演化生物學家古爾德,繼《達爾文大震撼》之後,
再度將他以演化、歷史宏觀角度論述的文章編纂成冊,
以引人入勝、發人深省的話題,直搗演化理論的核心——達爾文主義;
進而向外圍輻射,論及人類考古、生命起源、恐龍演化、生物大小等問題。
同時,作者也以哲學、人文觀點出發,探討科學研究的本質;揭發政治、社會價值介入後,
如何扭曲科學的事實,並釐清諸多弔詭的觀念。
周延縝密的邏輯思考,如行雲般的生花妙筆,引領讀者踏上知性與感性的演化之旅。
十九世紀中旬達爾文主義崛起,在當時社會掀起波濤洶湧的思潮。這空前的思想浪潮迅速奔流到學術、文化、政治、宗教各界,並引發天擇說與創造論的對峙。為了證明演化確實存在,達爾文必須從生物身上不完美及怪異的結構下手,以解釋生物有其歷史淵源。
貓熊的大拇指就是一例。貓熊這根大拇指其實不是一根指頭,而只是一根來自腕部的芝麻小骨,在擴大並與肌肉搭配後,成為方便貓熊吃竹子的拇指。這種從舊有的構造中發展出新功能,正是達爾文演化學說的理論基礎。在達爾文的觀念裡,大自然是手藝高明的拼湊匠,而不是神乎其技的發明家。
家喻戶曉的演化生物學家古爾德以引人入勝、發人深省的話題,直搗達爾文演化理論的核心;進而延及生命起源、人類考古、恐龍演化、生物大小等問題。作者也以人文觀點出發,探討科學研究的本質,強調科學是一種人類的創造活動,必須在文化中涵養。達爾文當初迸發出天擇思想的火花,就是受到經濟學、社會學等學問的啟發。
精通古生物學的古爾德,挾帶著飽滿的學識、追根究柢的精神、縝密的邏輯思考,和生花之妙筆,為神祕、奧妙的演化生物學抽絲剝繭。在疑雲瀰漫的謎團中,點燃一盞探照燈,引領讀者穿越綿亙、幽邈的時空,踏上知性與感性的演化之旅。
本書曾榮獲一九八一年美國科學書獎,且與作者另一部著作《達爾文大震撼》,並列為美國大一生物學的指定參考書。
出生於紐約市的猶太家庭,從小就是一名標準的棒球迷。五歲時與父親到博物館參觀恐龍化石展,自此啟發他對古生物學的興趣。古爾德於1960年代初進入哥倫比亞大學研究所。1967年開始任教於哈佛大學。地質學、古生物學和科學歷史,都是他的專長。他是美國國家科學院院士,也曾任美國科學促進會主席。除了授課以及做研究外,這位博學的演化生物學家,更長期在美國自然博物館的《自然史》(Natural History)雜誌發表專欄文章,至今已有二十多年。他的文筆幽默有趣,是全球知名的科普作家。目前,古爾德1970年代以來所發表的數百篇文章,已集結為好幾本文集。其中流傳最廣、影響最大的,莫過於第一本收錄了他1974到1977年文章的《達爾文大震撼》了。其他作品還包括:《貓熊的大拇指》(Panda‘s Thumb)、《壯闊的生命》(Life\'s Grandeur)等。古爾德在1982年診斷出罹患腹部間皮癌,但他從不放棄,一直努力抗癌。直到2002年因肺腺癌與世長辭。
出生於高雄,成長於花蓮。少年時代即著迷於分子生物學之重大發現,憧憬能對生命科學有所貢獻。台灣大學動物系畢業後,即負笈美國哈佛大學,獲細胞及發展生物學博士學位;並曾任麻省理工學院博士後研究員,波士頓生物醫學研究所研究員。專研分子遺傳學及演化生物學,現已從陽明大學微生物及免疫學研究所退休。
業餘嗜好為教育改革及創作,譯作有《達爾文大震撼》、《貓熊的大拇指》及《科學革命的結構》(與傅大為等合譯)等。
譯者序 現代赫胥黎
導讀 第二場盛宴
作者序 充滿啟發的自然史
第一部 完美與缺陷的三部曲
第1章 六指貓熊
第2章 歷史的鴻爪
第3章 雙重難題
第二部 達爾文主義
第4章 天擇與人腦:達爾文與華萊士
第5章 達爾文的中庸之道
第6章 未生出死——蹣之生死頌
第7章 拉馬克主義陰魂不散
第8章 溫馨團體和自私基因
第三部 人類的演化
第9章 向米老鼠致敬
第10章 再訪皮爾當
第11章 人類演化最重要的一步
第12章 在生命之中
第四部 從科學和政治看人類的差異
第13章 寬帽子與窄心胸
第14章 女人的腦
第15章 唐醫生症候群
第16章 維多利亞薄沙後的污點
第五部 改變的腳步
第17章 演化的改變是突發的
第18章 可愛小怪重現江湖
第19章 瘡疤地大辯論
第20章 蛤蜊就是蛤蜊,不是蚌
第六部 早期的生命
第21章 生命起步得早
第22章 瘋狂的老柯
第23章 深海蟲和曙光蟲
第24章 人能塞進海綿細胞裡嗎?
