進化論是生物學的基礎理論,,但是關于進化論的誤解仍然很多,,其中一個就是進化到底是“漸變”的還是“突變”的。這個疑問并不自今日始,,自從進化論開始從古生物化石中尋找證據,,人們就發(fā)現生物的進化仿佛是在“跳躍”,顯示“漸變”的中間狀態(tài)非常罕見,,像總鰭魚,、鴨嘴獸、始祖鳥這種“中間物種”很稀少,,以至于“中華龍鳥”,、“孔子鳥”的發(fā)現可以引起轟動。神創(chuàng)論者也在巧妙的利用這些事實,,提出“多次創(chuàng)世說”,,認為上帝不是一次創(chuàng)造了各種生物,而是分好幾次反復毀滅和創(chuàng)造的過程,。
但是,,如果因此認為達爾文的“漸變”說因此受到“沖擊”,甚至說“澄江生物大爆發(fā)”對達爾文的進化論提出了“挑戰(zhàn)”,,則完全是對進化論的誤解,,而不是發(fā)現了“進化論的誤區(qū)”。從達爾文提出進化論到如今的150年來,,進化論已經充分經歷了來自各方面的質疑,,發(fā)展成現在的“綜合學說”,,與達爾文的時代相比內容大大豐富了,緩慢演變的圖景也讓位于“間斷平衡”理論,,但是所有這些發(fā)展都更堅定而不是推翻了達爾文提出的進化機制,。為了消除對進化論的誤解,我們需要看一看達爾文的“漸變”的含義到底是什么,。進化的機制是變異與選擇,,“漸變”是我們從達爾文進化機制所推論出的當然結論。達爾文學說與拉馬克學說的區(qū)別在于,,達爾文認為變異是隨機(沒有方向)的,,而拉馬克認為變異會朝著有利的方向。實際上,,拉馬克式的進化比達爾文式的進化“效率”要高得多,,遺憾的是它不符合事實。由于變異是隨機的,,所以變異中“有利”的比例非常之小,,雖然很難找出精確的數字,但是有人提出“有利”變異大約只占一億分之一,,大概相差不遠,。只要想象一下,一臺電視機,,我們隨意用鉆頭在線路板上鉆一個洞,,造成線路的開路或短路,電視機因此而變得更清晰的概率是非常小的,。試想如果鉆兩個洞,那么電視機變好的概率更小,。如果一次只改變一個基因時“有利”的概率是一億分之一的話,,那么一次改變兩個基因而“有利”的概率就是一億億分之一,其結果是進化不會更快,,反而更慢了,。這就是“漸變”的數學理由。
但是一個基因的變化有時也會引起生物性狀很大的變化,,基因的“漸變”并不意味著性狀的漸變,。而且,“漸變”并不意味著“勻速”的變化,,也不意味著緩慢的變化,,因為生物種群可以有大量的個體傳很多代,使得小概率事件幾乎必然發(fā)生,。實際上進化的速度是多種多樣的,,有時非常“激進”,,有時又好像非常“保守”。Haldane在1949年提出用“達爾文”作為進化速度的單位,,其定義是:每一百萬年變化e倍的速度是一達爾文(或者說,,如果一百萬年變化了ea倍,速度就是a達爾文,,e≈2.718,,是自然對數的底)。在自然界的化石紀錄中觀察到的實際進化速度為數十毫達爾文到數百達爾文不等,,相差近一萬倍,。而人工選擇更可以在短時間達到數萬達爾文的進化速度。所以“漸變”與間斷平衡理論是不矛盾的,。這里說的是性狀的變化,,如果考慮那些與性狀無關的基因,由于它們不表現于性狀,,也就不受選擇的約束,。這種基因的變化幾乎是勻速的,以至于我們可以用它們來做“基因時鐘”,,判斷我們和猴子,、猩猩是在什么時候分道揚鑣的。
古爾德提出的間斷平衡理論說的是生物的進化不是勻速變化,,而是由“大爆發(fā)”,、“大滅絕”這樣的“突變”和它們之間的變化較少的穩(wěn)定時期交替而成的。關于“大爆發(fā)”或“大滅絕”產生的原因,,“綜合學說”已經提出了很多可能的機制,,例如大爆發(fā)的S型曲線理論和“收割”理論以及大滅絕的“容量”理論和“天變地異”理論。這些理論有些容易理解,,例如小行星撞地球導致恐龍的大滅絕,;有些比較復雜,例如“收割者”的出現怎樣使得被收割的草的品種增加,。這里用一個不太精確但比較簡單的模型來理解間斷平衡是怎樣產生的:想象一個有“山”有“坑”的“地形圖”,,在這個地形圖上撒上小鋼珠,很顯然,,小鋼珠全都滾到“坑”里去了,。如果這個地形圖不變,那么就相當于進化的穩(wěn)定“平衡”期,,進化的“嘗試”(變異)和“優(yōu)化”(選擇)仍在不斷起作用,,但由于物種已經呆在局部最優(yōu)的地方,宏觀來看幾乎不變,。直到有某種原因打破這個“平衡”(可以想象是地形受到震動或改變了),,鋼珠落到斜坡上,,這時會非常快的滾到最優(yōu)的“坑”里去,。這就是為什么我們很少能找到中間過渡狀態(tài)的化石的原因,。需要注意的是,“突變”的誤解往往產生于不同時間尺度的混同,,在地質歷史上,,一百萬年與幾十億年相比只是短暫的一瞬,但對于生物的進化而言卻足夠漫長,,須知我們人類的歷史也不到一百萬年,。
“收割”理論還是從外因來解釋大爆炸,內因的解釋也很重要,,那就是引發(fā)大爆炸的內因往往是生物進化的某個“大發(fā)明”,。例如真核生物的出現、多細胞生物的出現等等,。我們觀察人類文化進化的歷史可以有助于理解發(fā)明在間斷平衡中的作用,。種植技術的發(fā)明導致了長久的農業(yè)社會的平衡期,以及農具的大爆炸,;蒸汽機的發(fā)明導致工業(yè)社會的延續(xù)和機器的大爆炸?,F代的發(fā)明多了起來:原子能、晶體管,、計算機,、激光這些大發(fā)明近乎連續(xù)產生,使得“平衡”來不及出現了,。但是我們仍然可以看到像自行車這樣的“保守物種”,,上百年幾乎沒有多少“進化”,只分化出摩托車一個分支,,其原因就是它處在最優(yōu)的“坑”里,。