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科学:将细胞层面的观察与进化论相结合

送交者: 雨地[♀★★*空谷幽兰*★★♀] 于 2021-03-14 11:07 已读 522 次  

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第一次世界大战结束了,查尔斯·达尔文遇到麻烦了。

这两件事并非毫不相干。“那件事……而非其他任何事件,为西欧今天的局面奠定了基础,”1918年停战前夕,美国生物学家雷蒙德·珀尔(Raymond Pearl)说道,“那就是《物种起源》一书的出版。”他说出了一条普遍观点:达尔文的自然选择将人类从其作为上帝有意之作而与众不同的特殊位置上移开,把他们扔进了动物世界那种令人沮丧的、道德沦丧的生存斗争中。“自然界中的一切都在战斗。”达尔文曾这样写道。珀尔写道(以一种怪异的预知般的口吻),无疑,智人(Homo sapiens)也曾卷入这场战争,难怪德国残忍地对其他民族进行“生物清除”。

神学界对《物种起源》的反对之声也更加强烈。

“在美国,基督教对民众灵魂的影响远远超过了其他国家。”阿历克西·德·托克维尔(Alexis de Tocqueville)曾于一个世纪前说过这句有名的话。在美国,人们固执地忠诚于《创世记》,认为它一字一句都是真理,并以此形式对达尔文发起挑战。1925年写入田纳西州法律的《巴特勒法案》禁止教师用自然选择取代神创论作为课堂教学,而且随之进行的斯科普斯(Scopes)的“猴子审判”支持了该法案的合法性。

但是,自然选择同时也遭到了一些生物学家的猛烈抨击,这些生物学家关心的并非是其对伦理道德造成的影响,而是对其可能对进化论造成的难以预料的结果感到困惑。

自然选择是一种随机变化,自然选择的作用就是铲除弱者;这似乎不足以解释发展,解释日益增加的复杂性以及作为生命历史一部分的方向性。自然选择似乎更有可能产生无计划的、无方向性的变化。因此,大量杰出的生物学家[俄国的列夫·伯格(Lev Berg)、奥地利的路德维希·冯·贝塔朗菲(Ludwig von Bertalanffy)、德国的奥托·申德沃尔夫(Otto Schindewolf)等众多生物学家]提出了各种定向进化学说,这一学说认为在物种起源的背后一定存在某种预先设定好的模式、目标或意图。

日益精密的仪器、越来越多的数据以及愈发完善的研究技术使得研究者们频频获得新的发现,许多发现(在细胞学、生物统计学、胚胎学、遗传学方面)表明自然选择足以对有机生命做出解释了。但是,这些研究受到专业术语的阻碍,令那些没有相关专业知识的人读不懂。如恩斯特·迈尔所说,“生物学的各个领域之间存在着沟通的鸿沟”,生物学与其他科学之间更甚。遗传学尤其如此,这一学科不断获得新的观点,但是无暇将自己的发现与博物学实地考察所揭示的现象联系起来:比如动物行为、化石,以及各生存环境之间复杂的相互作用。

“达尔文的自然选择理论……远远不能对导致众多适应性变化的原因做出最终解释。”《动物学教科书》(Lehrbuch der Zoologie)中写道。这本书是20世纪20年代德国大学的标准教材。著名的植物学家威廉·约翰森的态度更为坚决。“(这)非常明显,遗传学彻底剥夺了达尔文自然选择理论的理论基础。”他这样写道。“我们从未这般怀疑过进化论的机制。”法国生物学家让·罗斯丹(Jean Rostand)承认。1937年,巴黎国家自然历史博物馆馆长保罗·勒莫因(Paul Lemoine)更进一步断定:“自然选择不占一席之地,遗传学数据不能为进化提供任何有利的证据……进化论很快就会被摒弃。”

似乎是朱利安·赫胥黎的基因注定了他要拯救达尔文的进化论。

他的祖父托马斯·H.赫胥黎是《物种起源》的早期评论者之一,后来成了达尔文的热烈支持者和朋友。“《物种起源》,”第一部《物种起源》出版十来年后,他在给一位朋友的信中写道,“在生物科学界引起的革命堪比《数学原理》在天文学领域引起的革命。”托马斯·H.赫胥黎一生都是达尔文理论的坚定捍卫者,他对批判者予以反击;他曾给自己取了一个外号,叫作“达尔文的斗牛犬”。

1887年,小朱利安出生了,他自小就是一位生物学家:他对“植物和动物、化石和地理学”很感兴趣,他捉青蛙,对蝴蝶进行分类,并观察鸟类。“很明显,朱利安有进行生物学研究的潜质。”他德高望重的祖父说道,而此时,朱利安只有4岁,“我多想教他!”朱利安后来进入牛津大学学习动物学,并于1909年毕业。毕业后,他继续留在牛津大学进行一系列实验,实验课题令人吃惊:胚胎学、个体发生、细胞分化、形态发生、遗传学以及(他常常将实验研究与实地观察结合起来)红脚鹬和凤头䴙鷉的求偶行为。

20世纪20年代晚期之前,朱利安·赫胥黎一直都活跃在学术界:他是一位有感召力的、备受尊敬的老师和研究者,但是后来他对自己的学生和不幸福的婚姻越来越不耐烦,越来越厌倦;他还因不时发作的抑郁和狂躁症备受折磨。1926年,作家H.G.韦尔斯(H.G.Wells)邀请朱利安合作撰写一部恢宏的生物学百科全书,希望这部书可以对生物学领域所有的发展进行总结。韦尔斯比朱利安大20岁,曾在伦敦学习生物学,师从托马斯·H.赫胥黎;他此时已是一位有名的作家,写过《时间机器》(The Time Machine)和《世界之战》(The War of the Worlds)(此外还有许多书)。

