达尔文主义者的眼里,基因的变化是随机性的,人后天的行为不会通过基因传递给后代。这就是说,人的后天努力和改变没有生物学上的意义。
然而,另一种进化学说认为生物后天的行为及环境影响会在遗传上留下印记,即拉马克的获得性遗传。
这是两种截然不同的进化学说,一种学说告诉你,你的后代啥样和你的努力没有一丁点关系;另一种学说是,在遗传的改变方面我们可以做些什么。
拉马克更早提出进化学说,但他的学说提出时没有像达尔文的学说那样引起轰动。原因有多种,他没有像达尔文那样的环球航行经历,这使得他的论证缺乏实证;涉及生物进化的内容不像达尔文那样广泛和全面,论证的能力好像也不及达尔文;当时的社会还没有做好接受生物进化思想的准备,没有给力的支持团队。还有一个重要原因,他的进化学说主要建立在直觉、推理和猜测之上。
拉马克的“用进废退”、“获得性遗传”是非常朴实的观点,这种想法拉马克有,其他人也会有,一种来自人的日常经验或直觉。也因为如此,有人就说拉马克的学说是想当然,不过是推测而已。关于进化的原因,拉马克认为在于生物自身的需求,一种趋于完善的需求,有人说这是唯心论。的确,当年拉马克没有更多的证据和理论来支持“用进废退”、“获得性遗传”这样的观点。
拉马克的人生也是跌宕起伏:早年有在战场上获得的荣誉,后来又有在学术上的成就。早在达尔文之前几十年,拉马克就是演化论的支持者,还帮助创造了“生物学”这个词。但由于拉马克提出的观点没有获得多少支持,并且他的进化学说长期处在被埋没或打压的状态。
拉马克1744年出生于法国,家庭非常贫困,对读书也没有太多兴趣,年轻时去当兵。在德法战争中,在枪林弹雨下他的很多战友去了就没有再回来,但他幸运地活了下来。
从军队退伍以后,拉马克利用业余时间开始学习,他的学习内容非常博杂,几乎到了无所不包的地步,具备了一个典型的博物学家的基本特点。拉马克不善谋生却又兴趣广泛,天资非常好。他为自己制定了庞大的研究计划,在这种雄心驱使下,拉马克不久就出版了《法国植物志》,这本书引起了布丰的注意,他帮助了拉马克一把,为他在皇家自然历史博物馆植物部找了一份工作,这使得拉马克可以更加专心的开展研究。
法国大革命爆发后,拉马克做起了动物学教授。就这样,一直研究植物的拉马克又开始研究动物。拉马克通过艰苦的自学而取得了不俗的成就,他首次把动物分为脊椎动物和无脊椎动物两大类,并把自己的研究重点放在了前人不屑于研究的无脊椎动物上。正是无脊椎动物的庞大数量和令人惊奇的多样性让他认识到了动物可能处于变化之中,而不是神创论者宣传的那样永久不变。
拉马克晚年双目失明,百病缠身,但他没有放弃自己工作,而是借助女儿的笔录继续坚持写作。尽管他著述颇丰,可惜最后仍不免因生活贫困以致凄凉而死。
拉马克死前有一个心愿,希望人们不要把他当成一个动物学家,或者一个植物学家,他希望人们能重视他的关于生物进化的理论。但他失望了,一直到死,他的进化理论都没有引起足够多的重视。这里面有很大一部分原因当拜他的同事、有着传奇色彩的著名动物学家居维叶所赐。拉马克生前一直罩着居维叶,死后却遭到了居维叶的无情攻击和打压。正因为居维叶的关系,当时一大批学者对拉马克也展开了无情的攻击,在他们眼里,提出了进化论思想的拉马克无疑是一个可笑而又可怜的小丑。
看来,搞好人际关系很重要,学术界也是如此。
拉马克学说和达尔文学说是进化论两个最大的派别,这两个学派缠斗了很长时间。
一种学说中,遗传变异是随机的、无方向的。
生物进化是环境对随机变异进行的选择,环境选择起筛选作用,保留下合适的变异。这就是达尔文的进化理论。
另一种是对应于环境的、定向的,也就是拉马克所说的获得性遗传。生物体会产生适应环境和生存需要的变化,并且这种变化的结果可以传给后代,也就是获得性遗传。
一个认为在进化过程中生物只是被动屈从于环境因素,另一个认为在进化过程中生物有“主观能动性”。这是达尔文学说和拉马克学说之间最大的分歧。
举个例子,来说明二者的差异:
在一只充满细菌的培养皿里加入某种抗生素,如果有几个细菌活了下来……
达尔文主义者的解释:细菌无方向性的自主变异,产生了足够多的可能性,使得这几个细菌幸运地“预先”获得了抗药性。
拉马克主义者的解释:这几个细菌在断气之前,与新环境产生了应答,通过自身调整,渡过了难关。
