熊猫……

如果你有机会观察熊猫的前脚印,你会发现它的前手掌是一对“六指”。有了它,熊猫可以灵活地抓握竹子,还能顺着竹竿捋下叶子。要知道,人和很多猿类的拇指可以与其他指头对握,因为有可以对握的手指,我们才会使用工具,这种灵活的拇指是人类成功的标志之一。不过,熊猫的这对拇指,却是典型的“伪劣产品”,因为多出来的那一个指头,并不是真实的拇指,而是一块腕骨扩大形成的。

作者古尔德选择“熊猫的拇指”作为本书标题,就是因为熊猫的拇指代表了他要讲述的核心论点之一:进化中存在很多不完美现象。熊猫是熊科动物,早期其实是食肉动物,由于环境的转变,后来才主要以竹子为食。为了更好地抓握竹子,熊猫手腕上的一块骨头就进化得长出来一些,可以当作拇指来用,但是远比真正的拇指笨拙,算不上灵活。这样的进化称不上完美的设计,更像是找到什么就用什么的临时加工。

达尔文的进化理论影响非常深远,他证明了生物进化是“物竞天择”,而不是神的旨意。不过,“进化”这个词会让人有很多误会,比如进化是不是就等于进步?是不是就是从简单到复杂,从单一到多样,从低级到高级?本书作者古尔德就是破除人们这些想法的杰出代表。

从1974年起,古尔德在《自然史》杂志上开辟了一个专栏“这种生命观”,讲述由生物进化现象所引出的种种思考。最后这些专栏文章集结成册,成为了“自然沉思录”系列。整个系列有七本书,这本《熊猫的拇指》,非常有代表性。古尔德不仅用轻松的语调介绍了进化论,还用很多例证提出了一个颠覆性的看法——把进化等同于进步,是一个人类中心主义的思想。进化论的核心不在于“进化”这两个字,而在于“自然选择”,但自然选择长期以来就被大众拒绝和忽视。自然选择本身就是对环境的适应,并没有从低到高的方向性,并不代表进步。

古尔德曾在哈佛大学教授古生物学、进化生物学和科学史,同时他也是著名的自然科普作家。值得说明的是,古尔德的研究工作为达尔文的理论增加了很多注解和延伸。听完本期的解读,你会发现,进化论远比我们想象得要丰富和有趣。

我从中为你选出了最具有颠覆性的三个结论。

第一,我们通常认为生物进化是越来越完美的,但是,生物进化过程中其实存在着很多缺陷和不完美的现象,而且,反而是这些缺陷现象可以更好地证实进化论。

第二,我们通常也认为生物进化一定是从低级到高级,古尔德却认为,进化不等于进步,生物进化具有偶然性和不可预测性。进一步说,人类和其它有意识生命的进化是历史上的偶然事件,如果让人类进化的历程重新再来一次,那人类进化到今天,会是一个完全不同的历史轨迹。

第三,我们通常还认为生物的进化是一项渐变的缓慢的过程,然而化石记录却显示,存在着大量物种突然出现或是物种保持静态发展的现象。

第一部分

我们先来说说第一个内容:生物进化并不是越来越完美的。

我们的教科书喜欢用完美出色的例子来证明进化,比如枯叶蝶可以通过模仿干枯的树叶来躲避天敌的捕杀,再比如日本的武士蟹,蟹壳上的纹路越像人脸的那些,活下来的几率就越大。因为日本有传说,说这些背上有类似人的面孔的螃蟹,是武士的英魂,不能吃,所以渔民们就算抓到也会放走它们。但如果是普普通通的螃蟹,那肯定就会被吃掉。

这么一代代繁衍下来,枯叶蝶就越来越像枯叶,武士蟹的外壳也越来越像人脸。你看,这些就是常规用来解释自然选择和人工选择的案例,淘汰是外部作用的结果,蝴蝶越像枯叶、螃蟹背上花纹越像武士,生存的几率就越大,不具备这些特征的物种就被筛出去了。这可能也是为什么,我们会下意识地认为,进化就应该是完美的。

但用这些完美案例来论证进化论还是有一点欠缺。比如西方的一些神创论者会认为,这是万能的造物主的作用,是神的旨意,让生物有了完美无缺的设计。其实,进化论真正具备说服力的证据,并不在于完美,反而在于不完美。

古尔德是怎么论证自己的观点的呢?达尔文在《物种起源》发表以后,并没有对自然选择做出更多的阐释,而是写了一本非常晦涩的关于兰花的书,这本书是进化论的重要注解。对于花卉来说,自花授粉,也就是自己给自己授粉,是一个糟糕的策略,因为这样的后代只携带单亲的基因,适应环境的能力更差。因此,兰花与昆虫结成联盟,依靠昆虫来完成异花授粉。达尔文写到的这种兰花的设计,是为了证明自然选择是进化的动力,兰花会进化出能更适应环境的策略来。