第七部 被忽略的一群
第25章 恐龍笨嗎?
第26章 洩露祕密的許願骨
第27章 大自然的怪夥伴
第28章 替有袋動物辯護
第八部 大小和時間
第29章 人壽幾何
第30章 大自然的引力:細菌、蜜蜂和鳥
第31章 邈遠的時間
附錄
名詞注釋
延伸閱讀
六指貓熊
英雄絕不會在一生中最風光的時候,收斂起他們的野心,勝利的光環會使英雄變得殘暴無情,同時也會將他們帶往毀滅之途。亞歷山大大帝東征到印度河就哭了,因為他已經沒有任何新的地方可以征服了;拿破崙麾軍東進直搗莫斯科,但也在寒冷的俄羅斯冬天裡結束了他的帝業。
■不尋常的英雄
但是達爾文在一八五九年發表了《物種原始》一書後,並沒有立刻寫書捍衛他的天擇理論,也沒有立刻動筆把他手中有關人類演化的證據發表出來。相反的,在發表了《物種原始》後,達爾文反而在一八六二年寫了一本很不出名的書:談英國和外國的蘭花用什麼樣的設計來吸引昆蟲傳粉,而且直到一八七一年,他才表發了《人類傳衍》這本巨著。
達爾文曾寫過一本藤壺的分類學,也寫過一本有關附生植物的書,甚至還寫過一本專門研究蚯蚓怎樣形成多糞堆的小書。這些有趣的自然史記錄,留給某些人一個錯誤的印象,以為達爾文是一個老掉牙、連路都走不穩的自然學者,只會描寫一些奇奇怪怪的動物跟植物,至於發現演化和天擇這二個偉大的觀念,只不過是達爾文運氣好,恰巧碰上而已。
在過去的二十年裡,出版了一大堆研究達爾文的書籍,這些研究結果已經把前述的觀念完全推翻了。在這些新的研究以前,曾有一位著名學者批評道:「達爾文只是各種雜碎觀念的蒐集者……不算是第一流的偉大思想家。」此人的意見滿能代表當時很多歷史學家的看法。
■蘭花吐心事
事實上,達爾文的每一本書都是他一生工作中偉大藍圖的一小部分。至於他這項偉大的計劃,主要是在證明演化這個事實,然後再用各種證據防衛他的天擇學說,以證明天擇是演化的主要動力。所以達爾文並不是純為了興趣才研究蘭花。加州生物學家基士林(Ghisehin , Michael)曾花了大功夫,把達爾文全部的書仔細看了一遍(請見基士林的名著:《達爾文方法之勝利》。最後,他很正確地說,蘭花這本小書只是達爾文捍衛演化的大戰略、大設計裡的一個小插曲。
達爾文在蘭花書的開端,提出了一個重要的演化前提:持續的自花受粉對長遠的生存來說,是一個錯誤的策略,因為花粉的子代只能得到單一親代的基因,而整個族群也就沒有足夠的變化,來面對環境改變時的衝擊。因此,當植物的花有雄蕊和雌蕊之分時,這些植物通常就會演化出一些方法,來保證異花受粉並防止自花受粉。蘭花很早就跟昆蟲結下了不解的情緣,所以他們演化出各式各樣奇妙的設計,來吸引昆蟲吸取花蜜。這些設計可保證黏黏的花粉能夠沾到昆蟲身上,然後當昆蟲拜訪下一朵蘭花時,就能將這些花粉傳到第二朵蘭花的雄蕊柱頭上。
