寒武紀(jì)開始于5.7億年前,結(jié)束于5.1億年前,,是地質(zhì)年代古生代的第一個(gè)紀(jì),。
寒武紀(jì)之前的地層的動(dòng)物化石較少,而在寒武紀(jì)的地層中,,發(fā)現(xiàn)了種類繁多的動(dòng)
物化石,,有的古生物學(xué)家甚至認(rèn)為動(dòng)物各門的祖先在這個(gè)時(shí)期都已出現(xiàn),稱為
“寒武紀(jì)物種大爆發(fā)”,。最具代表性的寒武紀(jì)動(dòng)物群是1909年在加拿大發(fā)現(xiàn)的布
爾吉斯頁(yè)巖動(dòng)物群,。1984年,,在云南澄江發(fā)現(xiàn)的寒武紀(jì)動(dòng)物群,可與布爾吉斯頁(yè)
巖動(dòng)物群相媲美,,日益引起國(guó)際學(xué)術(shù)界的重視,。
寒武紀(jì)物種大爆發(fā)歷來(lái)是神創(chuàng)論者反對(duì)進(jìn)化論的一個(gè)理由。自從澄江動(dòng)物群
被發(fā)現(xiàn)并引起轟動(dòng)后,,經(jīng)過(guò)一些媒體夸大其詞的宣揚(yáng)和某些傳教士的有意歪曲,,
“進(jìn)化論解釋不了寒武紀(jì)物種大爆發(fā)”的論調(diào)在華人當(dāng)中也頗為流行。最近,,由
中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物所陳均遠(yuǎn),、云南大學(xué)侯先光和西北大學(xué)舒德干主持的
“澄江動(dòng)物群與寒武紀(jì)大爆發(fā)”項(xiàng)目獲得國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng),已被發(fā)現(xiàn)20年
的澄江動(dòng)物群一時(shí)又成為新聞話題,。這些報(bào)道大同小異,,其中新華社的報(bào)道是這
么說(shuō)的:
“地球上的生命何時(shí)大量出現(xiàn)?‘寒武紀(jì)大爆發(fā)’究竟產(chǎn)生了什么,?中國(guó)科
學(xué)院,、云南大學(xué)和西北大學(xué)的科學(xué)家陳均遠(yuǎn)、侯先光和舒德干歷時(shí)20年,,共同完
成了‘澄江動(dòng)物群與寒武紀(jì)大爆發(fā)’科研項(xiàng)目,,通過(guò)對(duì)澄江動(dòng)物群化石的發(fā)現(xiàn)和
研究,在世界上首次揭示了‘寒武紀(jì)大爆發(fā)’的整體輪廓,,證實(shí)幾乎所有的動(dòng)物
祖先都曾站在同一起跑線上,。”
“澄江動(dòng)物群因1984年7月1日在云南省澄江縣首次發(fā)現(xiàn)而得名,是寒武紀(jì)早
期(距今約5.3億年)的一個(gè)多門類動(dòng)物化石群,,不僅動(dòng)物類型多,,而且十分珍
稀地保存了生物的軟體構(gòu)造,首次栩栩如生地再現(xiàn)了遠(yuǎn)古海洋生命的壯麗景觀和
現(xiàn)生動(dòng)物的原始特征,。”
“三位科學(xué)家說(shuō),‘澄江動(dòng)物群的地質(zhì)年代正處于“寒武紀(jì)大爆發(fā)”時(shí)期,,
它讓我們?nèi)鐚?shí)地看到5.3億年前動(dòng)物群的真實(shí)面貌,,各種各樣的動(dòng)物在“寒武紀(jì)
大爆發(fā)”時(shí)期迅速起源,現(xiàn)在生活在地球上的各個(gè)動(dòng)物門類幾乎都已出現(xiàn),,而不
是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的演化慢慢變來(lái)的,。’”
如果如這三位科學(xué)家所言,各個(gè)動(dòng)物門類“不是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的演化慢慢變來(lái)
的”,,那么它們又是怎么來(lái)的呢,?他們的言下之意是在較短的時(shí)間內(nèi)快速演化而