不过古尔德看到这个例子,想到的却是进化中的不完美。因为如果真有个上帝来凭空设计最理想的兰花,一定在一开始就用最完美的设计来体现自己的智慧,而不是发现哪里不对之后再临时改动。同样的例子还有我们刚刚介绍的熊猫的拇指。

正是因为进化是伴随着一个又一个的偶然而不断发展的,所以在进化中,不完美才随处可见。除了熊猫的拇指,每种生物其实都包含了许多不完美。比如我们知道,鲸鱼在海洋中生活,却是用肺呼吸,每隔一定的时间就要到海面上来换气。比起可以在水中用鳃呼吸的鱼类,自然是不方便得多。但是,这是因为它是从陆地回归海洋的哺乳动物,作为温血动物耗氧量巨大,如果单纯从海水中获取氧气是完全不足以支撑日常生理活动的耗氧量需求的。

再比如,人类拥有发达的大脑,婴儿的头部相对较大,但是女性的骨盆却不能随之同比例扩大,因此分娩就特别困难和凶险。但是较大的脑容量是人类重要的竞争优势之一,为了保住这个优势,人类女性只好提前分娩,在大脑还没发育完全的时候,先把婴儿生出来。也就是说,其实我们每个人都是早产儿。

这类展示了“不完美”的例子,可以更好地捍卫进化论。明智的上帝或者造物主是不会选择这些不完美的设计的。这些妥协,是生物们为了适应环境不得已的策略。最让古尔德高兴的是,大部分生物都保留了古老阶段的痕迹或者退化结构。比如说蓝鲸的胚胎在母亲的子宫内时有牙齿,后来随着胚胎发育,这些牙齿就被吸收,长成了“过滤器”,能帮蓝鲸从海水中筛出它的食物,比如磷虾这种特别小的生物。这就是因为,蓝鲸的祖先是有牙齿的,后来牙齿消失。蓝鲸的牙齿就是“痕迹器官”,能让我们看出进化的痕迹,它们证明了进化的不完美,证明了蓝鲸在用很费力的方式适应着现下的环境。

好了,上面为你讲述的就是第一个重点,生物进化并不是越来越完美的。古尔德关注的是生物进化中的不完美现象,这些不完美的特征反而可以更好地证明进化的发生,证明生物的自然选择机制。

第二部分

那么,回顾生物进化史时,我们很容易有这样一个疑问,虽然偶尔有不完美的特征出现,但进化的大趋势是不是确定的?生物是不是总是向着整体更高级的方向进化?这就是咱们今天第二个重点,进化不等于进步,进化具有偶然性和不可预测性。

进化不等于进步。这是达尔文当年也强调的观点:不能用高等或低等来描述生物的结构。他坚持认为,生物的变化能让生物更适应生活环境,但我们不能说,哪种变化更高级。

这一点古尔德也有同感,他强调,进化事件是一连串无法重复、不可预测的偶然的链条组成。如果进化始终朝着进步的方向,为什么小小的细菌就会吞噬人类的生命,而人类还往往束手无策?要知道,细菌可是地球上最古老的物种之一,如果进化就是越来越高级,那这么古老的物种早就应该被后来越来越高级的物种不断打压、直至灭绝了才对。但纵观生物发展的历程,细菌始终存在,而且一成不变。从生物一出现时就有的细菌,现在依然存在。也许它们才是地球上最成功的有机体。

把进化看做是进步,而且认为人类是进化的顶点,这只是人类狂妄自大而衍生的偏见罢了。古尔德认为,之所以有人类,纯粹是机缘巧合,我们是历史的孩子,而历史被偶然性控制着。如果让人类进化的历程重新再来一次,那人类进化到今天,会是一个完全不同的历史轨迹。生命发展的每个阶段都可以以一种无休止的方式进行下去,一些微不足道的差异在当时看上去不值一提,但随着发展却能在以后引起巨大的变化。而我们之所以认为“人类是进化的顶点”,都是因为“人类中心主义”的思想在作怪。

这是什么意思呢?我们就拿人类最引以为豪的“大脑”来举例子。如果我们只把目光放在自己身上,会觉得人类就是整个世界的中心,人和其他动物不一样,是特别的,是地球的主宰。那人类能成为地球的主宰,主要就是因为我们有了其他动物所没有的大脑。

早期的进化论者认为,脑容量的扩大一定早于直立行走,因为脑的进化和它产生的巨大效果都非常特殊。脑容量扩大之后,人类才能直立行走,才有了后来创造的所有奇迹。但古尔德认为,这些研究认为大脑先进化,就是“人类中心主义”思想的误导。