在達爾文的蘭花書裡,蒐集了各式各樣精巧設計的例子,這相當於中世紀常有的動物寓言集一樣。動物寓言集的功用一般都是在教導某些宗教旨意,而達爾文的蘭花書也有一個重要觀念要告訴讀者,這個觀念雖然吊詭卻滿深遠的:蘭花的精細部分其實是由一般花的普通零件發展出來的,而這些普通零件本來是適用於很不同的功用。如果上帝為了要彰顯他的智慧與神蹟,而設計了一個漂亮的機器,那祂一定不會用為了其他目的而設計的各種現成零件,由此可知,蘭花絕不是由理想的工程師所設計出來的,而是用現有的小零件努力拼湊出來的。所以達爾文認為蘭花的精巧設計,其實是從普通花瓣演化出來的。
■完美設計不正確
在前述的概念中有一吊詭處,那就是:為什麼精巧設計都是由已經有的零件演化出來的呢?這點也是我們前三篇論文的共同主題。教科書喜歡用最適生存的設計實例,來證明演化的事實,像是:會擬態成一片枯葉的蝴蝶,或是將外表模擬成與有毒昆蟲類似的無毒昆蟲。
其實用完美設計的論點來支持演化真的不太漂亮,因為這跟假設有位萬能的造物主設計創造了一切,有什麼差異呢?相反的,那些奇怪的安排和有趣的解決方法,才是演化的明證,因為這些方法是聰明的上帝不可能採用的。但是在自然演化的過程中,有很多歷史包袱及現成的零件要顧忌,所以一定要用比較奇怪的解決方法。沒有人比達爾文更了解這個論點的高妙之處。著名的演化學者麥爾,在他書裡告訴我們:達爾文在捍衛演化觀念的時候,經常用生理的部分構造和生物的地理分布,這兩個比較不合理的現象,來捍衛他的觀念。這就談到了本章的主題,那就是貓熊和牠的手指。
■吃素的食肉目動物
貓熊是食肉目中的一種熊,一般的熊是食肉目裡食性最雜動物,可是貓熊卻把自己的食性改變成完全吃素。貓熊住在中國西部高山的茂密竹林裡,牠們幾乎完全以竹子維生,竹林裡沒有什麼捕食性動物敢吃牠,所以牠每天有十到十二小時在吃竹子。
我小時候不但是卡通人物「貓熊安蒂」的大影迷,而且還曾在一次嘉年華會中僥倖贏得一隻玩具布貓熊。在美國與中國乒乓外交的成果中,最讓我興奮的莫過於中共送給華盛頓動物園的兩隻貓熊。我帶著崇敬的心情跑去看貓熊,並且仔細觀察牠們,看牠們打哈欠、伸懶腰、到處漫步,不過牠們大部分的時間都在啃牠們鐘愛的竹子。牠們直直的坐著,先用前爪抓住竹竿,接著把竹葉剝掉,然後咀嚼竹竿中間比較軟的心。
我對於貓熊有如此靈巧的手感到很驚訝,同時開始思考為何以善跑聞名的祖先,會有雙手如此靈巧的後裔。牠們用手掌抓住竹竿,把靈活的大拇指和其他手指插在葉子跟竹竿中間,然後很快就可以把葉子剝掉。像這樣靈活的大拇指不是人類才有的特徵嗎?我們一直強調,只有靈長類祖先的手才會這麼靈活,至於其他的哺乳類,則犧牲了這隻大拇指的靈活度,而將整隻手掌用在特殊的功用上,所以食肉目很會跑、很會刺殺獵物,爪子也可以用來搔癢。我的貓雖然可以用心理戰來指揮我,可是牠永遠不會打字,也不能彈鋼琴。
■第六根指頭
我算了一算貓熊的其他手指,結果讓我大吃一驚,牠們其他的指頭一共有五隻,而不是四隻!難道貓熊的大拇指是獨立演化的第六根指頭嗎?還好,研究大貓熊的解剖學有一本「聖經」,這本書可能是現代演化比較解剖學裡最重要的著作,任何你想知道有關貓熊的事,這本書都有,至於貓熊的第六根手指,戴維斯當然也有解答囉!