來(lái)的(“演化”和“進(jìn)化”在生物學(xué)上為同義詞,都是英文evolution的翻譯,,
下面依據(jù)一般習(xí)慣用“進(jìn)化”),,但是語(yǔ)焉不詳,,記者又未做補(bǔ)充,于是在一些
人聽來(lái),,竟然就是在否定動(dòng)物是進(jìn)化而來(lái)的,。一家著名網(wǎng)站在轉(zhuǎn)載這則報(bào)道時(shí),
用的標(biāo)題赫然就是“澄江動(dòng)物群證實(shí)幾乎所有動(dòng)物并非演化而來(lái)”,,去掉了“慢
慢”兩字,,非同小可,等于是完全否定了進(jìn)化論,,于是由生物進(jìn)化的速度快慢之
爭(zhēng),,變成了生物進(jìn)化的有無(wú)之爭(zhēng)了?!犊萍既?qǐng)?bào)》有關(guān)報(bào)道的題目干脆就叫“澄
江動(dòng)物群揭寒武紀(jì)之謎 中國(guó)學(xué)者挑戰(zhàn)進(jìn)化論”,!另外一種常見的說(shuō)法則是“寒
武紀(jì)大爆發(fā)挑戰(zhàn)達(dá)爾文”,不僅大眾媒體,、基督教的宣傳品這么說(shuō),,而且某些專
家的文章也這么說(shuō),例如陳均遠(yuǎn)《寒武紀(jì)大爆發(fā)和多細(xì)胞動(dòng)物構(gòu)型方案的起源》
一文中,,有一小節(jié)的題目就叫做“挑戰(zhàn)達(dá)爾文”,,聲稱達(dá)爾文“關(guān)于生命演化的
各種解釋,事實(shí)上都處于科學(xué)假說(shuō)階段”,。
達(dá)爾文進(jìn)化論到現(xiàn)在是否還只是“科學(xué)假說(shuō)”,?它是否面臨著生物學(xué)新發(fā)現(xiàn)
的挑戰(zhàn)呢?我們得看看達(dá)爾文進(jìn)化究竟說(shuō)的是什么,。達(dá)爾文提出的進(jìn)化論主要包
括四個(gè)子學(xué)說(shuō):
一,,一般進(jìn)化論:物種是可變的,現(xiàn)有的物種是從別的物種變來(lái)的,,一個(gè)物
種可以變成新的物種,。這一點(diǎn),早已被生物地理學(xué),、比較解剖學(xué),、比較胚胎學(xué)、
古生物學(xué)和分子生物學(xué)等學(xué)科的觀察,、實(shí)驗(yàn)所證實(shí),,我們現(xiàn)在甚至可以在實(shí)驗(yàn)室、
野外直接觀察到新物種的產(chǎn)生,。所以,,這是一個(gè)科學(xué)事實(shí),其可靠程度跟“地球
是圓的”,、“物質(zhì)由原子組成”一樣,。在今天,,除了極其個(gè)別的由于宗教信仰偏
見而無(wú)視事實(shí)的人,實(shí)際上已無(wú)生物學(xué)家否認(rèn)生物進(jìn)化的事實(shí),。
二,,共同祖先學(xué)說(shuō):所有的生物都來(lái)自共同的祖先。分子生物學(xué)發(fā)現(xiàn)了所有
的生物都使用同一套遺傳密碼,,生物化學(xué)揭示了所有生物在分子水平上有高度的
一致性,,最終證實(shí)了達(dá)爾文這一遠(yuǎn)見卓識(shí)。所以,,這也是一個(gè)被普遍接受的科學(xué)
事實(shí),。
三,自選選擇學(xué)說(shuō):自然選擇是進(jìn)化的主要機(jī)制,。自然選擇的存在,,是已被
無(wú)數(shù)觀察和實(shí)驗(yàn)所證實(shí)的,所以,,這也是一個(gè)科學(xué)事實(shí),。但是,現(xiàn)在學(xué)術(shù)界一般
認(rèn)為,,自然選擇的使用范圍并不象達(dá)爾文設(shè)想的那么廣泛,。自然選擇是適應(yīng)性進(jìn)
化(即生物體對(duì)環(huán)境的適應(yīng))的機(jī)制,對(duì)于非適應(yīng)性的進(jìn)化,,有基因漂移等其他
機(jī)制,。也就是說(shuō),不能用自然選擇來(lái)解釋所有的進(jìn)化現(xiàn)象,??紤]到適應(yīng)性進(jìn)化是
生物進(jìn)化的核心現(xiàn)象,說(shuō)自然選擇是進(jìn)化的主要機(jī)制,,也是成立的,。
