审判达尔文-第7章

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到此为止，我一直着重讨论流行的新达尔文合成论在理论及实验方面的困难，暂时避免了谈论化石的证据。但进化现象基本上是一个历史的问题；只有历史才可以告诉我们过去的事迹。所以下一章我们要讨论最直接的证据，就是化石的记录。　



第四章　化石的难题第四章　化石的难题　
　　　　
至今一般都以为既然地层中埋藏着大量已经绝了种的生物所遗留下的化石，那么这化石必定是进化论最好的佐证了，绝大多数人都不知道达尔文主义最大的敌人并非神职人员，而是化石专家。19世纪初叶，最流行的地质学理论是大灭绝论或灾变论（catastrophism）。法国科学家、古生物学之父居维叶曾极力提倡灾变论。他相信地层的记录显示的模式分明可见古代的环境曾发生多次突然的剧变（大天灾），大量不同的生物种都因此灭绝了。随之而来的是一段创造的时期；很多新的生物种就突然出现，而这些新的物种却没有留下任何痕迹显示它们是怎样进化来的。　

　　　　
到了达尔文的时代，居维叶的灾变论渐渐失势，被查理·赖尔达尔文的一位年长的朋友所倡导的均变论所取代。赖尔认为，自然界巨大的改变是由极长期、每日渐变的力量积累之后才产生大变，故解释自然界的剧变为果而非因。我们现在回顾达尔文所提出的进化论是必须依循赖尔这种逻辑，但是赖尔本人却不能接受生物进化的思想。当时也有不少熟悉化石证据的人同样不能接受进化论。　

　　　　早就有人指出，生物分类学上属于各种大类的生物（如不同界、门、纲、目）各有其不同的基本结构，各大类之间极少有中间型（intermediate　
types）。那么这些间断的种类之间的环节到底在那里呢？忠心支持达尔文的赫胥黎也为缺乏连接的中间型而烦恼。他多次私下警告达尔文，如果要让他的理论符合证据，他必须容许大步伐、跃进式的进化。　

　　　　达尔文自己也问过同样的问题：　
　　　　
如果一种生物演化成另一种的过程是借着难以了解的微小的步伐，那为什么我们不能到处找到大量的中间型呢？为什么我们在自然界找到的生物都是种类分明，而不是相似难分的呢？　

　　　　
他用灭种的理论来解释。灭种是〃适者生存〃推理的另外一面，当经过改进的新种出现的时候，它的父母可以说是已经不够适应了。这样，〃如果我们看每一种生物都是从另一种不知名的生物传下来的话，那么它的父母及其他过渡期的中间型应该被这新的、更完美的新种消灭了。制造新种的过程就同时消灭了旧种。〃达尔文用这个因过时不适而灭种的理论来解释为什么他的进化论好像与事实不符，因为研究现今的生物界，我们观察到的物种（和各大类）都是分立和稳定的，而且各类中间只有极少数的中间型。他说各类分立的生物之间原本是有中间型的，只因不再适应环境所以消失了。　

　　　　
但是，这些必须有的中间型不但从现今的生物界消失了，而且在化石中也找不到的话又怎样说呢？达尔文自己承认，根据他的理论推断，〃在现存的生物种及已经绝种的生物种之间必须有极大数目的过渡环节和中间型。〃因此我们可以想象地质学家应该可以不断发现中间环节的化石证据了。可惜事实却恰恰相反。地质学家所发现的新种或一组的新种都是突然出现，而不是经过一系列的演化而形成。达尔文承认化石的证据是〃最明显、反对我的进化论的理由〃。这就是〃所有著名的古生物学家……和伟大的地质学家……都一致（甚至有时极力）主张物种是绝对不变〃的理由。　