從解剖學上來講,貓熊的這根大拇指,其實根本不是一根指頭,而是一根叫做腕部芝麻小骨的骨頭,這根芝麻小骨是腕部骨頭的一小部分。大貓熊的腕部芝麻骨變得很大很長,所以幾乎跟其他五根指頭的指節骨一樣長。在腕部芝麻骨的下方,外包著一個肉墊,而另外五根指頭的下方,則形成了另外一個肉墊,也就是掌部。在拇指的肉墊和掌部之間,有一條很淺的溝,這條溝就是用來分開竹子的心和葉。
貓熊的這根大拇指,不但底層有骨頭支撐,上面還有肌肉讓它運動,這些肌肉就像腕部芝麻骨一樣,並不是全新的物件,而是像達爾文所談過的蘭花各零件一般,這些具有新功能的構造,其實都是從舊零件演化過來的。這個腕部芝麻骨的外展肌(把指頭向外拉的肌肉),有一個很專業的名字:拇指的長外展肌。在其他的食肉目動物中,這條肌肉連到另一個指節上,也就是真正的拇指上。另外還有二條短一點的肌肉,介於腕部芝麻骨和真正的大拇指之間,它們的功用是把假的大拇指拉向其他的五根指頭。
■揭開拇指之謎
從其他食肉目動物的手部構造中,能不能給我們一些蛛絲馬跡,來揭開貓熊這第六根手指之謎呢?戴維斯在書中曾指出,一般的熊和浣熊在使用前肢抓取和處理食物方面,是要比其他的食肉目動物更進步、更高明,而一般的熊跟浣熊都算是大貓熊的近親之一。請原諒我把可愛的貓熊跟浣熊做比較,但是貓熊的祖先在用前肢處食物方面,確實要比其他食肉目動物早了一步;一般熊的腕部芝麻骨,也真的比其他食肉目動物的稍微大一些。
在大部分的食肉目動物中,與貓熊相對的腕部芝麻骨外展肌,是完全連接到真正的拇指骨底部。可是在一般熊裡面,長的拇指外展肌底部有二個肌腱,其中之一插入拇指骨底部,這跟其他食肉目動物完全一樣;可是另外一根則連到腕部芝麻骨上,至於另外兩個短肌肉,也有一部分連到腕部芝麻骨上。戴維斯由以上證據下結論:「如果要創造這根新拇指的肌肉群,其實不需要很新的改變,甚至在整個演化順序上,似乎只要從基本上將芝麻骨變肥、變大、變長,肌肉群便可以自動配合它發生。」
貓熊的新拇指算是相當複雜的結構,由骨頭增大和肌肉重新組合兩相配合產生。可是戴維斯認為這整個結構只要相對應於腕部芝麻骨變大,便自然可以產生,至於肌肉位置的改變,則是因為增長的骨頭阻止了它們原先接連的位置。戴維斯更進一步假定:腕部芝麻骨的增大,可能只是因為一個基因的改變而造成的,而這單一的基因突變,可能只影響到骨頭的生長時機跟速率而已。
在貓熊腳部跟腕部芝麻骨相對的骨頭,叫做脛部芝麻骨,這塊骨頭也一樣變大了,只是沒有像腕部芝麻骨那樣大。這塊脛部芝麻骨並沒有造成新的腳趾,似乎也沒有什麼新的功能。戴維斯認為這兩根骨頭一起增大,可能反應了一個很簡單的基因變化。我們知道身體上重覆的零件或是部位,並不是分別由單一的基因來控制,也就是說,並沒有那個基因在專門控制你的大拇指,另一個專門控制你的大腳趾,第三個在控制你的小指頭。
在動物的發育過程中,重覆的部分應該是協調著發育出來,所以如果有天擇在選擇改變其中一部分,應該會把其他重覆的部分也一起改變。所以在遺傳學上,只把大拇指變大而不改變大腳趾,可能要比二個一起變化更複雜。因為在前一種狀況中,要先破壞同時發育的機制,然後還要有一種特別的發育機制,能在增進大拇指發育的同時壓制腳趾的發育。可是在第二種狀況中,某個單一的基因變化,就可能可以增加某個分子的濃度,而這個分子可以同時調控相對部分的生長速度,所以就更簡單了。