现在的研究已经证明,扩大脑容量比直立行走更简单。这多亏了在南方古猿身上的发现。我们知道著名的南方古猿露西,她是目前所知人类的最早祖先,是第一个直立行走的人类。不过,虽然南方古猿都是直立行走的了,可大脑还是非常小,只是现代人脑容量的1/3左右。这是因为,想要从爬行变成直立,需要从根本上重建人类的解剖结构,尤其是脚和骨盆。但脑容量的增加,反而是比较次要和容易的,颅骨的特征不需要太大的变化。

再比如,我们曾经认为,恐龙是愚蠢的,落后的已灭绝生物代表。它的脑容量很小,身躯却又那么庞大,这种比例就代表了笨拙和愚蠢。不过,古尔德认为恐龙的大脑根本就不小。

首先,与小型动物相比,大型动物的脑占比相对比较小。从老鼠到大象,从小蜥蜴到巨蜥,脑容量是增加的,但是却不会像身体增加得这么快,大约只会是身体增加程度的2/3。如果仅仅以脑容量来衡量,就很可能会低估大型动物的心智能力。其次,在脊椎动物的类群中,脑与身体的大小关系也不一样,爬行动物的脑容量要比同体重的哺乳动物小一些。所以综合来看,大型爬行动物的脑容量,并不会很大,至少不能以小型哺乳动物的脑和身体比例去类比。

针对古化石的研究,也证明了恐龙的脑容量并不小。尤其是那些生存时间长的主要恐龙类群,它们的脑容量都高于同体重爬行类动物的平均值。古生物学家们推断,这些恐龙都有很高的奔跑速度和灵活性,这对大脑的要求非常高。而且也已经有证据表明,某些恐龙可能是群居的,比如壮龙有精致的肉冠,鱼龙有突出的褶皱和角,肿头龙有巨大的头骨,这些都是用于性展示和竞争的部位。恐龙可不是只会在泥里打滚的愚蠢动物,它们有复杂的行为和精细的社会体系。

对恐龙能力最不利的事实是,它们灭亡了。但是灭亡是所有物种的必然归宿,并不是失败的标志。恐龙最明显的特征,是他们在地球上主宰的时间非常的长,它们统治了地球一亿年。当时的哺乳动物还都是小型动物,一直生活在恐龙世界的缝隙里。仔细算来,人类现在虽然占领了地球的统治地位,但是这点小成绩简直不值一提。就算从南方古猿算起,也只有500万年,智人才不过5万年。谁又能肯定地说,智人一定就能比恐龙生存的年代长呢?

地球已经存在了45亿年,如果将地球的历史压缩成24小时,而人类的文明只是在最后的几秒才出现。相比之下,人类经历过的进化历程是多么微不足道,更不用说,我们每个人的生命只能算是这24小时当中的几个微秒。

历史上“Evolution”一词在文化界长期和“进步”的概念联系在一起,导致它在中国被翻译成了“进化”。今天的生物学家也已经基本达成共识:生命历史没有那么显而易见的方向性,无法用进、退来概括。在这个意义上,“演化”是比“进化”更好的用词。

第三部分

上面为你讲述的就是本书的第二个重点,进化不等于进步。那么,进化的具体节奏是怎样的呢?我们通常认为生物的进化是一项渐变的、缓慢的过程,然而在化石记录中,存在着大量物种突然出现或是物种保持静态发展的现象。这就是我们今天要讲述的第三部分内容,达尔文的“渐变论”和古尔德的“间断平衡论”之间的冲突。这是古尔德对达尔文理论的重要补充。

展开来说,就是达尔文曾经把进化描绘成一个稳定、规范的过程,进化的速度很缓慢。比如远古化石中发现的鸡和我们现在看到的鸡,外观肯定差异很大。我们一般会认为,从远古鸡到现代鸡的进化过程应该是慢慢过渡的,需要很长的时间。然而,古尔德提出,进化不是循序渐进的,而是平稳和突变的交替。通过化石发掘,古生物学家中形成了一个行业共识:特别缺乏过渡类型的化石。

在化石记录中,很多新物种几乎是瞬间出现的,出现时就已经完全成型,而在同一地区的地质记录中并不存在相关的过渡类型化石。而且在地质记录中,很多物种从出现到消失时的外形几乎一样,形态上的变化不太大。这种演化,就有“突变”和“平稳”两种完全不同的特征。但不管是哪个特征,都不支持达尔文的渐变论。也就是说,完美的、线性的、逐渐过渡的阶段不一定存在。

物种的进化主要有两个模式。一是整个谱系的转变,也就是整个群体从一种状态变成了另一种状态,但这种转变,不能增加生物的多样性。另一个模式是,当一小批生物脱离了它的同类大集体,开始自己的进化旅程时,新物种就产生了。第二种模式可以丰富地球上生物的种类。而且,在这种模式的进化过程中,脱离大集体的这批生物,遇到的环境和之前相比有了很大的转变,自然选择压力非常大,这就让生物们迅速突变,成为新物种。而当新物种适应了环境之后,就进入了一段进化速度很平缓的时期,很长时间都没什么变化。

这就是作者古尔德的间断平衡论。这个学说可以和现有的化石记录对应,新物种在短期内迅速形成,又长期保持稳定。化石中保留了大量大群体的遗迹,而在群体的外周区域,新物种的形成是一种相对迅速的过程。新物种的迅速出现,让生物种群的平稳发展产生了偶然的间断。

比如说,家鸡是从红色原鸡进化而来的。著名的“先有鸡还是先有蛋”的问题,在进化论提出后已经有了答案。鸡的诞生,就是在一代又一代的“鸡和蛋”的循环之中,一个本来不太像鸡的东西,逐渐变得越来越像鸡,最终在某一个时间点上,按照人类的定义真正成为了“鸡”。因此可以说,鸡和蛋都在一个演变进化的链条中,不存在“先有鸡还是先有蛋”的问题。

按照古尔德的说法,新物种的出现是一瞬间的事,那这一瞬间是多长呢?答案是上百年,甚至上千年。不过,上千年这样的时间长度,在地质学家的眼中也就是一瞬间而已。

读完古尔德的书,我们就会认识到,人类还远不是进化的顶端,这个星球的美丽之处就在于大自然具有无与伦比的复杂性。生物不是台球,我们不能简单预测它在外力作用下的结果。一些微小的变化,可能会在生物体上输出令人惊奇的变化。

熊猫……_第1张图片

下面, 我们来总结一下为你分享的内容。

首先,我们说到了生物进化过程中存在着很多不完美。熊猫的拇指就是这样的例子,它不是真正的拇指,只是腕骨上变大的一块。但是这样不完美的存在反而可以更好地证明进化论,因为真正高明的造物主不会留下这样的瑕疵,自然的进化过程才会。

其次,进化不等于进步。“演化”是比“进化”更合适的翻译,就连人类的诞生也充满了偶然性。古尔德对“进化等于进步”的思想非常警惕,认为这会催生自大的情绪。人类其实只是生命之树的小枝桠,只有当我们承认了这个观点,达尔文当年的革命才算完成。

第三,进化不是渐变的。古尔德重视生物学的历史性、复杂性与偶然性,在此基础上他提出了间断平衡论。新的物种在短期内迅速形成,又长期保持稳定。这个学说可以和现有的化石记录对应。

但是古尔德同时强调,他不认为这是唯一的真理,他是“多元论”的信奉者,这也表明了他一贯的谦逊和严谨。古尔德认为,自然选择不是唯一的答案,但依旧是最重要的答案。

最后,我想跟你再谈谈古尔德对世界的影响。他的系列科普文章,不仅普及了有关生物进化的知识,还大力传播了科学思想和人文主义精神。在进化论的发展历史中,其实铺满了谬误,而这些谬误的制造者中,居然也有最聪明的科学家们。事实上,科学也只是受文化影响的人类活动之一,和人类的其他创造性活动差不多。

这本书里就提到过早期科学家走过的弯路。科学家一向被认为是公正客观的,不过有些科学活动也会用来印证人类社会中的一些偏见。当有人怀着对答案的期望而进行研究时,会很容易得到自己愿意相信的答案,但这也是很容易出错的。

比如说脑容量的大小与智力的关系,脑容量越大就证明这个人越聪明,这是一种非常朴素的认知,也是17世纪科学界的主流看法。现在我们已经知道,其实聪不聪明和头围的大小、脑门的大小都没有直接关系,决定智力高低的是大脑结构、发育的时间和过程。但是在曾经的科学史上,很多科学家都热衷于测量人的脑容量,按照脑的大小来排出智力高低的顺序,甚至会根据偏见来选择实验数据。最后就出现了这样的结果:智力从高到低,依次是杰出男性白人、非洲乡下女人和大猩猩。

你看,科学家一向被认为是最客观公正的人群,但其实科学也是受文化偏见影响的,在科学史上,还存在着很多受偏见影响的实验。这也是古尔德系列科普文章的价值所在,它们在向人们展示一种理念,一种看待世界的视角。他改变了人们对进化和生命史的既有认识,随着时间的进步,也许未来的生物研究还会揭示进化的不同结论,生成不一样的科学观。这种努力是非常难能可贵的。科学,应当成为自由的工具。

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