无论在国内或国外,达尔文的进化理论中长期占据着统治地位。尤其在国内学校的教材里,达尔文主义以真理的姿态将“拉马克主义”的进化学说踩于脚下,在大多数人眼中达尔文的名字就是进化论的代名词。
用进废退、获得性遗传、适应性进化等,往往被归为谬误并遭到摒弃,相当长的时期受到达尔文学说的压制,甚至作为被嘲讽的对象。
尽管达尔文进化论长期作为正统的进化学说,但支持拉马克学说的人并没有消失,获得性遗传的观点被不时提及和讨论。获得性遗传之所以被不死,原因就在于这种观点具有合理性的一面,它提示人们,生物变异的背后隐含着规律性的东西。
在达尔文提出自然选择的进化学说后,拉马克的理论好像更加不受待见。拉马克的获得性遗传——认为物种演化是由于父母的行为,可是这一事实却让他不幸成为了坏科学和糟糕演化理论的典型代表。虽然拉马克在达尔文提出自然选择理论之前很久便已去世,他还是不由自主地成为那个时代一个伟人的陪衬。
获得性遗传是拉马克在1809年出版的《动物学的哲学》中首先提出来的。这位进化论的先驱坚定地反对“神创论”和“不变论”,不仅提出物种是逐渐由低级向高级演化的进化观点,而且还提出生物进化的动因——用进废退与获得性遗传。
拉马克学说的基本内容和主要观点可以归纳如下:
传衍理论。他列举大量事实说明生物种是可变的,所有现存的物种,包括人类都是从其他物种变化、传衍而来。他相信物种的变异是连续的渐变过程,并且相信生命的“自然发生”(由非生命物质直接产生生命)。
进化等级说。他认为自然界中的生物存在着由低级到高级,由简单到复杂的一系列等级(阶梯)。生物本身存在着一种由低级向高级发展的“力量”。他把动物分成六个等级,并认为自然界中的生物连续不断地、缓慢地由一种类型向另一种类型,由一个等级向更高等级发展变化。拉马克描述的进化过程是一个由简单、不完善的较低等级向较复杂、较完善的较高等级转变的进步性过程。迈尔把这种进化称为“垂直进化”,因为这种进化是在时间向度上展开的,没有物种形成(横向分支),也没有物种绝灭的单向过程。拉马克实际上不承认物种的真实存在,认为自然界只存在连续变异的个体,也不承认有真正的物种绝灭;他认为生物的显著改变使得它与先前的生物之间的联系不能辨认了,这样的情况是有的。
关于生物进化的原因——强调生物内部因素。拉马克不太强调环境对生物的直接作用,他只承认在植物进化中外部环境可直接引起植物变异。他认为环境对于有神经系统的动物只起间接作用。拉马克认为环境的改变可能引起动物内在“要求”的改变,如果新的“要求”是稳定的、持久的,就会使动物产生新的习性,新的习性会导致器官的使用不同,进而造成器官的改变。拉马克所说的动物内在“要求”似乎是动物的欲望,以致后人认为拉马克学说带有活力论的色彩。
在拉马克对生物进化的论述中,明确地表达出物种是可变的。他认为生物存在一种驱动自身不断由低级向高级阶段进化的力量,而环境变化对生物进化有诱导和促进作用。
根据拉马克的进化理念,生物的进化是通过这样的模式来完成的,即生物个体在其生活的过程中,由于其生命活动受到环境的影响,各器官的“使用" 情况的不同造成这些器官发育上的差异,并且这种变化是可遗传的。在世代繁衍的过程中,经常使用的器官就会产生在发育限度内不断加强、增大的趋势;反之,则出现器官的萎缩而走向消失。最终导致新物种形成。
因此,拉马克认为生物的进化是一个个微小适应性变化不断积累的过程。获得性遗传是一个渐进的过程,一代甚至几代不一定就会发现明显变化,甚至还会有反复。也就是说从历史上看物种的分界是存在的,新器官是由旧器官转化而来的,并且生物的进化都是纵向向前的。
在拉马克的理论中,目的就是动力,两者是合而为一的,所以生物的“欲望”和“意志”也可能成为重要的动力。
拉马克又进一步把他的关于动物进化原因的解释概括为如下两条法则:
其一,不超过发育限度的任何动物,其所有使用的器官都得到加强、发展、增大;加强的程度与使用的时间长短呈正比。反之某些不经常使用的器官就削弱、退化、以至于丧失机能,甚至完全消失。这就是所谓的“器官使用法则”或“用进废退”法则。
其二,某种动物在环境长期影响下,甲器官频繁使用,而乙器官不使用,结果使一部分器官发达,而另一部分器官退化,由此产生的变异如果是能生育的雌、雄双亲所共有,则这个变异能够通过遗传而保存。这就是被后人称为“获得性状遗传”的法则。