■貓熊與蘭花
貓熊的大拇指可以跟達爾文的蘭花相互輝映。工程師當然可以設計一個全新的美妙產品,可是當受到歷史的牽累和束縛時,全新的設計就不再可能達成了。貓熊真正的大拇指已經有了其他功用,而且還是特別專業化的功用,所以不可能再改變成一隻可以與其他指頭相對、靈巧活動的指頭。所以貓熊就用了另一個剛好在場的零件,也就是把腕骨擴大,變成一根新的拇指,雖然這隻新拇指有點兒笨拙,可是還是可以用的。
這隻腕部芝麻骨上的新拇指,當然不可能在工程師的產品設計比賽中贏得大獎,可是套一句基士林的話:它應該算是應付緊急狀況的一種臨時設計,而不是精心設計的新發明。不過這個臨時設計還是把事情搞定了,同時也激發了我們更多的驚喜和想像,因為這個新拇指是從一個幾乎不可能的基礎上建立起來的。
在達爾文的蘭花書裡,充滿了與貓熊的新拇指相似的有趣例子。例如:沼澤的蘭花 Epipactus,就是把它原先的花瓣分成兩個部分,其中之一在花的底部形成一個很大的杯狀物,裡面充滿了花蜜,而這些花蜜就是蜜蜂朝思暮想的;另外一部分則在花的邊緣,形作了一個小型的降落平台,當昆蟲登陸在降落平台時,會將降落平台向下壓,而將通往後方花蜜杯的入口打開,如此一來,昆蟲就可以跑到花蜜杯裡面去。可是當昆蟲跑到花蜜杯裡後,降落平台就變輕了,於是平台會迅速彈回來,而把昆蟲陷在花蜜杯裡。昆蟲必須要倒著、擠著才能跑出來,而在擠的當兒,昆蟲就會和上方的花粉團摩擦。由此可知,一片平常的花瓣,可以很容易的轉變成一個靈巧的昆蟲陷阱。
達爾文同時也說明,在其他的蘭花中,相同的唇瓣也可以演化成很精巧的器材,以保證異花受粉。唇瓣可能有很複雜折疊構造,強迫昆蟲必須把口器彎轉過來,讓它能在吸吮花蜜的同時,也能摩擦到花粉團。唇瓣也可能有很深通道,或是導引似的突起,來指導昆蟲找到花蜜、摩擦到花粉,有時候這個通道會連接成一條隧道,於是就形成了一朵管狀的花。這些漂亮的適應,都是從老祖先共同的花瓣演化出來的。大自然可以用這麼少的原料做這麼多的事,套句達爾文的話:「源源不絕的創意都是為了達到相同的目的,那就是將一朵花的花粉傳到另一朵花的子房去受精。」
■大哉演化
達爾文以下的比方,可以反應出他對演化的結果多麼驚喜,多麼讚嘆。他認為演化可以用非常有限的材料,塑造出千千萬萬種不同的適應跟設計:
雖然一個器官在最初形成的階段,並沒有某一個特殊的功能,但是如果它現在有這個特別功能,我們就會理所當然的認為這個器官是為了這個特別功能而設計的。同理,如果有人要做一部具有特殊功能的機器,可是他只能利用舊車輪、舊彈簧還有舊滑輪的話,我們也會認為這部機器和那些舊車輪、舊彈簧、舊滑輪,也是為了那個特殊目的而設計出來的。所以在大自然的演化過程中,每個生物的每一部分,都可能擔任過不同的工作,也曾經以不同的形態存在過。
把我們身體各部分比喻成舊輪胎、舊滑輪,可能會讓部分讀者不悅,可是仔細想想,我們這樣拼湊起來的身體,功能還不賴呢!所以法國生物學家賈寇布(Francois Jacob,1920-,一九六五年諾貝爾生醫獎得主)說:大自然是一位手很巧的拼湊工匠,而不是一個神乎其技的發明家。
不過誰又能夠在這種拼拼湊湊的修補技術,和新的發明技術之間,做一個公正的評判呢?
