Reproduction)的能力。
這兩種能力都來自于DNA的功能。生物的新陳代謝是由基因調控的,而基因則是DNA的片斷。除少數原核生物(主要是植物病毒)靠RNA繁殖外,絕大部分生物都由DNA的複制實現繁殖的。所以,要産生生命,首先要産生DNA(或RNA)。最簡單的生物噬菌體(專門吃細菌的病毒)就主要是由一個外殼和內含的DNA分子組成的。但DNA的自然形成面臨著兩大難關。
DNA本身並不複雜,是由四種不同的核酸相聯而形成的長鏈。複雜是DNA分子中這幾種核酸排列的順序(Sequence)。DNA正是藉著這四種核酸的不同排列順序産生了不同的基因並由此産生不同的生物及其他生命所必須的化合物。像我在第一章提到的那樣,這四種核酸在DNA分子中不同排列組合的可能性之巨大,遠遠超出人們的想像。然而這些巨大的排列組合的可能性中,只有一種可能性是可以産生第一個生命的。自然産生這一正確組合的可能性之小就不難明了了。梁斐生在《真金不怕洪爐火》一書中引用過1967年諾貝爾化學獎獲得者愛根博士(Manfred Eigen)的演講中所說的話:“一個含有221個核酸的分子,其複雜程度的數學量等于這些核酸所能形成的不同排列的總和一共是4(4的221次方)或者是10(10的133次方)”,而“10個這樣的分子就足以充滿整個宇宙”!這10次隨機組合之中,只有一次組合是可以産生第一個生命的。這是什麽意思呢?如果讓這10個分子隨機組合,而組合的速率爲每秒一萬次(10),假設宇宙的年齡爲三百億年(10秒),那麽,從宇宙形成到現在,一共可以産生的組合方式是10次(10x10x10),還不足以産生一個有正確核酸排列組合序列的DNA分子!根據美國太空總署的資料,最簡單而“有生命”的蛋白質分子至少含有四百個氨基酸。也就是說,需要至少由一千二百個核酸組成的DNA分子使該蛋白質能夠産生。人們在最簡單的原核生物中看到的DNA分子,含有幾千個,而不是221核酸。可見,無論宇宙的年齡有多長,“進化”速率有多快,單靠隨機組合而産生第一個生命所必須的DNA分子的可能性幾乎等于零。其次,DNA分子形成時,需要一種叫DNA聚合的蛋白質,把一個個的核酸連接起來成爲DNA分子。
但我們知道,是一種蛋白質,要在DNA鏈上的基因的指控下才能合成。像“先有蛋還是先有雞”的問題一樣,在第一個生命産生之際是先有DNA分子呢還是先有這種DNA形成時所必須的蛋白質(DNA聚合)呢?答案是,必須兩者同時形成,缺一不可。憑機遇單是形成DNA分子已幾乎無可能,更何況,還要靠機遇同時形成DNA聚合。如果一定要用進化的、隨機産生的觀點來解釋第一個DNA分子的形成,未免過于牽強了。
化石的證據如果生命真是從無機物逐漸進化而産生的,然後由簡單到複雜,由低級到高級不斷進化的話,化石中一定可以找到這種進化的證據。可是化石的證據對進化論的觀點是非常不利的。在地質和古生物學界,把寒武紀早期(約5.7億年前)作爲“隱生宇”和“顯生宇”的分界。因爲在寒武紀之前的地層幾乎找不到生物的化石,而寒武紀早期,幾十個門(Phylum)的動物的化石突然同時出現,被稱之爲“寒武紀生命大爆炸”。這是進化論無法解釋的。
詹腓力博士(Dr.PhillipE.Johnson)在他的《審判達爾文》(DarwinonTrial)一書中指出:“化石記錄問題之中給達爾文主義者最頭痛的難處是'寒武紀大爆炸'(Cambrian Explosion)。大約在六億年之前,幾乎所有動物的'門'(Phylum)同時在地層中出現,完全沒有達爾文主義者必須的祖先的痕迹。正如道斯所說,'這些動物化石就好像有人故意放進去的一樣,完全沒有進化的曆史可以追尋。'”達爾文在世時還沒有證據顯示寒武紀之前有任何生物存在。他在《物種起源》中承認'這現象目前仍未能解釋,而且的確可以用來作爲有力的證據打擊我現在要討論的觀點。'達爾文又說,如果我的學說是確鑿的話,'寒武紀之前的世界必定充滿各種活物。'