关于“器官使用法则”,拉马克在其著作中列举了许多例子。如脊椎动物的牙齿与食性的关系;草食兽咀嚼植物纤维经常使用臼齿,因而臼齿发达;食蚁兽、鲸鱼不大用牙齿咀嚼,因而齿退化。又如鼹鼠因生活于地下不需使用眼睛,因而眼退化;不大飞翔的昆虫及家禽,其翅退化;水鸟由于用足掌划水时经常用力张开足趾,使足间皮肤扩张而形成蹼;长颈鹿因经常引伸颈部取食高树枝叶而发展出长颈;比目鱼在水底总是努力使双目向上看而使双目位置移向一侧等等。
拉马克对进化论的建立是有伟大功绩的。但由于受当时科学水平的限制,他对生物进化的解释过于简单化,在很大程度上只是一些猜测,还不能对物种的起源和生物的进化作出科学的论证。他的学说比布丰及老达尔文的要系统些,更完整些,内容更丰富些,因而对后世的影响更大些。多数学者认为拉马克学说是达尔文以前的最重要的进化学说。
虽然现在看拉马克的学说还不很完整,进化方式论述方面还存在问题。但是,拉马克不失为一个伟大的生物学先驱,他第一次提出了系统的进化论。
拉马克的进化学说通俗易懂。但是,这个学说给人的感觉是靠经验、直觉来支撑的。当然,受到当时科学水平制约,拉马克没有足够的能力去证明“获得性”的原理,不能把它推到生物学理论的高度。我们自然也不能苛求人家创造出既有事实依据,又有实验支持,还有观测检验的理论来。
在拉马克那个年代,遗传学还没有出现,生物学还没有建立,大家不知道什么是基因,更不知道DNA,虽然他注意到生物进化现象,但没有合适的理论去解释这种现象。在当时,获得性遗传指一个生物体在其生活的时期内变异的新性状可以遗传给后代,并没有分析生物变异的性状具体是如何遗传的问题。这种情况下,得出的结论难免不被质疑。
拉马克认为器官形态的稳定性与环境的稳定性相互作用与适应,生存环境的改变会引起器官的改变。形态改变是机体努力适应环境引起的。并且这种改变,渐渐的,会产生新的器官,并遗传给后代,产生新物种。
拉马克对生物低级与高级的划分,以及生物自身进化力量的理解基本是来自思考和理念,更多的是哲学含义。
拉马克强调生物内在因素在进化中的导向和驱动作用。但他没有揭示出具体的内因,因而很容易受到批评。拉马克受限于时代,论述上不够严密和完整,也缺乏生物学理论的支撑,但他为我们提供了对生物进化方式的不同思考。
可怜的拉马克,他所能做的就是提出他的想法。
在拉马克之后,一些学者对拉马克学说又进行了补充和完善,主要强调环境对生物性状的影响,认为生物进化是定向的、适应性的,这被称为拉马克主义以及新拉马克主义。
在现代的新拉马克主义学派中,汪德比尔特有一定的代表性。他认为,新种的创造是生物普遍反应的结果,不能取决于局部的基因突变;认为用突变不能解释进化,因为突变获得的新基因是退化畸形的;同时,突变也不能产生进化,因为它只是种内的变异;原生质创造了必需的适应性,这种适应性由基因传递到后代,基因只是细胞质的工具。因此,只能用生理和生化的功能来分析,才能解释生物的进化。
有一位叫柏格森的学者认为,“产生新物种的变异也可能暗示出了意识和意志……在进化论的所有后来形式当中,唯有新拉马克主义能够承认进化的内部心理原理,尽管他并不总是如此。在我们看来,新拉马克主义也是唯一能够解释进化的独立路线上出现相同器官的进化论。这是因为,我们完全可以想见:旨在将相同环境转变为有利因素的同样努力,可能产生同样的结果,尤其当环境提出的问题仅仅承认一种解决办法的时候,更是如此”。
新拉马克主义学派对生物进化的原因,对获得性状遗传机制等重大问题作了种种研究和论述,这是达尔文主义所未能涉及的方面。该学派的研究有的相当深入,并从理论上作了某些有价值的说明。其中有些论点尽可能地运用物理、化学的原理揭示了先辈们的预言,对进化论的发展产生积极的影响。
生物进化的动力究竟来自哪里,关系到人类的发展方式和走向,是一个非常重要的问题。
根据拉马克的进化理念,人可以有目的去完善自身,会把更好的东西传给后代。而达尔文的进化观点,下一代的改变只能依赖突变,与人后天努力没有关系。在遗传的层面上,达尔文的进化观是消极的,拉马克的是积极的。如果获得性遗传是存在的,人活着就有更明确的目的。
在还没有搞清楚事实真相的情况下,急于去否定获得性遗传,是一种不负责任的做法。如果生存体验和环境影响真的会对遗传产生影响,那么,为了后代更好,我们就可以选择性地做些什么。我们本可以去做,却没有去做,这是人类的一种莫大的遗憾和悲哀。