摘自《貓熊的大拇指》
充滿啟發的自然史
古爾德
二十世紀前半段,卓越的美國生物學家威爾森(E. B. Wilson)寫了一本經典名著叫作《在發育與遺傳中的細胞》,在此書的標題首頁,威爾森引用了布里尼的一句格言:「在自然界最小的生物裡,我們反倒能觀察到自然神祕、美妙的全貌。」布里尼是羅馬的偉大博物學家,他在公元七九年搭船穿過那不勒斯海灣,想去探勘威蘇維火山爆發時,被火山噴出來的濃煙嗆死,當時的龐貝城居民也飽嚐這場災難。
當然,威爾森引用布里尼這段格言,是想要描寫生命最小的組成單位,也就是細胞。不過,這位偉大的羅馬博物學家並不知道生命是由微小的細胞所組成的,他當時講這句話,只是談到生物本身。
■活生生的教材
布里尼這段話也充分表現出我對自然史的喜悅與神往。以前的人對自然史有個刻板的印象,總認為描述自然史的文章,都會把自己陷在動物的奇特行為上,例如描寫海狸神祕的生活,或蜘蛛如何編織出柔軟又有彈性的網。
這種刻板印象其實是相當不正確的。在自然史的文章裡描寫各種令人讚嘆、驚奇的事物,是理所當然的。誰能反對呢?但每一種生物對我們的意義不只如此。每一種生物都是一本教科書;它的外形、特性及行為,都是活生生的訊息,我們只要能夠從中去了解這些訊息,將可獲得許多啟發,而這種課本所使用的語言就是演化的理論。因此,自然史的文章,不僅讓我們喜悅、歡欣,更帶來許多啟示。
我很慶幸能進入演化生物學的理論中尋幽訪勝,我認為它是最令人興奮且最重要的科學領域之一。我開始對生物發生興趣是在孩提時代,當時我從來沒聽過演化理論,我只是被巨大的恐龍震懾。我以為古牛物學家就是不斷地挖掘恐龍化石,把它們拼裝起來,放在博物館展覽。除此,我從沒有想過「如何把這根骨頭和那根骨頭相連」以外的問題。
後來,我發現了演化生物學的理論。從此,自然史的雙重面貌就一直激勵我去深入研究。其一是生物豐富的獨特性;另一是這些獨特性的背後都有共通的特質,以解釋所有的生物現象。
■演化生物學觸角廣
許多人對演化理論十分著迷,是因為它有三項特性。首先,演化理論目前的發展狀況給人滿足和信心,它有許多穩固的證據來支持,仍但未發展到十分完備的階段,因此還有許多神祕的寶藏待發掘。
其次,演化生物學剛好介於科學的兩極端之間,其中一端是研討永恆的定量特性(例如物理和化學),而另一端是討論歷史上的偶然事件。因此,演化生物學讓任何類型及任何傾向的人都有個溫暖的家。它可以找尋純粹的抽象理論(例如,研究群體生長的定律以及研究 DNA的結構),也可以讓另一批人非常興奮──對這些人而言,歷史的偶發及特異事件雖然紊亂,但實在精采(例如他們會問,霸王龍那麼迷你的前腳,到底有什麼功用?)