朱利安抓住了这次机会,离开了教书岗位,开始写书。尽管朱利安的写作技巧非常娴熟,但是韦尔斯(出了名的苛刻和挑剔)坚持要让他一遍一遍地修改自己的文本,因为只有这样,非专业的大众读者才能对日益复杂的生物学发展有所了解。“我学到了很多……在H.G.韦尔斯的严苛的指导下,”赫胥黎后来说道,“该如何使晦涩的理论、深奥的事实通俗化……(以及)该如何将大量的数据整合为一个可控的整体,既了解每一棵树,又能看到整片森林……这一切,我必须要说,来之不易。”

《生命之科学》(The Science of Life)一书畅销世界,但是与版税相比,完成一部主题宏大的杰作的能力无疑更加珍贵。

越来越多的著名科学家——其中包括朱利安·赫胥黎——开始认识到将遗传学新发现与自然史的各个领域融为一体的必要性:这是一个伟大的故事,阐释了这一切是如何共同运作的。现在唯一要做的就是捍卫已存在半个世纪之久的达尔文理论,无论如何,也要认识到,将达尔文最初的理论与遗传学和细胞学的最新发现相结合是有必要的。科学家和民众都需要加深对“起作用的进化”的理解,这也是宏大理论与具体发现共同作用的方式。

因此,“达尔文的斗牛犬”——朱利安·赫胥黎效仿祖父的做法,于1936年提议建立一个新的学会:普通生物学分类学研究协会(Association for the Study of Systematics in Relation to General Biology)。他是该协会的第一任主席;第一次会议于1937年6月的一个星期五召开,共有74位生物学家参会。《自然》(Nature)杂志的相关报道说,新成立的协会的目标之一是要“促进生物学各分支研究者之间的讨论与合作” 。

俄罗斯昆虫学家、同为分类学者的奥多修斯·多布赞斯基(Theodosius Dobzhansky)经常与赫胥黎通信来往,那时他也正准备出版自己的书《遗传学与物种起源》(Genetics and the Origin of Species,1937),此书汇集了多布赞斯基的遗传学实验室研究、实地考察结果(他进行了大量的果蝇观察)以及与群体遗传学相关的晦涩的(对非专业人士而言)数学运算——这一切都是为了证明达尔文的自然选择学说的确可以对物种的存在做出解释。这是第一部系统的、全局性的现代生物学著作,但绝不是最后一部。

随后10年,乔治·盖洛德·辛普森(George Gaylord Simpson)的《进化的节奏和模式》(Tempo and Mode in Evolution)、波恩哈德·伦施(Bernhard Rensch)的《物种层面之上的进化论》(Evolution above the Species Level)以及恩斯特·迈尔的《动物学家的系统分类学与物种起源观点》(Systematics and the Origin of Species from the Viewpoint of a Zoologist)也纷纷面世。赫胥黎也在努力完成自己的全局性著作。1942年,他的《进化:现代综合论》(Evolution: The Modern Synthesis)面世,该书在两个方面与众不同:赫胥黎这本书特别针对的读者群体是那些缺乏专业知识但是对进化论感兴趣的知识分子,而并不仅仅是科学家们;此外,这也是赫胥黎首次使用“综合论”这个词。

“达尔文主义的死讯不仅仅是从神学讲坛上传来,也从生物学实验室中传来。”赫胥黎开篇写道,“但是,与马克·吐温(Mark Twain)的情况相似,报道似乎过于言过其实了,因为今天,达尔文主义还充满生机。”在第一章中他阐述了他的写作目的:

曾经有一段时期,生物学的新研究领域层出不穷但彼此相对孤立;但在过去20年里,生物学已经发展成了一个更加统一的科学。生物学已经进入了综合论时期,今天,生物学领域展现出来的不再是众多半独立的科学分支彼此对立的局面,其整体性正在赶超早已建立的科学体系,例如物理学——在物理学领域,一个分支的发展几乎会同时带来其他所有分支的发展,理论与实践携手共进。这带来的主要结果就是,达尔文主义的复兴……复兴的达尔文主义比以前更加完善,因为它必须考虑到达尔文过去不知道的事实;但它仍旧是达尔文主义,因为其目的在于从自然的视角对进化论进行阐释……达尔文主义复兴后,这只变异了的凤凰便从柴堆灰烬中飞出……我在随后几章会阐述这一部分。

这是一项将不断延伸、涵盖各个领域的事业,因为《进化:现代综合论》就是一部不断延伸、涵盖面广泛的书,书中依次涵盖了古生物学、遗传学、地理分化、生态学、分类学、适应作用以及进化的观点。

尽管内容庞杂,但是H.G.韦尔斯对赫胥黎的指导卓有成效。清晰的文风以及对专业知识的通俗的、口语化的呈现使得《进化:现代综合论》一书具有很强的可读性,一面世即获成功。“这是这十年来,或许是这一个世纪以来最杰出的进化论方面的文字了。”生物学领域最权威的杂志《美国博物学家》(American Naturalist)如是举荐道,读者们也纷纷对此表示同意。赫胥黎的这本书总共印刷了五次,修订了三版;1973年出版的最新版本中增加了一篇新的导言,这篇导言由九位著名的科学家共同撰写,他们肯定了综合论,并更新了其中的数据。

自1942年起至21世纪,这一领域的探索——将遗传学细胞层面的研究与博物学的宏大世界联系在一起——将会继续,将会日益扩大范围,不断汲取发展中的专业分支(比如20世纪晚期的进化基因组学)。该领域也将继续沿用赫胥黎书名所用到的名词:现代综合论。赫胥黎复兴了达尔文理论,这只“涅槃的凤凰”正不断进化,向前发展
贴主:雨地于2021_03_14 11:07:20编辑
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