四,漸變論:生物進(jìn)化的步調(diào)是漸變式的,,是一個(gè)在自然選擇作用下累積微
小的優(yōu)勢(shì)變異的逐漸改進(jìn)的過(guò)程,,而不是躍變式的。這是達(dá)爾文進(jìn)化論中較有爭(zhēng)
議的部分,。在達(dá)爾文在世時(shí)以及死后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間,大部分生物學(xué)家,,特別是
古生物學(xué)家,,都相信生物進(jìn)化是能夠出現(xiàn)躍變的,認(rèn)為新的形態(tài)和器官是源自大
的躍變,,而不是微小的變異在自然選擇的作用下緩慢而逐漸地累積下來(lái)的,。包括
赫胥黎在內(nèi)的一些古生物學(xué)家由于強(qiáng)調(diào)生物化石的不連續(xù)性,,而持這種觀點(diǎn)。在
遺傳學(xué)誕生之后的一段時(shí)間內(nèi),,早期遺傳學(xué)家們由于強(qiáng)調(diào)遺傳性狀的不連續(xù)性,,
也普遍接受躍變論。在20世紀(jì)40年代,,“現(xiàn)代綜合”學(xué)說(shuō)將遺傳學(xué)和自然選擇學(xué)
說(shuō)成功地結(jié)合起來(lái),,漸變論逐漸占了優(yōu)勢(shì)。但是近二,、三十年來(lái),,古生物學(xué)和進(jìn)
化發(fā)育生物學(xué)的研究表明,生物進(jìn)化過(guò)程很可能是漸變和躍變兩種模式都存在的,,
躍變論又有抬頭的趨勢(shì),。不過(guò),進(jìn)化論所說(shuō)的躍變,,除了某些非常特殊的情形
(例如植物經(jīng)雜交出現(xiàn)新種),,并非是指在一代或數(shù)代之間發(fā)生的進(jìn)化,而可能
經(jīng)歷了數(shù)千年,、數(shù)萬(wàn)年乃至數(shù)百萬(wàn)年,,只不過(guò)以地質(zhì)年代來(lái)衡量顯得很短暫而已。
寒武紀(jì)大爆發(fā)挑戰(zhàn)的就是漸變論,,但是并不能否證漸變論,。它即使成立,也
不過(guò)表明進(jìn)化有時(shí)候是能夠以躍變的方式進(jìn)行的,,并不能否認(rèn)進(jìn)化在其他時(shí)候是
以漸變的方式進(jìn)行的,。寒武紀(jì)大爆發(fā)更不會(huì)挑戰(zhàn)進(jìn)化論。幾乎所有動(dòng)物的“門”
都在寒武紀(jì)早期出現(xiàn),,絕不意味著這些動(dòng)物祖先不是進(jìn)化而來(lái)的,,更不意味著它
們之后沒(méi)有發(fā)生進(jìn)化。神創(chuàng)論者在介紹寒武紀(jì)大爆發(fā)時(shí),,試圖給人這種印象:幾
乎所有的動(dòng)物都是同時(shí)突然出現(xiàn)的,,以后只有滅絕而沒(méi)有進(jìn)化。其實(shí)完全不是這
么回事,。第一,,在寒武紀(jì)之前,動(dòng)物已經(jīng)過(guò)了漫長(zhǎng)的進(jìn)化過(guò)程,。自五十年代以來(lái),,
古生物學(xué)家已在世界各地三十個(gè)地方發(fā)現(xiàn)了大量的寒武紀(jì)之前的多細(xì)胞生物乃至
動(dòng)物,數(shù)量最多,、最為聞名的在四個(gè)地方:澳大利亞的埃迪亞加拉山(Ediacara
Hill)(因此這段時(shí)期被稱為埃迪亞加拉紀(jì)(Ediacarian)),、加拿大紐芬蘭的
錯(cuò)誤點(diǎn)(Mistake Point),、俄羅斯的白海海岸和納米比亞。此外還有中國(guó)甕安
動(dòng)物群,,據(jù)稱是迄今發(fā)現(xiàn)的最古老的實(shí)體化石動(dòng)物群,。這些寒武紀(jì)之前的多細(xì)胞
生物包括軟珊瑚、海蜇,、蠕蟲和其他稀奇古怪的生物,。對(duì)這些多細(xì)胞生物是否是
寒武紀(jì)動(dòng)物的直接祖先,以前有爭(zhēng)議,,因?yàn)樵?995年之前從這些多細(xì)胞生物到寒