“但古生物學研究的結果正與達爾文所預期的相反。本世紀以來在加拿大哥倫比亞省發現的伯基斯(Burgess Shaleof British Columbia)動物群,澳大利亞弗林斯德山脈發現的埃迪卡拉(Ediacarans)動物群和1984年在中國雲南省昆明市附近的澄江縣發現的澄江化石生物群,都進一步證實,在寒武紀,大量的動物門類同時突然出現,展示了地球上生命的形式的爆炸性的突變,無進化痕迹可尋。雖然古生物學家在古老的岩石中(被認爲在三十億年以前)找到一些原核生物(如細菌、藍綠藻等)的化石。但它們與寒武紀突然出現的複雜的真動物之間無任何進化過程。
進化論者的推測是,寒武紀動物群的祖先可能是軟體動物,很難形成化石。但這種推論是站不住腳的。在伯基斯頁岩中有很多軟體動物的化石。在澄江化石群中,許多動物的軟體組織如胃腸、口腔、神經等都保存完好,清晰可辨。
1995年四月在中國南京召開了”寒武紀生命演化大爆炸、環境和資源國際討論會“。與會者高度評價了我國澄江化石生物群的研究成果。更令人驚喜的是,《人民日報》(海外版)于1995年5月25日發表了紐惟恭的題爲《澄江化石生物群研究成爲矚目》的詳論文章,公然寫道:“近十年來,該所(指中國科學院南京地質古生物研究所筆者注)對澄江化石生物群進行了系統的綜合性研究,采集了成千上萬的珍貴化石標本,發表了許多重要論文,引起全球古生物學界的轟動。研究表明:寒武紀生命'大爆炸'是全球生命演化史上突發性重大事件,現代生命的多樣性起源于此,又經過幾次重大突變演化而成。對其進行深入研究,可能對傳統的進化論是個動搖。”
《人民日報》(海外版)在1995年7月19日又發表了另一篇署名爲丁邦傑的詳論文章,標題十分鮮明:《向進化論挑戰的澄江化石》!文中說,“十九世紀,英國科學家達爾文創立了著名的生物進化論。其中一個核心論點便是:生物物種是逐漸變異的。但是,經科學家長期研究發現距今5.3億年的寒武紀早期,地球的生命存在形式突然出現了從單樣性到多樣性的飛躍。于是,'寒武紀生命大爆炸'的命題被提出來了,只是由于種種原因,在過去相當長的時間裏,這一命題難以被充分認識。”是的,多年來,達爾文的進化論在中國被視爲不容質疑的科學真理。今天這種“闖禁區”的文章能在中國最權威的報紙《人民日報》登載出來,意義深遠。這說明,一批誠實、嚴肅的科學家基于研究結果,已開始沖破各種思想束縛,勇敢地向不符合客觀事實的權威理論挑戰。這僅僅是開始。人們彷佛已聽到達爾文進化論的葬禮的鍾聲。
【論戰的實質】
如果達爾文的進化論從一開始就面臨著生命起源、化石證據、中間環節、自然選擇……等許多的困難,爲什麽進化論卻能沖破西方有神論的強大思想體系,破土而出並能被廣泛接受呢?如果達爾文主義真像前面所分析的那樣四面楚歌,爲什麽多數國家的教科書裏仍教授進化論而不講授神創論呢?這是很多人的疑問,也曾使我頗爲困惑。很多人以爲,達爾文的進化論能如此迅速地風靡全世界,想必在學術上有獨到之處,有充分的科學依據。這種疑惑是源于一種誤解,以爲進化論和創造論之爭是學術之爭,以爲是科學上的新發現才使人們由創造論轉向進化論的。其實,進化論與創造論之爭不是學術之爭,而是哲學、信仰、世界觀之爭。爲了說明這一點,我們需要簡略地回顧一下現代科學的發展曆程。
現代科學的發展可以追述到中古時代,亞裏斯多德的理性主義雄踞西方科學界、思想界。至于亞裏斯多德的宇宙觀,周功和牧師在《基督教科學觀》一書中是這樣描述的:“至于宇宙論,亞裏斯多德的看法是宇宙乃由五十五個同心圓球所構成。最中心的圓球是地球,向外依次爲水、氣、火以及天上星體的圓球。……每個圓球都有靈性,神在最外圈的圓球以外,而産生轉動。這樣的轉動是此圓球對神的吸引的一種反應,帶動整個宇宙各圓球的轉動。如此,神就是使圓球旋轉的終極因。”中古天主教會受亞裏斯多德的影響,認爲聖經中的神是宇宙的終極因與第一因,同時相信地球是宇宙的中心。