第三,演化理論接觸到我們生命裡的各層面,例如,我們所關心的系譜裡的大問題:我們從哪裡來?這個來源又意味著什麼?大自然中有這麼多繽紛的生物,從細菌到藍鯨,超過一百萬種已經被鑑定的物種,而在細菌與藍鯨之間,還有許多甲蟲是我們還沒有研究過的。每種生物都有它的美妙,每種生物都有它的故事要告訴我們。
■以達爾文主義為核心
本書的文章所討論的範圍廣泛,從生命的起源到居維葉的大腦,甚至談到有一種小瞞蟲,還沒出生以前就死掉了。但我希望這本文集能避開其他文集裡的夢魘,即散漫而沒有統一的主題。我把這些文章的主題統統集中在演化理論,並特別強調達爾文的思想與它的衝擊。就如我在前一本著作《達爾文大震撼》所說:「我是個專業的工匠,不是個天才的萬事通。我所知道的行星和政治學,只是因為它們與演化生物學有所交會。」
我試著把這些短文融鑄成一體,其中包括八大部。第一部談到貓熊、海龜及琵琶魚,我想告訴大家,演化在歷史中確實發生過,而且現在還持續地進行著。談到支持演化證據時,我提出一個弔詭、有趣的說法,即達爾文想證明演化存在,就要舉出生物的不完美,以說明生物有它的歷史淵源。在歷史過程中,器官功能的轉變,會留下一些不完美、遺跡式的器官。若生物是由上帝創造的,則這些不完美的器官就比較難解釋清楚。
第一部之後的其他七部像總匯三明治一樣,其中有三部談到對自然史的演化生物學研究,包括達爾文的理論和適應的意義(第二部),其次是生物改變的方法與節奏(第五部),以及生物大小的比例問題與時間的長短問題(第八部)。這三部之間,各插入兩部(即第三、四部與第六、七部),探討生物及其歷史中的奇特事件。(若有人對此譬喻的總匯三明治感到有趣,可以再把這七部切割成其中青菜和肉的部分,我不會因此而不高興。)
我另外用一根長牙籤穿過這總匯三明治,我所謂的牙籤是指貫穿這七部的輔助主題,目的在打破某些傳統觀念,而主張科學要在文化中孕育及涵養。另外,也談到達爾文主義為何不能符合一般人對自然界之內在和諧與進步的期望。
但我認為對傳統觀念的抨擊,還是有正面的影響。因為能夠了解文化偏見的影響,我們就可以把科學看成人類的活動,可以親近、了解,就和其他人類的創造活動一樣。另外,若我們能體認到我們無法從大自然裡被動地獲得人生的意義,那麼應該可以迫使我們在自己的文化裡找到人生答案。
■演化理論方興未艾
很幸運地,當我寫這些文章的時候,正是演化理論發展得最精采、動人的時期。如果我們回顧一九一○年代的古生物學,就會發現當時的資料很多,但理論貧乏。所以,和一九一○年代相較之下,我寫作的時刻簡直是貴族時代,不但有享受豐富資訊的特權,而且還有許多理論可供探討。
現代的演化理論正全方位地擴張它的衝擊範圍與解釋能力。DNA複製的機制、胚胎學以及行為研究,這許多看似不相關的領域,卻因為有演化理論的參與,而令人感到備加興奮。分子演化學現在已發展成一門羽毛豐腴的學問,它不但提供令人驚奇的新觀念(例如提出新的演化學說,來與天擇抗衡),還可以解決自然史裡諸多古典的神祕難題(請見第二十四章)。同時,在細菌、酵母及果蠅中所發現的插入序列及跳躍基因,告訴我們遺傳現象相當複雜,它必然蘊藏著豐富的演化意義。
在DNA上,以三個核甘酸為一組的遺傳密碼,只是一種機械語言;更高階層的基因控制必然是存在的。所以,如果我們能夠了解多細胞生物如何控制胚胎生長的時機,則發育生物學便可以把分子遺傳學和自然史這兩門大學問,融合成完整的生命科學。
近親選擇的生物理論,能夠把達爾文學說有趣地伸展到社會行為領域,雖然我相信有些過度熱心的提倡者,不甚明白「解釋」本身具有階層的特性,而不當地將近親選擇延伸到人類的文化領域,但我依然認為這是很有趣的發展(請見第七、八章)。
■新綜合學說面對考驗
儘管達爾文理論正擴充它能夠應用、解釋的範疇,但有些大家所接受的假說,可能正逐漸被人們懷疑,而慢慢地喪失其普遍性。
當代的達爾文理論,即所謂的「新古典綜合學說」,已籠罩演化生物學界達三十年之久。此學說認為,在地區性的族群裡面,某些基因的適應性取代,在經過時間的累積與延伸之後,可以適當地解釋生命的全部歷史。
我認為這種模型對地區性的、次要的、適應性的改變,可能非常恰當;例如,英國的工業革命產生許多煤煙,把整個森林薰黑以後,森林內的許多蛾就會慢慢地轉為黑色,因為製造黑色素的基因逐漸變成優勢。在此的選擇機構就是吃蛾的鳥類,因為黑色能使蛾在樹幹上隱藏起來,成為一種保護色。
但是,新種的產生能不能用這個理論來解釋呢?是否把這過程延伸到更多基因、延伸到更久以後,就產生了新種呢?是不是把一系列適應性的改變累積很長一段時間之後,就可以在地球的長遠歷史中產生大的演化趨勢呢?