　　　　
达尔文还振振有辞地辩说，化石的难题虽然是非常严重的问题，却不能算是进化论的致命伤。他主要的理由是化石所保留的证据极不完整。化石是要在很特殊的情况之下才得保存下来，因此世界各地所有的化石床也不能反映一套完整不断的记录，所以化石所显示的只是很多短暂年代的写照，各年代之间又有很长年代的空白。还有，他认为即使有这样的证据，我们未必能从化石中认出祖先和后代之间的关系，除非我们可以找到一套完整的化石链条。将两个种的关系显示出来，否则我们可能认为这两个是完全无关的种。有时达尔文在字里行间暗示缺少中间环节就是化石不完全的证明。这样的态度就好像他预知他的理论就是绝对的真理，可以反过来批判证据的不足。他说：　

　　　　我不愿意假装不知道物种突变的记录是何等的贫乏，在保存得最好的地层中也找不到大量的过渡生物来连接每一地层前后所出现的生物。这是我的理论最大的困难。　
　　　　
虽然事实太不争气，达尔文在化石这个难题上已经尽了全力，但是在某些问题上他也只能坦白地说：〃我不能提供满意的答案。〃当他写下面这类的话时，他好像有一点绝望的表现：〃自然界好像故意隐藏证据，不让我们多发现过渡性的中间型。〃但是达尔文却没有失去信心，他唯一的问题是怎样解释为什么化石给人错误的印象。　

　　　　
在此我请读者停一停，跟我一起想一想，一个客观毫无偏见的人生活在达尔文的时代，当《物种起源》一书出版之后会怎样看这一场关于进化的争论。一方面反对达尔文的理由并非基于宗教的偏见，因为怀疑派人士包括当代著名的古生物学及地质学的领袖。但另一方面，达尔文为化石证据不足的辩护也不能说是完全没有理由。不过要点是，他只能作消极的辩护。客观来说，化石所能保存的资料很可能真是漫长的地质年代中的一些片段而已。而各地层之间也可能有足够的时空让一些生物进化的过程实现。不过，承认理论上有空缺是一回事，绝不等于有权力将理论所需要的证据随意填进那空缺就算了事，所以达尔文的辩护顶多不过说明缺乏化石的证据不能算是进化论的致命伤。然而缺乏证据绝非任何理论的优点！　

　　　　
如果达尔文和他的信徒诚心要找一个方法来测验他们的信仰，他们的确是可以用化石来考验。达尔文坚决肯定过渡性中间环节的数目必定非常庞大，他甚至说大到不可想象（inconceivable）。但当年并没有找到很多中间型，因为在1859年全世界还有很多化石床还没有仔细地搜查过。当时的探察者可能也不知道到底要找什么。一旦古生物学家接受了达尔文的学说作为可以暂用的假使，搜查更多新的化石床，协助证实达尔文主义，你想达尔文学说的困境必会好转，假以时日化石的记录必会改观，越来越像达尔文所预料的一样。是吗？　

　　　　
可是对一个怀疑者来说，只许成功不许失败的考验并非真正公平的考验。请想一想，如果科学界所有的人都热爱了达尔文这学说，达尔文主义很快就成了正统思想，变为不可抗拒的浪潮，其威力之大连当时最有声望的科学家，如哈佛大学的路易·阿加西斯也不能抵挡。他因不肯随着潮流改变，附和进化论而突然被人嫌弃。试想古生物学家疯狂地投入这个新学说，甚至在研究化石时单单发表支持进化的发现，而不支持进化的证据就被搁置隐藏起来，这种歪曲真理的情况何等可怕。以下我们要详细地看一看，上述的情况并非幻想，而是史实。表面上达尔文主义似乎通过了化石的考验，但事实上是多年来科学界的人不肯让它垮台而已。　

　　　　
达尔文的理论不仅推测化石演变一定会被发现，而且还暗示真正完整的化石记录一定会显示演变的存在，我们关于物种恒定的想法会在持续变化的过程中被证明是一种专断的观点。达尔文主义者还有一个关于物种灭绝的重要论断，物种灭绝是生存竞争的必然结果，达尔文认识到他的理论需要一个比进化更加和缓的灭绝模式：　