武紀(jì)動(dòng)物還存在一段地質(zhì)空白,,所以有專家主張這些早期多細(xì)胞生物全部滅絕,
在寒武紀(jì)又再來(lái)一次從單細(xì)胞到多細(xì)胞的進(jìn)化,。在1995年,,在納米比亞火山灰層
中出現(xiàn)了大量的寒武紀(jì)之前的多細(xì)胞生物,恰好補(bǔ)上了這段空白,,所以,,現(xiàn)在已
很少有專家懷疑前寒武紀(jì)的多細(xì)胞生物和寒武紀(jì)的動(dòng)物沒(méi)有相承關(guān)系。第二,,寒
武紀(jì)的動(dòng)物并不是“同時(shí)”出現(xiàn)的,,而是持續(xù)了幾百萬(wàn)年,這在進(jìn)化史上當(dāng)然
是短時(shí)間,,但對(duì)神創(chuàng)論來(lái)說(shuō),,卻是長(zhǎng)得不可思議。第三,,“幾乎所有動(dòng)物的門”
在寒武紀(jì)地層出現(xiàn)并不等于“幾乎所有動(dòng)物的種”在那時(shí)候都已出現(xiàn),。事實(shí)上,
寒武紀(jì)的動(dòng)物一般地只是那個(gè)門的原始物種,,以后幾乎全都滅絕了,,后來(lái)的物種
是進(jìn)化來(lái)的。比如,,寒武紀(jì)只存在少數(shù)幾種原始的脊索動(dòng)物,,而豐富多彩的脊椎
動(dòng)物各類群,包括魚類,、兩棲類,、爬行類、哺乳類和鳥類,,都是在寒武紀(jì)之后從
原始脊索動(dòng)物逐漸進(jìn)化來(lái)的?,F(xiàn)代脊椎動(dòng)物各物種更都有了幾億年的進(jìn)化史。
為什么幾乎所有動(dòng)物的門會(huì)在較短的時(shí)間(數(shù)百萬(wàn)年!)內(nèi)進(jìn)化出來(lái),,生物
學(xué)家們提出了不少的解釋,目前被較為廣泛接受的是Hox基因調(diào)控理論,。Hox基因
是一種“同源異形”基因,,是動(dòng)物形態(tài)藍(lán)圖的設(shè)計(jì)師,在發(fā)育過(guò)程中控制身體各
部分形成的位置,。如果同源異形基因發(fā)生突變,,會(huì)使動(dòng)物某一部位的器官變成其
他部位的器官,叫做同源異形,。比如,,讓某個(gè)同源異形基因發(fā)生突變,能使果蠅
的身體到處長(zhǎng)眼睛,,在該長(zhǎng)眼睛的地方長(zhǎng)出翅膀,,或者在該長(zhǎng)觸角的地方長(zhǎng)出了
腳。Hox基因在所有的脊椎動(dòng)物和絕大部分無(wú)脊椎動(dòng)物中都存在,,調(diào)控的機(jī)理也
相似,,這表明它可能是最古老的基因之一,在最早的動(dòng)物祖先中就已存在,。Hox
的突變一開始時(shí)在胚胎早期引起的變化不大,,但隨著組織、器官的分化定型,,突
變的影響逐步被放大,,導(dǎo)致身體結(jié)構(gòu)發(fā)生重大的改變。這可以解釋寒武紀(jì)物種大
爆發(fā),。那時(shí)候基因結(jié)構(gòu),、發(fā)育過(guò)程都較簡(jiǎn)單,Hox的基因突變?nèi)菀妆槐A?,結(jié)果
導(dǎo)致了身體結(jié)構(gòu)的多姿多彩,。
達(dá)爾文進(jìn)化論在經(jīng)過(guò)修正后,到現(xiàn)在仍然是生物進(jìn)化論的主流學(xué)說(shuō),,具有無(wú)
比強(qiáng)大的生命力,。但是為什么我們每隔一段時(shí)間,就能聽到達(dá)爾文進(jìn)化論遭受挑
戰(zhàn),、被質(zhì)疑乃至被否定的說(shuō)法呢,?這有宗教因素,也有思想,、文化因素(許多不
信基督教的人文學(xué)者也不喜歡達(dá)爾文進(jìn)化論的機(jī)械色彩),,值得注意的是,還有
科學(xué)家的心理因素。一些科學(xué)家為了強(qiáng)調(diào)自己研究的課題的重要性,,會(huì)有意無(wú)意
地夸大其研究成果的價(jià)值,,甚至有的人明明站在巨人的肩膀上,卻又巴不得一腳
把巨人踢倒以顯示自己的偉大,。這就要求我們,,對(duì)驚人的說(shuō)法要格外保持警惕,
不要輕信,。
2004.3.18