許多演化生物學家(也包括我自己)開始向此「新古典綜合學說」挑戰,而且認為應該提出一個階層性的新觀點,來取代「新古典綜合學說」。階層性的演化理論指出,不同階層的演化改變是因為不同原因所造成的。在群體中的小調整可能是序列性及適應性的現象,也就是一個基因轉變好了之後,再換另一個基因進行修飾。
但我認為新種的產生是因為染色體的大幅改變,使得該生物與別種生物無法交配、生殖,而此染色體的改變與適應是沒有關係的。因此,我認為大的演化趨勢應該屬於一種高階層的選擇,且作用在穩定的物種上,而不是單一族群在漫長年代裡的緩慢改變。
在新綜合理論之前,許多科學家非常困惑、鬱悶,因為有人提出不同階層的演化機制,但似乎互相矛盾,而無法讓所有的演化機制融合成統一的科學。但在新綜合理論出現之後,地區性族群中基因取代的模型開始散播到整個演化學界,甚至變成一種教條。此理論認為,所有的演化現象都可以用基本的達爾文主義(即地區性族群的緩慢性與適應性的改變)來解釋。
我認為可以在貝特森(Bateson)的無政府時代與新綜合理論的教條式說法之間,找出一條更有成果的新途徑。現代的新綜合理論可以適用在適當的階層上面,但是這種達爾文式的突變與選擇過程,在不同的演化階層就應該有不同的作用方式。
我們可以重新塑造出一個廣泛的演化理論,以達爾文主義為核心,而把各種引起演化的機制統一起來。當然,我們必須接受還有不同的演化機制,包括較高層的演化趨向,而不能只考慮低階層的適應性的基因取代模式。
■由簡到繁的生命
當前諸多紛紛擾擾的學說正意味著,大自然錯綜複雜的特性,無法化約成簡單的理論來涵蓋所有的現象。生物不比撞球檯上的撞球,單憑某種簡單、可測量的外力推動,就可以預測出它在生命撞球檯上的精確位置。複雜的系統自然有它的豐饒性。
生物有它的歷史,而此歷史以各種隱晦的方式限制了生物的未來(請看第一部)。生物外形與內部結構的複雜性,正代表天擇在原始結構上塑造新功能時,所得到的妥協產品(請見第四章)。複雜且尚未真相大白的胚胎發育過程,可以保證簡單的改變(例如發育時機的小變化),即可能造成驚人的結果;也就是在胚胎階段的小改變,在個體長大之後可能,有極大的改變(請見第十八章)。
達爾文在《物種原始》一書的最末段提出漂亮的對比,來彰顯天體和生物之間的差別。他說,行星運動的簡單系統,只是不停地讓地球環繞太陽而行,但在此無止盡的循環中,卻產生了複雜的生命,以及生命在歷史中奇妙與不可測的變化。以下就是這段話:
這種對生命的觀點有它的宏偉之處。地球上幾種不同的力量,最初只形成一種或多種簡單的生命形式;然而就當地球機械地順著萬有引力的規律,不停地繞著太陽旋轉時,簡單的開始卻演化出燦爛繽紛的生命世界。
天下文化不會主動以電話等方式,告知您因訂單錯誤或分期付款等原因,需要您親自到ATM操作修正, 或請您提供往來銀行電話、信用卡資料;亦不會以 「問卷」或「中獎」形式通知您提供個人資料或要求匯款, 若您接獲此類可疑電話,請與我們連繫確認或撥打165警政專線求證,以確保權益。請勿聽從任何指示到提款機(ATM)做任何操作。
退換貨說明: