为什么生物学家对“进化论”深信不疑

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达尔文像， George Richmond 画于1830年代。

（神秘的地球报道）据新浪科技（愿愿）：“进化论”是现代科学中的一个伟大理论，它尝试着探究生命的奥秘，探讨远古的简单生命如何演变为我们今天所见到的大千世界。对科学家来说，生物在进化是一个不争的事实。而我们普通大众对此也深信不疑，这就如同地球是圆的、万有引力、野餐遇到的蜜蜂会很烦等概念一样，它拥有潜在的确定性不容置疑。但你肯定不知道在某些地方，“进化论”却备受争议，在那里它只是被仅仅看作一个理论罢了，或者早已被当作一个谎言而被忽略了。

但为什么生物学家对此深信不疑？有何证据呢？答案究竟是什么？在此，还是首先给个非常粗糙的答案：那就是生命确实已经进化了。

首先快速的介绍一下达尔文的“生物进化论”究竟说了什么。我们大部分人都持这种观点：生物体随着时间而发生改变，适者生存，正是如此才使得一些猿类进化成了 人类。达尔文的“进化论”提到每一代的生命体与上一代相比都会有细微的差别，而这些细微的不同有时则会帮助他们有时却也会害了他们。当生物为了食物和伴侣 而竞争时，具有优势的则能够生存繁衍更多后代，而不具有优势的则不能。所以在特定人口的条件下，优势群体会慢慢变得广泛起来，而非优势群体则会慢慢消失。 加以充足的时间，这些细微的差别则会慢慢聚集最终导致新物种的产生。正是一次一点的小改变，蠕虫最终进化成了鱼类，鱼类开始长出四肢走向陆地，那些四肢动物长出毛发甚至开始双腿直立行走，他们就叫做“人类”，而人类发现了“进化论”。

也许这会有点难以置信，但有一点你能很轻松的认识到：你与你的父母并非一模一样的，也许你有不同的发色，或者你更高。但至于你究竟是否是一条蠕虫经过无穷无尽的进化而来就说不好了。许多人当然不认可这一说法，但此刻就忘掉那些条条框框吧，让我们像达尔文一样从你家的台阶上开始来探寻奥秘吧。

1859年出版的达尔文名著《物种起源》，就是从让读者去发现生活中的熟悉事物开始的。并不是从少有人踏足的热带小岛和远在千里之外的茂密森林，而是你家的花园和农院。在那，你不仅能轻松看到物种之间特性的传递，还能看到随着时间的推移某种属性会慢 慢改变。达尔文高度重视培育和养护的过程，多代过后，农民已经成功地将家禽养的更大更壮、农作物的产量也越来越高。假设你想得到能够下更多蛋的母鸡，首先 你就得找到那些比一般母鸡能下更多蛋的母鸡，然后在它们下的蛋孵出来的小鸡中，找到那些也能下更多蛋的鸡。如果你将这个过程不断重复，最终你会得到比一般 母鸡下更多蛋的母鸡。一只与家养母鸡最近亲的丛林鸡一年中可能下30个蛋，而一只家养的母鸡则能达到10倍之多。我们把这种代际之间不断的变化叫做“进化”。

一只小鸡也许会在很多地方与它的父母相似，比如它也是一只鸡而绝不会被误认为是一只食蚁兽，也许它与它的父母更像，但绝不会一样。“而这就是进化，是由一连串的改变最终促成的。”来自伦敦大学学院的Steve Jones 教 授说道。你也许会认为人工养育只能产生很小的变化，但其实还能产生更多变化。达尔文说：“人工培育条件下，目前还没有记录记载已经变化的物种就不能产生新 的变化了。我们最古老的人工培育植物—大麦就还在不断产生新的变化，最古老的家禽动物也仍然还能够产生迅速的进化。”人工培育是一种在人类监视下极有必要 的进化，它展现了世世代代的细微变化最终能够产生巨大的变化。“这无可避免，迟早要来的。”Jones说。

而从怎样培育下更多蛋的鸡到自然新物种的进化确实是一个比较跳跃的转变。根据进化论理论，那些鸡最终的祖先是恐龙，再往后一点就是鱼了。这就是答案所在，很简单。足够长时间的细微改变最终会形成巨大的变化。想要看证据，那就看看一些古老的记录吧，比如化石。

化石是很久之前的动物死掉后在岩石中得以保存的尸体。由于岩石是一层一层地藏在地底下，所以化石通常是按照时间顺序存在的，最古老的化石就藏在最底层。按照时间顺序看一遍化石记录，你就能很清晰地发现随着时间的推移所产生的变化。所有最古老的化石都存在被叫做单细胞的生物，比如细菌。而具有更复杂结构动植物的出现时间要比它晚的多。在动物化石里，鱼要比两栖动物、鸟类和哺乳动物出现的更早。我们人类的近亲类人猿则处在最浅的岩石层，也就是在最晚的化石中找到。通过仔细地研究化石，科学家已经能够将现有物种与已经灭绝的物种联系起来，通常都预测出一种是另一种进化的后代。比如在2014年，科学家们发现了一块5500万年前一种叫作Dormaalocyon食肉动物的化石，它可能就是今天狮子、老虎和熊的共同祖先，而这个秘密是科学家们从它的牙齿上发现的。然而，也许你还是不太信服。那些动物的确可能有一样的牙齿，但狮子、老虎和Dormaalocyon却终究是不同的物种。我们又是如何知晓它从一个物种进化为其他的呢？

化石所能起到的作用仅限于此，因为它毕竟还不太全面。Jones说：“如果你看了足够多的化石，你所看到的就只是一个存在了足够长时间的物种，接下来你看到的则是与原先有很大不同的另外一个罢了”。但随着越来越多的化石被发现，大量的过渡化石也被发现了。这些丢失的联系就是相近物种之间的联系所在。

观察一个新物种的产生也是有可能的。2009年，来自新泽西普林斯顿大学的Peter和Rosemary Grant就描述了在加拉帕戈斯群岛上一种新雀类的产生过程。1981年，一只新雀来到了一座叫作达芬梅杰的岛上。它的体型不同寻常的大、发出的声音也与当地的鸟类不同。后来，它成功的繁殖而它的后代也继承了它不同声音的特点。几代之后，它们的新一代再度被隔离，因为它们与其他鸟长得不同、声音不同。它们成为了一个新的物种，它们已经通过进化形成了新物种了。这种新物种与祖先只有轻微的差别：样子和声音不同，但这让观察更大变化的发生成为可能。

来自密歇根州立大学的Richard Lenski 管理着世界上历史最久的进化实验。自1988年以来，Lenski在他的实验室里已经追踪了12种大肠杆菌，细菌被储存在专门的设备容器中，Lenski的团队还会频繁地去冰冻保留一些样本。他说：“我们已经努力每天都去完成这项工作。现在的大肠杆菌早已不是1988年的大肠杆菌了。”在所有12种细菌中，相比于它们的祖先，现在进化后的细菌成长得更加迅速。”它们已经适应了所给予它们的化学混合物质。“这是一个关于达尔文物竞天择观念很直接的演示，经过20多年的实验，现在的成长要比它们的祖先快80%。”

2008年，Lenski的团队宣布他们实验的细菌已经有了一个巨大的改变，它们生存的物质中所添加的化学混合物包含一种叫做柠檬酸盐的物质，普通大肠杆菌难以消化。但经过31,500代之后，12种大肠杆菌中的一种开始以柠檬酸盐为营养来源。这就好像人类某天突然具有吃树皮的能力了。Lenski说：“柠蒙酸盐一直都有，所以12种大肠杆菌都有机会产生这样的改变，但为什么最后只有一种呢？”这时候，Lenski每天都会冰冻一部分样本细菌的习惯就显得格外重要。借此，他得以重新回过头来检查以前的细菌样本，从而研究出让细菌能够消化柠檬酸盐的改变的原因是什么。

为了做到这点，他必须掀开真相外面的面纱。他使用了在达尔文时代并不具有的工具，一个对我们关于进化这一概念进行彻底革命的工具：基因。所有的生物都携带着基因。基因最终控制着生物怎样生长，而且一代接一代的传递给后代。当一只母鸡下很多的蛋，它的后代也能下很多的蛋，这得益于基因。自上个世纪以来，科学家就已经解译了一些不同物种的基因。也就是说所有的生物都以同样的方式在DNA中储存着信息，既基因密码。而且，生物也会共用很多基因，许多人类中发现的DNA在其他生物的DNA中也会发现。这两个事实说明了现在的生命都有着一个共同的祖先，最后一位所有生物的祖先至少生活在数亿年前。

通过比较共有的基因数量，我们能够判断出生物的关系有多近。“试着换一种方式来解释，而不是依靠随着时间顺序性而产生的改变。”来自伦敦自然历史博物馆的Chris Stringer 说。“我们与黑猩猩有共同的祖先，我们也是从那位共同的祖先开始分化的。”我们也能够使用基因技术来调查进化所产生的改变。当Lenski重新回过头来研究大肠杆菌样本时，他发现能消化柠檬酸盐的细菌DNA上具有一些其它细菌不具有的变化。这种变化我们叫做突变。一些突变可能在它们具有这项新能力之前就发生了，但当具有了突变所需要的环境之后，这种能力就会显现。

Lenski的研究显示了进化能够产生革命性的变化，但进化并不一定总是好的。由突变所引起的改变通常很少是好的，实际上大部分的突变要么没有影响，要么就是坏的影响。当细菌局限于一个孤立的环境，它们有时会将一些不好的基因突变代际传递下来。随着时间推移，这就会严重阻碍这个物种的存在。Moran说：“这真的是一个进化的过程，它说明并不是所有的进化都能提高适应性或者更好，它们更有可能是坏的。”更有甚者，生物会失去某项能力。比如，居住在黑暗洞穴的动物往往都会失去它们的眼睛。

进化得更好这一概念可以追溯到一个叫作让-巴蒂斯特·拉马克的科学家，他比达尔文推行生物进化的思想更早。但不同于达尔文，他认为生物进化得更好是一个对环境的反应，尽管它们自身也想进化。拉马克的理论说明了长劲鹿拥有长脖子是因为它们的祖先要够到高高的树，并将这项刚习得的长脖子传给了后代。Jones说：“达尔文曾私下评论拉马克的理论都是胡扯，毫无依据。‘它们自己想要进化’是什么意思？你又怎么来检验？”达尔文提出了另外一个理论：自然选择理论，它提供了一个关于长劲鹿长脖子的完全不同的解释。

现在我们把所有证据的片段拼合起来，就可以看到生物真的已经进化了。进化是由基因中的随机突变引起，会慢慢产生细微的变化并最终产生新的物种，其中大部分的变化是由自然选择驱动，进而淘汰那些不太适合环境的生物种类。

最后，咱们来将这个理论运用到我们人类自己身上。现代人类在扩散到全世界之前，在非洲就已经进化了。化石展现了从四肢爬行类人猿动物到两肢动物，大脑也在不断变大。第一批人类与其他的穴居人类异种交配并离开了非洲。结果，欧洲人和亚洲人的后裔携带者穴居人的DNA，而非洲人则没有。这发生在千万年前，而这还远未结束，我们还在进化着。

当然，也还有一些我们至今没有弄清楚答案的的问题。Stringer提了一个简单的问题“究竟是什么基因改变允许我们人类能够直立行走，为什么这次进化如此成功呢”。到目前为止，我们还不得而知，但通过化石和更先进的基因技术，我们也许在未来某天能够得到答案。我们唯一确信的就是进化是自然界一个不变的事实，它是地球上万物生长的一个基本法则。

所以下次当你外出时，看看你花园里或者农场中的动植物，仔细想想它们究竟是怎样来到那的。万物众生，无论是一只蝼蚁还是一头大象，均是远古大家庭的最新成员，从它此生到到它的祖先延绵足有30亿年之久，而我们也只是其中之一。

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