　　　　
以往较旧的想法，以为地球上的生物在不同年代被大天灾毁灭的看法，已经被人遗弃。那些地质学家……他们基本的看法自然会引导他们作这样的……结论，所以，我有理由相信在一群生物之中，一个种灭亡的速度一定比它出现的速度慢。如果在图表中用一条直立的直线来代表某一种生物在地层化石中出现的年代，而线的粗细代表个体数目的大小，那么这条线的上端逐渐变细（意味着灭绝的速度）一定比下端渐渐变细（意味着物种出现速度）更缓慢。不过，偶然有些生物如菊石类（ammonites）在第二纪却突然神秘地消失了。　

　　　　
物种渐渐不断地消失是生物逐渐被更适应环境的后代所淘汰的必然现象。但是，如果大多数古生物的灭亡只限于几次地球上的大灾难（例如地球温度突然变化，或者地球受外太空流星撞击），在这些大灾难的情况之下，生物能否生存可能与平时适应与否无关，残存的生物不死最大的原因很可能是够幸运而已。这样，只要搜查新的化石床，找中间环节，并且研究生物灭亡的模式和大天灾的关系，就可真正考验进化论　
是否正确。　
　　　　
虽然达尔文反对大步伐的进化引起以后科学界持久的争论，但是在达尔文有生之年，进化论大大胜利。在始祖鸟（Archaeopteryx）一种有几项类似爬虫特征的化石鸟被发现之后，很多人以为全套进化论所需要的一切化石证据已经找到了。从此以后，找化石成功的故事不断传出。先是说找到了人类的始祖，然后有像哺乳动物的爬虫和一套似乎完整无缺马的进化记录等等。乔治·盖洛德·辛普森将古生物学纳入新达尔文主义合成论中。他宣告化石已经证明达尔文是对的。这项宣言历代以来被当作事实传授给学生物学的学生。1980年哈佛的古尔德说，〃美国最新、最有分量的生物学导论的课本〃也基于化石证据支持合成进化的理论。他说：　

　　　　
广进化论（macroevolution），就是进化上较大幅度的改变，是否能够用微小的改变（microevolution）来解释呢？鸟类的来源是否真的本于爬虫，渐渐积累像鸟的基因，如紫红眼睛等基因而改变成鸟类呢？
　　　　答案当然是可能的！而且没有人可以提出更好的解释……化石的记录说明广进化的速度的确很缓慢。慢步的进化必须如前例所说的，积累取代几百到几千个基因而形成。　
　　　　可惜，上面引述最后的一句话是假的！古生物学家早就知道是假的。　
　　　　
在70年代，古尔德、尼尔斯·埃尔德里奇及斯蒂芬·斯坦利已经撰文重新评估化石的证据。古尔德和埃尔德里奇提出一项新的学说，他们称之为〃间断平衡〃（punctuated　
equilibrium）（蔑视的人称它punkeek，废物之意），目的就是希望解决化石的困惑：为什么对世界各地地层长远而又广泛的探索所发现的今天所有的化石整体来说，仍然不能解释1859年不能说明的问题？古尔德说：　

　　　　绝大多数生物化石的历史都包涵两个与渐进式的进化论有冲突的特点：
　　　　
1。稳定：过去绝大多数的生物活在地上的时候都没有显出任何进化或退化的现象。多数物种在地层中出现时与它们消灭时的外形几乎是完全一样的。即使有外形的改变也都十分有限，并且没有显示进化的一定方向。
　　　　2。突然出现：世界各地调查的结果证实，任何物种并非由始祖逐渐改变而来；相反的，各种生物出现时都已经〃全部完成〃了。　
　　　　
总之，如果进化的要意是解释一种生物可以渐渐改变成为另一种生物，那么化石证据最大的贡献就是说明进化论没有任何根据。当然进化论者也可以强辩说，因为中间环节没有被地层保存下来，所以生物种〃好像〃突然消失。但是，稳定的现象所有生物化石所显示的完全没有基本的方向性的改变是一种积极有力的证据，证明没有进化。我说的不是偶然有这样的例子；而是说，所有化石显示的趋向都是如此。　