由于哥白尼、伽利略等人的努力,日心說被確立,而且揭開了以觀察、實驗爲主要手段的現代科學的序幕。這是一個巨大的進步。但與此同時,人們在抛棄亞裏斯多德的地心說的同時,把神是宇宙的終極因與第一因的觀點也抛棄了。雖然在現代科學發展初期湧現出以牛頓爲代表的一大批傑出的基督徒科學家,在現代科學發展的過程中,反對超然因素,只站在純粹自然的立場觀察,描述自然的自然主義(或人文主義)的世界觀逐漸在科學界占據優勢。牛頓時代,人們都相信神是宇宙萬物和人的創造者。到達爾文時代,神的創造受到懷疑,生物的來源就變成空白。因此企圖用物理、化學的自然方法來解釋生命之源的各種假說就應運而生。
達爾文並不是進化論的第一位倡導者。在他以前,進化的思想已經出現了。進化思想的産生是對神的信仰衰落的結果。池迪克博士(Donald E. Chittick)在他的新著《針鋒相對-創造?進化論戰的根源》(The Controversy:Rootsofthe Creation-Evolution Conflict)中指出:“達爾文曾經曆信仰崩潰。有人或以爲達爾文是經過多年研究,才接受了進化論。其實,在對信仰的信心減退的時候,他對進化論的信心才建立起來。進化論被用以彌補否定”創造“後遺留下來的空缺。
並不是進化論有什麽吸引人的地方,能把科學事實解釋得更加合理。進化論只是人摒棄'創造'後,用作彌補空缺的代替品而已。”達爾文推出進化論的過程正是如此。
達爾文的三大難題前文已經談到,達爾文在發表《物種起源》時就面對著幾個極爲嚴重的困難。第一是化石的難題:寒武紀生命大爆炸和化石中過渡型生物的化石罕見。他本人也承認化石的證據是“最明顯的反對我的進化論的最大理由。”他也坦白地說對此“我不能提供滿意的答案”,“自然界好像故意隱藏證據,不讓我們發現過渡性的中間型。”第二是進化所需要的漫長時間。他提出的自然選擇假說主張連續、漸進的變化。與達爾文同時代的英國著名物理學家開爾文(W. Thomson, Lord Kelvin)用物理學計算地球的年齡只有一千五到三千萬年,不足以令進化論成立,令達爾文很惱火。但開爾文用物理定律所得的結論,達爾文又無從反駁,故他稱開爾文爲“討厭的幽靈”。同時,盡管化石的記錄支持地球突變或災變的假說,但達爾文仍接受了與化石證據不符的賴爾的均變假說,因爲這不僅與他的連續、漸變的進化假說相似,而且可以提供進化所需要的漫長曆史時期。第三,創造的證據比比皆是,眼睛就是一個好例子。達爾文承認眼睛不可能由自然選擇形成,以致于他發表《物種起源》之後,他一想到眼睛仍感到害怕。我個人十分欣賞達爾文這種坦誠的態度,絲毫不隱瞞自己的困惑、煩惱和驚駭。正是從他本人的內心表白中,我們可以清楚地看到達爾文進化論産生的過程:憑著無神的、要用純自然的方法闡明生命起源的信心和決心,基于少量的觀察,提出進化假說,然後選擇性地尋找支持其假說的證據,對不利的證據全然不顧。也就是說,達爾文的進化論主要是源于信仰而非來自充分的科學依據。
爲何進化論成爲“科學真理”?池迪克指出:“科學的新發現並不會叫人改投進化論,反而是人對哲理和神學的取向,能叫人否定創造,由一個世界觀跳進另一個完全相反的世界觀。”“今日,許多人仍未察覺進化論的本質,不認識它屬于哲學過于科學範疇。人們先是思想變了,才接受達爾文主義。人們需要一種自然主義的律,解釋生命之源,才能逃避超自然的創造論,達爾文主義恰巧能填補這個空缺。”所以,《物種起源》問世時,解放神學家們表現出比科學家更大的熱情。進化論、黑格爾的辯證法和細胞學被認爲是馬克思主義形成的三大科學基礎。馬克思和恩格斯曾經清楚地說明進化論與信仰的關系:“現在我們以進化的概念來看宇宙,再也沒有空間容納一位創造者或統治者了。”(《馬克思、恩格斯論宗教》)美國是以基督教思想立國的國家。但美國對神的信仰近幾十年來在急劇衰退中。寇爾森博士(Charles Colson)在《當代基督教與政治》(Kingdomsin Conflict)一書中尖銳地指出:“基督教信仰一直是美國民主政體的道德基礎。近至1954年,最高法院還毅然決然地拒絕國家宗教中立化的主張。法官道格拉斯(William O. Douglas)這樣說:'我們是一個有宗教信仰的人民,我們政體的創設是基于天地間有最高主宰的大前題。'想不到短短幾年之後,法院卻出爾反爾,否決了在學校准許禱告之案。不能在課堂正式祈禱固然不能阻止我們隨時隨地禱告,但這提案卻反應了社會的傾向:在國事上,基于宗教信仰的價值觀逐漸消失了。 在美國政壇上,這個決定是一個很大的震撼,是一個足以引發斷層的地震。”“至七十年代,傳統的猶太教與基督教所共有的價值觀被忽視的情況有增無減。在政壇上、國事上,宗教被視爲落伍甚至是妨礙。最高法院的決策越來越趨向無信仰,甚至公然敵對宗教,1973年的墮胎合法化就是一個反教的高峰。”和法院一樣,美國國家科學院現在仍堅持自然主義的哲學觀,致力于“用純自然的過程來解釋一切現象。”科學被視爲認識真理的唯一途徑。達爾文的進化論又被人披上科學的外衣。因此,堅持進化論,教授進化論變成一種有“科學水准”的時尚。因爲進化論與學術界流行的自然主義世界觀十分投合,科學家和解放神學家來不及對進化論作徹底的了解和縝密的審視便全盤地接受了它,而且以各種權威的方式向大衆傳播進化論,使人們以爲,在課堂教授的,寫在書上的進化論一定是真理。其實不然。在我的學生時代,不僅進化論被當作神聖不可侵犯的科學,而且學校的課程設置也直接爲政治所左右。我上大學時,中國仍與蘇聯親密,課堂上只能講授米丘林和李森科的遺傳學,而孟德爾和摩爾根的遺傳學則被冠以“唯心、反動”,一棍子打死。後來中蘇關系出現裂痕,李森科的劣迹被揭露,孟德爾的遺傳學才得以登上大雅之堂,並立即得到學生們的認同。所以,進化論被寫入教科書並不是說明進化論是真理。
我們一般人所持的進化論觀點主要是從老師那裏聽來、教科書上看來的,並未對進化論的立論依據作過深入考證。試問,在今天仍相信進化論的人中,有多少人讀過達爾文《物種起源》的原文版呢?就我所知,認真把《物種起源》的中譯本從頭到尾讀過一遍的人也不多。
一般人是如此,研究進化論的專業人士的狀況又如何呢?彼得遜(Colin Patterson)是英國自然博物館的資深古生物學家。該館出版的進化論簡介就是他的手筆。1981年他在美國自然博物館作了一次演講。
他詳細地比較了創造論與進化論,認爲兩者主要是靠信心才能接受。演講中他向在座的專家們嚴肅地提出問題。他說:“你們能告訴我進化論裏面有哪一條、任何一條……是你確實知道、完全無誤的真理呢?我曾問過自然博物館地質部的人員,我所得到的唯一答案是完全的靜默。我又問芝加哥大學進化形態學講座的聽衆,內中有一群著名的進化論學者。等了很久還是一片沈寂。最後有一個人說:'我確知的只有一件-就是在高中課程中不應該教進化論。'”(轉引自詹腓力《審判達爾文》21頁)我同意社會理論學家克斯脫(Irving Kristol)的看法,如果慎重聲明進化論不過是綜合各家不同學說、建立在不同假設上的理論,而非不可質疑、完全可靠的事實的話,進化論作爲一種科學假說在學校教授是無可厚非的。
可是,先入爲主的思想很容易被人誤認爲絕對真理而固守。去年我到一所大學訪問並作了一個福音短講。聚會結束前有一段自由交談。一位博士生走近我問道:“你相信進化論嗎?”我回答說:“我過去相信,現在不信了。”不想他的反應極爲強烈、率直:“你連進化論都不相信,我們就沒有什麽好談的了。”說完後就走開了。我不禁一陣籲噓:他是學物理的,對進化論有多少了解呢?爲什麽對進化論有如此強烈的信心以致不屑與不信者交談呢?從他身上我彷佛看到了信主以前的我。我默默地爲他禱告良久。
當我們明白了創造與進化之爭的實質不是學術之爭,乃是兩套哲學、信仰系統之爭後,如果你現在仍相信進化論,也望存一顆開放的心,認真地把創造論、進化論作一番比較,以便重估自己的觀點。只有虛心聽取不同觀點並作深入思考,我們才能不斷修正自己的思想體系,使之一步一步地逼近真理。
【基督徒的看法】
基督徒對生物起源的看法大體說有三種。第一種叫做權威創造論,第二種叫神導進化論,第三叫做微進化論。三種看法持權威創造論觀點的基督徒完全按字面解釋聖經,認爲宇宙萬物是神在六日內創造的,一日是二十四小時;全然反對任何進化的觀點。他們認爲宇宙很年輕,地質的變動乃是挪亞時代的洪水所致。
美國莫瑞士博士(Henry M. Morris)所著的《科學創造論》(Scientific Creationism)可謂其代表著。在這本書中,從科學的角度論證進化論面對的困難,提出許多地球年輕的證據。比如說,有人測定地磁場正在衰減之中,其衰期爲一千四百年。也就是說,地球的磁場在一千四百年前要比今天強兩倍,二千八百年前強四倍。以此類推,七千年前的強度就是現在的三十二倍。如果地球的曆史有一萬年,地磁場的強度就等于一個磁星,更不用說幾十萬年前了。科學家們對現代火山的研究也表明岩石的形成比預想的要快得多。
神導進化論相信神,又相信進化論,認爲各類生物和人是神用進化的方式創造的,相信地球曆史遠久。
微進化論則介于上面兩種觀點之間,不像權威創造論那樣拘泥字義,又不全然接受神導進化論的合成進化論。他們相信神所創造的生物的祖先確經過某些有限、微小的進化過程才演變爲今日的種類。他們用“一日千年說”來統一聖經的記載和關于地球年齡長久的說法。
勿勉強用科學解釋聖經我本人認爲,權威創造論和微進化論有很多相同之處,即相信聖經的記載是完全真實無誤的。而神導進化論的最大弱點正在于與聖經的記載不吻合。聖經中明明說神是“各從其類”造的各種生物,是按自己的形像、用塵土造的人類祖先亞當,用亞當的一根肋骨造的夏娃(《創世記》第一章)。如果人是神用進化方式造的,那創世記的記載就只能是一個故事或隱喻,這會引起信仰上一連串的問題。這正如潘柏滔在《進化論-科學與聖經沖突嗎?》所指出的那樣:“神導進化論者需要向一個不信的世代證實人是按神的形像造的,同時他們也相信人有原罪,但他們不接受創世記頭數章的曆史性,而同意進化論所言人仍是經天演過程進化而來的。
他們把創世記當作隱喻和詩章,這種解釋法大大削弱了上述兩個基要真理的立場。他們既然否定第一個亞當的曆史性,那麽成爲「末後亞當」的耶穌在十字架上釘死的曆史意義,不也就變得暗昧不明了嗎?”
這幾種觀點中,關于地球的年齡和人類的年齡是一個基本分歧。按同位素測年法,地球有四十億年左右的曆史,而人、猿分手大約在七千萬年左右,文明人(以用火爲標志)也有一百萬年的曆史。
神導進化論和微進化論基本接受這一看法。但權威創造論相信地球年輕,人類的曆史也僅有一萬到幾萬年。我個人相信聖經的說法,生物是神各從其類造的,而不是進化來的。雖然微小的進化,如從野生到馴養所引起的變化,育種學家培育的動、植物新品種等,可能發生,但難以超過“種”的水平,因而不可能導致進化的發生。至于地球和人類的年齡,是年輕還是年老,我持開放的態度,因爲聖經沒有明確記載。我等候更多的證據。我不主張用現有的科學結果勉強地去解釋聖經。因爲科學的發現總是相對的和不斷變化的,而聖經所教導的是終極真理。我相信聖經和大自然是神用以啓示人類的兩本書,決不會彼此相悖。我們需要做的是,堅信聖經,耐心等候更多的科學發現,正像關于宇宙起源和生命起源的新發現一樣。□作者來自北京,在美國獲哲學博士,現于威州醫學院從事醫學研究。
擴展閱讀:
1.裏程:《遊子吟》第六章
2.編注:本文此處所說的「權威創造論」,即該文的「新近創造論」;「微進化論」即該文的「漸近進化論」。
3.主要參考文獻
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http://baike.baidu.com/view/712344.html?tp=0_11
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