　　　　
根据斯蒂芬·斯坦利所著的《进化新时间表》一书，在美国怀俄明州的大角羊盆地（BighornBasin）埋藏了500万年连续不断的化石记录，而这段时间又正好是哺乳动物在地球上出现并开始征服全球的时期。由于这些记录非常完整，很多古生物学家确信生活在这盆地的生物群体中必定有些化石，可以串连起来，为连续不断的进化过程作证。但事实却恰恰相反，很多被认为是祖先的物种，竟然跟其〃后代〃同时存在。并且，〃整个化石记录中竟没有一处清楚显示任何生物从一种转变为另一种〃。而且，物种在从化石记录中消失之前平均约100多万年的时间里基本上没有任何改变。斯坦利以蝙蝠和鲸鱼的来源为例，证实达尔文渐进主义不可能克服的难题，就是面对化石稳定不变的证据怎样解释在1000万年（或稍多一点点）的时间之内，从同一种的哺乳动物可以渐进演化出蝙蝠和鲸鱼这两种完全不同的动物来！　

　　　　
假设我们想用已有物种逐渐演变的办法生成一只蝙蝠或鲸鱼，又如果每一个〃长期种〃（chronospecies）【注一：生物界中，各物种独自分别为繁殖的体系，各种之间不能互相繁殖，因为单从化石来看，我们不能确定两种不同外形的生物是否能繁殖？我们只能从化石的外表形态来决定生物是否同种。那么一个〃长期种〃就是指一系列的生物化石经过长时间进化仍未改变多少，故仍旧归入一个种。】的平均寿命都有100万年（或更多一点），而事实上，我们只可能在1000万年的时间之内完成这项任务，那么，我们用最紧凑的方法也只可能将10到15个〃长期种〃连接起来，串连出一个连续的系列，就要将一只低等的哺乳动物祖先演化成为蝙蝠和鲸鱼，这简直是荒唐而不可思议的事。〃长期种〃本身的定义就是逐渐改变而经长期的进化才产生一个新种。每种的变化不会太大。那么一连串10到15个这些种，或者可以使一只像小鼠一样的动物改变成稍有不同的动物；它或者可以算是一个新属（Genus）的动物。但绝对不可能成为一只蝙蝠或鲸鱼！　

　　　　
显然，斯坦利需要有更快速方法来解释哺乳动物的演变。他只有依赖完全没有经过考验的学说：随机的突变可以更改〃调节基因〃（regulatorygenes），从而变更胚胎发育的过程，因此在一代之间就可以产生完全不同的生物。到底这算不算是广进化呢？我们来看看古尔德及埃尔德里奇在进化论方面提供最重要的一个概念〃间断平衡〃怎样解释新种的形成。他们说，新种（speciation）很快可以形成，【注二：〃很快〃、〃迅速〃这类词在此是专门的名词，应用于地质学的年代。读者应该记得，对一个地质学家来说，10万年只不过是段很短的时间。一些主张间断平衡的人强调，弃绝〃渐进论〃很容易使人误解他们鼓吹大突变论。他们的意思好像是说，进化的演变要经过达尔文所说一步一步的过程，很多个世代才完成，但从地质的年代来看又是很短暂的时期。这种模糊不清的说法可能是故意捏造的，下文将解释其中的原因。】只要在一始祖分布地域的边缘有一小组的个体与主流之间产生了分隔，就可以完成。自然选择的压力可能在某一生物种分布边缘地区向侥幸生存的群体发出最大的效力，并且幸免死亡而存留的异种很快就可以在这数目很小被分隔的群体中散布。这样，一个全新的生物种就可能在大群体的边缘产生，并且不留下任何化石的痕迹，因为化石主要是从大群体中的动物遗留下来的。这样新种就好像在化石记录中突然出现，然后渐渐分布到整个始祖种群占领的地区。　

　　　　
间断平