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《熊猫的拇指》书摘


熊猫的拇指:那些有趣的生命现象和生物进化的故事 /(美)斯蒂芬·杰·古尔德著;田洺译. — 海南:海南出版社,2016.5
(科普名家经典系列)
ISBN 978-7-54473-6492-8


第一部分 完美与不完美:有关熊猫拇指的三部曲

1 熊猫的拇指

  对于长期生存来说,自花授粉是个糟糕的策略,因为这样后代只携带单亲的基因,于是,当面临环境变化时,群体无法保持进化易变性所需的足够变异。

  大熊猫是特殊的熊,属于食肉目。在这个目中,大多数常见的熊是杂食性动物,但熊猫却不是,熊猫的进食与这个目的名称不符,因为熊猫几乎只吃竹子。熊猫生活在中国西部高海拔山区的茂密竹林中。它们生活在那里,没有捕食者的侵扰,每天用 10~12 个小时嚼竹子。

  在熊猫的脚上,与桡籽骨相对应的部分胫籽骨也增大了,但不像桡籽骨增加得那么明显,胫籽骨的增加并没有什么优势。桡籽骨与胫籽骨协调地增长,这大概反映的是同一种遗传变化。
  身体的重复部分,并非由不同的基因作用产生的,并非产生拇指的是一个基因,产生小指的又是一个基因。在发育中重复部分是协调的,选择造成的一个部分的改变会在另一个部分引起相应的变化。增加大拇指而不改变大脚趾,比两者都增大要复杂得多。

  按照生物学家弗朗索瓦·雅各布的话说,大自然是出色的修补匠,而不是高超的发明者。

2 无使用意义的历史标记

  鲸的胚胎在子宫中长有牙齿,后来吸收了这些牙齿,一生中只用须作为筛选磷虾的过滤器。

3 双重麻烦

  一些深海物种,生活在光照射不到的黑暗世界中,鱼有自己的照明源,它们的皮瓣上聚集着可以发出磷光的细菌。它们栖居在海底,行动迟缓,摇晃着口边显眼的皮瓣。生活在浅水的鱼,一般身体上色彩斑斓,还有一些隆起,看起来非常像带有海绵和藻类的岩石。

  三角形、平行四边形、六边形是完全不留空白的平面图形。六边形尤其常见,因为这种图形接近圆形,而且相对于支撑性的外周,其内部面积最大。

第二部分 关于达尔文

4 自然选择与人类的脑:达尔文与华莱士

  科学中的重复发现:几乎所有的重要观点都不止产生过一次,而且是独立的,并通常几乎在同一时间做出。伟大的科学家根植于他们时代的文化中,不会与时代的文化脱节。
  1858 年,达尔文收到了博物学家阿尔弗莱德·拉塞尔·华莱士的一封信和一部手稿,华莱士在马来群岛因疟疾病倒在床上时,已经构想出自然选择的理论。达尔文对于华莱士的理论连细节上都与自己的理论相似感到很惊愕。华莱士甚至宣称也是从同一部非生物学的书籍——马尔萨斯的《人口论》中受到的启发。

5 达尔文的中间道路

  尤里卡主义把天才看作不可及的状态,完全是由奇迹统治的领域,我们根本就无法学习和理解。
  依照尤里卡的观点,创造只有天才才能做出。创造力的产生犹如闪电,无法期待、无法预测、无法分析。这种思想的闪光只降临到少数特殊的人头上,我们这些凡夫俗子只能敬畏和感激。(这里指的就是有关阿基米德的传说故事。他在洗澡时,身体进入浴盆后,看到溢出的水量,突然想到测量体积的方法。然后,他赤裸着身体,跑到叙拉古的大街上,高喊“尤里卡”,意思是“我发现了”。)

6 未生先死,或一种螨虫的西面颂

  或许最能暴露父母无能的事情,就是孩子提出的最明白、最天真的问题:为什么天是蓝的?为什么草是绿的?为什么月亮有阴晴圆缺?我们会很尴尬,因为我们自以为非常清楚地知道答案,但是我们却无法给出详细回答。

  在出生人口中,男性略多一些。由于男性的死亡率高,在老年人口中,女性占多数。(其中主要原因包括两性对待卫生保健态度不同、男性更可能死于可预防和可治疗的非传染性疾病和道路交通事故、男性自杀死亡率远高于女性等)

  为什么在多数有性生殖的物种中,雌雄的数目大致相等?
  9 个女性与 1 个男性的论点是从对整个群体有利的角度而言的,这完全错了,不过多数人就是这样看待进化的。如果进化是使整个群体获利,那么,在有性生殖的物种中,雄性的数量就应该比较少。
  自然选择是通过个体取得最大的生殖成功而起作用的。
  假设出生时雄性少于雌性。雄性由于数量少,配育的机会多,于是雄性留下的后代多于雌性的后代。假如存在某种遗传因素导致父母生出较少的雄性,那么生出雄性的基因便获优势——它们将获得超过平均数的孙辈后代。于是,有利生出雄性的基因便会扩散,从而增加雄性的频率。但是,随着雄性出生率的提高,雄性优势便失去了,这种优势在雌雄数目相同时,便不存在了。雌性数目减少时,同样的理由反过来也适用于雌性。性别比例达到一比一的平衡值。

7 拉马克的影子

  智人种至少在 5 万年前就产生了,没有任何证据表明自那时起人类发生过遗传改变。我猜想,克鲁马努人经过适当的训练,也会像我们一样出色地操作计算机(毕竟他们的脑比我们的脑还要大一些)。
  我们所创造的一切,无论好坏,都是文化进化的结果。我们推动文化进化的速度,要比以前的生命进化速度快好几个数量级。在地质史事件上的几毫秒内,我们在没有生物学创新的情况下,通过我们的自我意识,改变了我们星球的面貌。从大约 10 万人用斧头,到 40 亿人拥有了炸弹、宇宙飞船、城市、电视和计算机,所有这一切,都是在没有实质性遗传改变的情况下取得的。
  文化进化的速度,是自然进化无法相比的。在智人种中,自然进化依然存在,但是速度很慢,并且对我们的历史不再有影响。
  人类文化历史与生物学历史形成了鲜明的对照。我们一代人学到的东西,可以直接传递给下一代。技术和文化上获得的东西,可以遗传下去。现在人类的自由度在加大,新东西产生的速度在加快——也许人类在加速走向地狱。

8 相互关心的群体与自私的基因

  生命有不同的层次。我们看一下三个主要的层次:基因、生物个体和物种。基因是生物的蓝图,生物个体是建构物种的砖瓦。有变异才有进化,如果没有大量可挑选的余地,自然选择就无法起作用。突变产生大量的变异,基因是变异的单位。生物个体是选择的单位。但是生物个体无法进化,只能生长、繁殖和死亡。在相互作用的群体中,才能发生进化。物种是进化的单位。简而言之,基因产生突变,个体被选择,物种发生进化。或者说,这就是正统的达尔文主义的观点。
  进化并不考虑“生态系统的利益”,更不考虑“物种的利益”。自然中的所有和谐和稳定,都不过是生物个体追求各自的自我利益的间接结果,生物个体通过增加生殖成功使自己的基因更多地传到以后的世代中。生物个体是选择的单位,“生存斗争”是个体之间的事情。

  认为选择的单位是在个体层次之下的,有理查德·道金斯。他激起了我的不满,因为他宣称基因本身就是选择的单位,而生物个体只不过是基因的储藏所。
  在道金斯看来,进化是基因之间的战斗,每一个基因都在追求更多地复制自己。身体只不过是基因一时聚集的地方。身体是基因暂时的储藏所,是受基因控制的生存机器。一旦基因在身体的下一代中完成了复制,并且传递了尽可能多的拷贝,身体便被抛到地质堆里了。
  我在批评之前首先要指出,我对道金斯的论述中最令人吃惊和最令人不能忍受的成分——赋予基因以意识的行为,并不感到厌烦。道金斯像你我一样,知道基因并没有计划和方案,基因并不像一个有意识的动物一样保护自己。道金斯只不过习惯性地使用了一些比喻或简明的方式,所有写作有关进化通俗作品的作家都使用这种方法,我也是一样(虽然我希望节制一些),只不过他使用得更加丰富罢了。当他说基因努力制造更多自己的拷贝时,他的意思是:“选择的作用有利于那些不失时机地改变方式以使后代中有更多拷贝的基因。”第二种方法比较准确,但是冗长;第一种说法直截了当,虽然表达得不太准确,但是可以作为比喻来接受。

  选择无法看到基因,无法直接作用于基因,选择必然需要身体做中介。基因是存在于细胞中的一段 DNA,选择看得到的是身体。选择之所以有利于某些身体,是因为这些身体更强壮,隔离得更彻底,性成熟得更早,在搏斗中更凶猛,或者看起来更美。

  生物是基因的协调作用产生的,这种作用受环境的影响,并转化成看不见和看得见的部分。

第三部分 人类的进化

9 从生物学的角度向米老鼠致敬

  最初的米奇是个桀骜不驯,甚至有虐待狂倾向的家伙。有一个令人难忘的场景,米奇和明尼打算发明一种声响,它们得意而狂喜地击打、紧抱、转动船上的动物,让它们一起热烈地唱出“草堆里的火鸡”。米奇和明尼紧紧地抱着一只鸭子,使它喊叫不已。它们转动一只山羊的尾巴,拧一头猪的奶头,敲打母牛的牙当临时的木琴,并且用牛的乳房当风笛。

  在子宫中,胚胎的头端比脚端先分化,而且生长速度比脚端快。一个新生儿的头比较大,身材中等,腿和脚比较小。随着生长,梯度倒转,腿和脚的生长速度超过了头端。头仍然继续生长,但是生长的速度比身体的其他部分要慢得多,结果,头相对变小。
  三岁之后,脑的生长减缓,婴儿的圆形颅变成了成年人的倾斜、低眉骨形状。眼睛也几乎不再增长,眼的相对大小骤然降低。颌却变得越来越大。与成年人相比,小孩儿的头和眼都比较大,颌比较小,颅向前凸,腿比较小、短且粗,脚小且宽。我很抱歉地要指出,成年人的头像猿的头。

  在过去的 50 年,米奇却走了一条反向的个体发育途径。与 50 年前在《威利号轮船》中的老鼠形状相比,米奇的外表更像小孩儿了,成了动画王国中惹人喜爱并且温良的主角。到了 1940 年,从前拧猪奶头的家伙,出人意料地变成了顺从的东西。

  人类利用婴儿和成人之间形态上的典型差异作为重要的行为线索。幼年的特征可以焕发成年人的慈爱和养育之心的“固有机制的释放”。当我们看到活生生的生灵具有婴儿的特征时,就会感到温馨,顾虑也就自动消失了。这种反应是毫无疑问的,因为我们必须养育婴儿。
  迪士尼公司不断将明显的婴儿特征特征赋予米奇:“相对大的头,明显的脑盖,眼睛大且位置低,突出的脸颊,短而粗的四肢,灵巧的呆板,笨拙的运动。”


  米奇 50 年的进化(从左至右)。随着米奇的行为变得愈加可爱,它的外形也变得愈加年轻。它具有相对大的头、大的眼睛和大的颅——这些都是幼年的特征。

  许多动物都具有一些人类婴儿的特征,不过原因并非要激发人类的友善情感。在这些特征中突出的是大眼睛、凸出的前额和塌陷的下巴。我们被这样的动物所吸引,我们把它们培养成为宠物,但是我们却拒绝了它们那些小眼睛、长鼻子的亲戚,它们也可能成为更友善或更具有观赏价值的对象。


  人类喜欢有幼体特征的动物:大眼睛、前额突出、脸颊较小(左图)。而小眼睛、长鼻子的动物(右图)却不受人的待见。

  大多数物体可以由于‘人类的经验’附上人类的特性,获得明显特定的情感价值……当一个人站在高处,身体略微向前倾斜时,狭长而陡峭的峭壁和乌云密布便直接呈现出同样的情感价值,即令人恐惧。
  我们可能会禁不住认为骆驼“冷漠、不友善”,骆驼虽然不是有意的,但做出了许多人类文化中“傲慢、独尊的姿势。仰起头,鼻子朝天,继而是眯着眼睛,用鼻子呼吸,像老式的英国上层人和他那训练有素的仆人“装模作样地清嗓子”。这种姿势完全是对其他卑微同伴的一种象征性蔑视的感觉形式。但是,可怜的骆驼鼻子朝上、嘴巴朝下是不得已的。要想控制一头骆驼,看它的耳朵部分,看它脸的其他部分则不管用。
  许多原先是动物的适应行为,后来被人类吸收作为共同姿势的进化基础。进化的连续性不仅体现在形态上,而且体现在情感上。我们在极度愤怒时,会咆哮并翘起我们的上唇,展示我们已经失去搏斗作用的犬齿。我们厌恶时,会表现出作呕状。

  总而言之,抽象的人类孩童特征使我们生发出强烈的情感回应。
  绝大多数迪士尼公司创造的形象,它们的情感状态都建立在一些共同的特征上。由此可见,童话界掌握了生物学上的幻觉,即我们的抽象能力和倾向性,使我们把对生长中的婴儿做出的适宜反应不恰当地转移到其他动物身上。
  那些恶棍和嬉皮士则不一样。它们虽与米奇年龄相同,但外貌却像个成年,存在夸大的成体特征。莫蒂默的头长占身长的 29%,而米奇的占 45%;莫蒂默的鼻子占头长的 80%,而米奇的占 49%。
  人类是幼态持续的生灵。我们人类是通过在成体中保留了祖先的幼体特征进化的。

  花花公子莫蒂默(正在夺米奇所爱),比米奇有更明显的成体特征。它的头在身体中所占的比例很小,鼻子占头长的 80%。

  人类胚胎的颅骨与黑猩猩胚胎的颅骨差不多。人类和黑猩猩生长中的形态改变差不多:由于出生后脑的生长比身体的生长慢,所以颅顶相对降低,而颌却继续相对地增长。但是,黑猩猩的这些变化更明显,使得黑猩猩的成体和幼体的形态有很大的区别,而我们人类的同样途径则很缓慢,成体和幼体的区别也不太大。所以,我们在成体中保留了幼体的特征。我们的婴儿和成年人之间确实有明显的差异,但是我们经历的变化要比黑猩猩及其他灵长类小得多。
  我们明显降下来的发育速度导致了我们幼态的持续。在哺乳动物中,灵长类的发育速度慢。但是我们的发育速度慢到其他哺乳动物无法比拟的地步。我们的孕期很长,婴儿期延迟,在哺乳动物中,我们的寿命最长。持续年轻的形态特征使我们获益匪浅。我们的大脑增大,至少部分原因是我们出生前脑的快速生长延续到以后的岁月。(所有的哺乳动物都是脑在子宫中生长很快,不过,出生后的生长都很慢。而我们人类已经将这种胚胎中的快速生长延续到出生后的生命中。)
  我们是出色的习得动物,我们儿童期的延长有助于通过教育来传播文化。许多动物的幼体也都表现出易变性,并且像人类的幼儿一样爱玩耍。但是,动物一到成体之后便在行为模式上变得循规蹈矩。真正的人类特征是一直保持着发育状态。这一富有活力的特征是人类幼态持续的本性赐予的一个礼物。
  简而言之,我们像米奇一样,虽然会长大,但是保持着年轻。

  嬉皮士原指澳大利亚留长发着怪装的青少年。

10 辟尔唐人回顾

  当一个人在老年有另外的形象时,通常人们很难想象出他年轻时的样子。对于许多人来说,泰依亚·德·夏尔丹在晚年成了朴实无华和神圣的人物,他被广泛地誉为我们这个时代的杰出预言家。但是他年轻时,却是一个爱开玩笑的学生。

11 我们进化中最伟大的一步

  人类直立姿势的产生是一个异常困难的事件,直立姿势迅速从根本上重建了我们的解剖结构。这样,接下来脑的增大,则成为其次,是在进化的一般图景中容易转变的现象。

  人类是幼态持续的动物,我们人类通过保持祖先的幼年特征而进化。我们大的脑、小的颌,以及其他的许多特征,如体毛的分布和阴道的腹向性,都是保持祖先幼体特征的结果。但是,直立姿势则是不同的现象,不可能通过已经存在于幼体阶段的特征“轻易”地产生出直立姿势。婴儿的腿比较小、比较软弱,而双足行走的姿势要求腿增大、增强。
  当我们像南方古猿阿法种那样变得直立时,这场游戏基本上也就结束了。身体的主要变化已经完成,进一步的变化已经激发,接下来的脑增加就比较容易了。

12 生命中间

  太阳经过 100 亿~120 亿年的燃烧,就要耗尽它的全部燃料。然后,太阳就会爆炸,变成一颗红色的巨大星球,这个星球非常大,会延伸到木星的轨道上,这样就会吞没地球。认识到是在我们这个行星的寿命到了一半的时候人类才出现,这真是一种令人心惊的思想。地球不一定进化出复杂的生命。经历了 30 亿年,地球上才不再仅有藻席,如果地球的生命能够延续足够长久的话,也可能经过 5 倍这么长的时间才能做到这一点。换句话说,如果整个生命过程重新开始,那样也许直到太阳系历史上最耀眼的事件——太阳大爆炸时,地球上最高等的生命形态可能就是藻席,这样连见证者都不会存在。
  “怀着凝重的精神重负,人们……被迫认为,所有我们这个种族向着更高生命阶段缓慢生长中的搏斗,所有殉难者的痛苦,所有牺牲者的呻吟,所有各个时代人们经历的无法承受的噩梦般的折磨,所有为了自由的斗争,所有为了公正的奋斗,所有对更高境界的追求,所有为人类的造福,都会完全消失。”华莱士最终选择了传统基督教,相信精神生命的永存。
  无脊椎动物生活了 500 万~1000 万年,脊椎动物的生活时限要短一些。假如人类可以生存到目睹 50 亿年后地球的毁灭,那人类生存的历史肯定是生命史中史无前例的。届时,我们会欣慰地唱出人类的最后哀歌——富贵如浮云。当然,我们有可能大批人乘着空间飞船离去,挤在一起等待着下一次宇宙大爆炸。但是,果真那样的话,我就不再喜欢读科幻小说了。

第四部分 人类差异的科学与政治学

13 硕大的脑袋,狭小的心灵

  到了 1907 年,施皮茨克大概已经掌握了 115 名著名人物脑的资料了。随着人数的增多,得出的结果也很快变得模糊了。在上限部分,居维叶的脑量最终被超过,1883 年去世的屠格涅夫的脑量打破 2000 克的界限。但下限部分却很糟糕,令人尴尬。沃尔特·惠特曼用了只有 1282 克的脑吟诵着对美利坚的颂歌。弗朗茨·约瑟夫·戈尔是颅相学之父,颅相学最初是根据大脑不同区域的大小判断精神价值的“科学”,他的脑容却只有 1198 克。1924 年去世的阿纳托尔·法朗士的脑量差不多只占屠格涅夫 2012 克脑量的一半,仅有 1017 克。

  爱因斯坦的脑被留下来用作研究,但是他死了已经 25 年了,研究的结果却一直未发表。留下来的部分脑(其余分给了其他专家)放在梅森瓶中,外面包了一个纸盒子,上面标有“科斯塔·塞德”,存放在堪萨斯州维辛塔的一个办公室中。什么都没有发表,是因为没有发现什么不寻常的东西。这个梅森瓶的主人说:“他的脑没有超出他那个年纪人脑的正常界限。”

  脑的物质结构肯定以某种方式记录着智力,但是粗略的大小和外在的形状不可能反映出任何有价值的东西。我对爱因斯坦脑的重量和回数确实不感兴趣,因为我相信在棉花地和工厂度过一生的人,具有同样的才智。

14 女人的脑

  因事故死亡的人的脑,比死于传染病的人的脑平均重 60 克。因为布鲁卡的许多研究对象都是上了年纪的女子,我们可以想象,在她们中间患长期恶性疾病的情况比在男子中更常见。

15 唐式综合征

  减数分裂,即染色体在性细胞形成中的分离。

  在细胞分裂中,也时有错误发生。在极少数情况下,这样的错误成了新进化的起点。在多数情况下,这样的错误导致有缺陷的卵和精子形成不幸的子代。
  最常见的减数分裂错误,叫作不分离,即染色体未能分开。配对的两条染色体一齐进入一个性细胞中,另一个性细胞便会少一条染色体。一个小孩儿要是由一个正常性细胞和一个由于不分离而具有额外染色体的性细胞形成的话,每一个细胞中就会有三套这样的染色体,而不是正常的两套。这种异常叫作三连性。
  在人类中,第 21 对染色体不分离的比例比较高,导致的结果相当悲惨。大约 1/600 或者 1/1000 的新生儿带有条额外的第 21 条染色体,这种情况叫“21-三体综合征”。这些不幸的孩子,即使病情中度,也会有严重的智力迟钝,而且寿命会减损。此外,他们还有些明显的特征,如手短而宽、腭窄而高、鼻子小且根部扁平、舌头厚而且有沟。随着产妇年龄的增加,21-三体综合征的频率会骤然提高。我们不清楚为什么第 21 条染色体的不分离发生得这么频繁,而其他的染色体几乎不存在不分离的现象。我们也不知道,为什么一条额外的第 21 条染色体会产生出这么多与 21-三体综合征相关的特殊畸形。但是,至少通过数一下胚胎细胞的染色体数,就可以在子宫中确诊 21-三体综合征,以便早点流产。
  21-三体综合征还叫蒙古人愚型或唐式综合征。我们都见过唐式综合征的孩子,但是我确实感到不止我一个人对于为什么这种病叫蒙古人愚型迷惑不解。对于绝大多数患有唐式综合征的小孩儿,症状中并不带有东方人的特征。有些患病的孩子确实有很小但可以看到的内眦赘皮,这是东方人眼睛的典型特征。还有些患病的孩子肤色略黄。正是这些次要、不确定的特征,使约翰·兰登、海登·唐恩在 1866 年描述这些症状时,与东方人做了比较。
  在他那个时代,人们非常热心于利用生物学理论和无处不在的种族主义,建立具有普遍因果联系的分类体系。

  怀着预先具备的充分信念去寻找证据,谁都会找到。

  黑猩猩如果携带与人类第 21 条染色体同源的额外染色体,也表现出一些类似的特征。

16 维多利亚时代面纱下的瑕疵

  维多利亚时代的人写出了大量的小说。他们留下了在冗长和杜撰方面无与伦比的一种文学体裁:多卷本的名人“生平与书信”。这类著作不乏夸大的颂词,通常由悲伤的遗孀或孝敬的儿女们撰写,伪装得很谦逊,像是客观记述名人说过的话和做过的事。倘若我们按照字面的意思理解这些著作,我们便会以为维多利亚时代的名人都是按照他们信奉的伦理价值生活的。
  伊丽莎白·卡里·阿加西是拉德克利夫学院的创始人和第一任院长、美国第一流博物学家的忠诚的妻子。她的《路易斯·阿加西的生平及书信》,把一个有魅力、爱争吵、不太忠诚的人,刻画成节制、有政治家风度、智慧、正直、杰出的绅士。

  种族主义通常受到那些在公开场合侈谈客观性以掩盖他们带有倾向性偏见的科学家的支持。

第五部分 变化的节奏

17 进化变化的幕式性

  大而稳定的中央群体对群体的均一性产生了强有力的影响。中央群体在扩散中,庞大的个体数量淹没了有利的新突变类型。有利的新突变类型可能要经过漫长的时间,才能形成一定的频率,但是这样的频率固定之前,变化的环境已经消去了那些新突变类型的选择值。这样,就像化石记录中显示的那样,在大的群体中,大概很少发生谱系演变。
  但是外周隔离的小群体与原种隔开了。它们是小群体,生活在原种地理分布区的一隅。这里的选择压力通常很强,因为对于祖先类型来说,外周区是生态承受的边缘,这样,使有利的变异散布得很快。小的外周隔离体是进化变化的实验室。

  辩证法主张有间断。例如“量变转变为质变”,这种观点认为,变化的发生过程是在缓慢的积累后的一个大飞跃,一个系统可以一直维系,直到达到断裂点。对工人压迫到一定程度,就会引发革命。
  我并不认为这种间断的变化哲学是一种普遍的“真理”。要认为这样一个壮丽的观点是唯一合理的观点,那是一种荒谬的企图。我信奉多元论,并以此作为指导性的哲学,而且认为,正是这种哲学默默地决定了我的思想。辩证法相当公开地表达了一种意识形态,西方人支持的渐变论也是一样,只不过做得更微妙罢了。

18 有希望畸形的归来

19 关于贫瘠地的著名争论

  到此,我们可以按照老一套的英雄观来结束这个故事了。有洞见的英雄受到顽强而盲目的教条主义者的压制,他向追随者表达了与人们接受的理论相反的事实,而且最终通过耐心的说服和无可辩驳的证明,使自己的观点取得了胜利。这个故事的梗概大致也可以这样勾画:渐变论的偏见曾经促使人们仓促地否定了布雷兹的剧变假说,而布雷兹显然是正确的。
  但是,当我阅览了原始文献后,我认识到简单地划分出好人与坏人的解释隐埋了更复杂的见解。反对布雷兹的人并不是愚昧无知的教条主义者,他们确实具有倾向性,但是他们也有充分的理由怀疑基于布雷兹当初的论据提出的剧变洪水观。而且,布雷兹的科学探讨风格完全使他无法利用最初的资料取胜。

20 帘蛤是帘蛤

第六部分 早期生命

21 初始

  在最古老的岩石中存在生命的观点及其论据,有助于我们放弃生命是缓慢、稳定、或然发展的观念。生命是迅速产生的,或许就发生在地球冷却到足以使生命可以生存后不久。

  生物学家很早便抛弃了“著名的二分法”,不是分成植物和动物。

  产烷生物厌氧,在有氧环境下将死亡。因此,今天产烷生物仅限于生活在不寻常的环境中,例如池塘底部无氧的淤泥中或黄石公园的温泉深处。(产烷生物通过将氢的氧化及还原二氧化碳为甲烷而生长,所以叫产烷生物。)
  在进行光合作用的原核生物产生之前,存在着大量的产烷生物。大概在地球冷却到生命可以生存时,便产生了生命。

22 老疯子伦道夫·柯克帕特里克

  我认为科学不是客观的、不一定能获取真理,从事科学的人受情感、希望和文化偏见的影响。思维的文化传统对科学理论有很大的影响,通常也决定了猜想的思路,尤其在没有材料限制人们的想象或猜想时(在我们现在讨论的这个案例中),更是如此。
  渐变论者认为所有的变化一定是平稳、缓慢、稳定的,这种观念并非通过对岩石中资料的了解得出来的。渐变论代表了一种文化上的偏见,部分是 19 世纪自由主义对处于革命状态的世界的反映。但是,渐变论一直冒充是对生命历史的所谓客观阐释。
  建立在渐变论前提上,还能用什么样的观点来解释生命的起源呢?因此,从原始大气的成分到 DNA 分子,成了一个漫长的阶段。这种转变一定很艰难,经过了许多中间阶段,每一个阶段的时间都超过了 10 亿年。
  但是,我认为,生命的历史有一系列稳定的状态,间或有迅速发生的重大事件,从而推动了另一个稳定状态的确立。原核生物统治地球达 30 亿年,然后是寒武纪大爆发,届时,在 1000 万年的时间里,主要的多细胞生命式样都出现了。又过了 3.75 亿年,在几百万年的时间里,几乎一半的无脊椎动物科都灭绝了。可以把地球的历史模式化为一系列偶然的震动,这种震动驱动着整个系统从一种稳定状态变成另一种稳定状态。
  元素可能是在宇宙大爆炸的最初几分钟内形成的,在接下来的上百亿年里,物质的变化只不过是在剧烈条件下创造出的元素的重新组合。生命的产生当然不像元素的产生那么迅速,但是我想,比起生命存在的时间来,生命产生经历的时间只是很短暂的一瞬间。但是 DNA 的重新组合及进化,不是最初产物的简单再循环,它们创造了奇迹。

23 深海虫与始动物

  我一向很钦佩英国人喜欢使用简单明了的术语,例如,他们把电梯和公寓分别叫 lift 和 flat,我们则叫 elevator 和 apartment。我们用拉丁文 curator 称呼负责保管博物馆藏品的人,英国人则叫 keeper。不过,我们也有做得好的地方,比如我们把秋天称作 fall,他们则叫 autumn。

  我们不能用现在的标准去衡量所有时代。科学一直是当时的流行文化、个人的乖僻和有限经验相互作用的产物。
  大凡科学,并没有多少是十分愚蠢的。一旦我们深入探讨一些错误的历史氛围,并且不根据我们现在的“真理”标准去判断,我们便会发现,那些错误都有合理理由。它们一般富有启发性,并不叫人尴尬,而且它们是变更的标记。出色的思想家有创造系统观念的想象力,有勇气让他们的观念经受评判。深刻的洞见与启发性的错误是一个钱币的两面,每一面有相同的价值。

24 我们的祖先是一个海绵细胞吗

  某些胚胎阶段代表了直接的适应,而不是祖先阶段的再现;有些发育阶段可能是由于不同器官的发育速度不同,而导致的交错甚至颠倒。

  大型动物的体表面积不够用,将功能置于体内,如肺和肠。小型动物的体内空间小,通过外表面呼吸、进食和排泄。最小的蜗牛完全失去了内部呼吸系统,它通过体表吸入氧。

第七部分 它们曾被蔑视和抛弃

25 恐龙愚蠢吗

  我们并没有理由相信大型的动物比其小型的亲戚更愚蠢,大型的动物仅需相对小的脑就可以做得像小型动物一样好。如果不能认识到这种关系,我们就很可能低估大型动物——特别是恐龙——的心智能力。

  同一物种中,脑大小与脑能力的关系不大(具有 900 毫升脑的人可以与具有 2500 毫升脑的人同样出色)。

  灭绝像性一样,是生命不可缺少的一部分。灭绝是所有物种的最后归宿,并非只有身体构造式样不佳的不幸生物才灭绝。灭绝不是失败的标志。
  恐龙最明显的特征不在于它们的灭绝,而在于它们在地球上主宰的时间太长。恐龙统治了 1 亿年,而那时的哺乳动物还是小型动物,一直生活在恐龙世界的缝隙之间。哺乳动物占据统治地位 7000 多万年后,我们有了出色的成绩和美好的前景,但是我们哺乳动物现在并没有恐龙统治地球的时间长久。
  这样看来,人类简直不值一提,就是从南方古猿算起,也才有 500 万年的历史。而我们这个种,智人种,仅有 5 万年的历史。用我们的价值系统试图做一个最终的测验吧:谁敢打赌说智人种会比雷龙生存的年代长?

26 泄露内情的如愿骨

  冷血动物无法使体温保持恒定,它们的体温随外界环境温度的变化而变化。

27 自然中奇特的伴侣

  种子经过动物消化道后萌发率增加。

28 为有袋类申辩

第八部分 大小与时间

29 我们的命数已定

  从小型哺乳动物到大型哺乳动物,脑重增加的速度仅为体重增加速度的 2/3。(我们人类和宽吻海豚是最偏离这条曲线的动物。)

  哺乳动物寿命的长短,与其心跳和呼吸次数的速率相关——从小型动物到大型动物,寿命大约为体重的 1/4~1/3。(智人种是非常特殊的动物,不能套用这种分析。我们的寿命要比身体大小相同的哺乳动物长。人类的进化经历了一个叫作“幼态持续”的过程,使我们在成体的形态和增长速度中保持了灵长类祖先的幼体阶段的特征。我还相信,我们的长寿正是因为幼态持续。与其他哺乳动物相比,人类的所有生命阶段都来得“太晚了”。我们经历了很长时间的孕期后才出生,而且出生时还是需要呵护的胚胎;我们的童年过长,成熟得太晚;如果幸运的话,我们死时的年龄只有最大的热血动物才能媲美。)
  我们怜悯宠物老鼠和沙鼠,它们顶多能活一两年,生命那么短暂,而我们则可以经历一个世纪中的大部分时光。不过,我的这篇文章的主题就是要指出,我们不该有这种怜悯(当然,个人的伤感是另外一回事,科学与这种情感无关)。小型动物与大型动物本质上相似。它们的寿命与生命节奏是相应的,而且,它们都经历了大致相同的生物学时间。小型哺乳动物的生命节奏快,新陈代谢迅速,寿命短暂;大型哺乳动物生命节奏缓慢,寿命长。根据内在的钟来衡量,大小不同的哺乳动物的寿命差不多。
  我们由于根深蒂固的思维习惯,无法把握这个重要而令人舒心的概念。我们从很小的年龄起,受到的教育就是把绝对的牛顿式时间作为衡量合理客观世界的唯一有效尺度。我们根据我们厨房里的钟表,来一律地看待所有事物。我们对老鼠的快捷感到惊讶,对河马的迟钝感到厌倦。然而,每一种动物都是在按自己的生物钟的适当节奏生活着。
  我并不想否认绝对的天文时间对生物的重要性,动物必须根据这个时间来成功地生活。鹿肯定知道何时再次长出鹿角,鸟类肯定知道何时起程迁徙。动物利用自身的昼夜节律变化来跟上昼与夜的循环。人类的飞行综合征是由于运动的速度快于本性的承受力。
  但是,绝对时间并不是衡量所有生物现象的恰当尺度。例如,每一头座头鲸都能唱出特有的歌,而且,这种极为复杂的曲式很准确地一再重复着。有些鲸的歌曲长达半个小时以上。我根本记不下 B 小调弥撒曲第一段求怜经的前 5 分钟乐曲(而且也不想试一下),一头鲸怎么可以歌唱 30 分钟后再准确地重唱呢?30 分钟歌曲的重唱有什么用途呢——对于人的识别力来说,30 分钟太长了,如果不是为了研究,我们绝不可能像掌握一首歌曲一样掌握这么长的曲子。但是,我后来想到了鲸的新陈代谢速度,它的生命节奏比我们缓慢得多。我们怎么能知道,30 分钟对鲸来说意味着多长时间呢?一头座头鲸可能是根据自己的新陈代谢速度来衡量世界的,它们半个小时的歌唱,可能只是我们短暂的华尔兹。从任何角度看,这种歌唱都是极为壮观的,在任何动物中都没有发现这么特殊的精细表现。我唯有认为,从鲸的角度看这个问题,才是一种恰当的视角。
  所有哺乳动物的平均寿命大致相同。
  所有哺乳动物,无论体重多大,每呼吸一次,都心跳四次。小型哺乳动物的呼吸和心跳比大型哺乳动物快,但是随着哺乳动物的增大,呼吸和心跳同样都以相对的速度慢下来。
  寿命也按照与体重相同的速度比例调整(从小型动物到大型动物,按 0.28 倍的速度增加)。这意味着,无论体重多大,哺乳动物的呼吸和心跳次数与寿命时间比都是恒定的。所有哺乳动物,无论体重多大,在一生中一般都呼吸 2 亿次(心跳为 8 亿次)。小型哺乳动物的呼吸快,生命时间短。利用哺乳动物自己体内的心跳或呼吸节律时钟来衡量,所有哺乳动物的寿命都一样。(智人种在许多方面都是明显的例外,不只在脑方面。我们比同样体重的哺乳动物“应该”活的时间长 3 倍,但是我们的呼吸速度“正确”,因此,我们在生命时间里比体重相同的哺乳动物的平均呼吸次数多 3 倍。我认为,我们生命的延长是幼态持续的可喜结果。)
  蜉蝣的成体仅活一天,蜉蝣经历一天如同我们经历一生。然而,蜉蝣的世界不同于我们的世界,如果按通常的时间尺度衡量,我们会曲解蜉蝣生命短暂的一瞬。
  假设一只蜉蝣,在 4 月,它生命的一天,徘徊在池塘边,能够观察到水下蛙的一群幼仔,到了中午,也就是蜉蝣的老年,那些小蛙在这么长的时间里还没有变化,这只蜉蝣当然无法想象,这些生物的鳃会衰退,会被体内的肺取代,会发育出足,尾巴也要消失,而且这个动物后来会成为能在陆上生活的动物。

30 自然的吸引:细菌、鸟和蜂

  我们能沉下去是因为受引力的影响。
  引力是典型的“弱力”,因为我们的身体比较大,所以可以受到引力的影响。
  引力对体形很小的昆虫作用不大,对细菌则根本不起作用。
  有些昆虫可以在水面上行走,有些则可以倒挂在天花板上,这是因为作用于它们体表的张力太强,把它们拉下来的引力又太弱。

  细菌的世界与我们的世界截然不同,我们必须抛弃我们认为的事物想当然的存在方式,从新的角度去看问题。

  鸽子的脑与颅骨之间有一个磁体结构。这个磁体就像一个磁畴,因而有定磁向的功能。

31 时间的漫长

  地球自转速度的减慢是由于月亮,是潮汐摩擦使地球的自转慢了下来。在潮涨时,月亮拉起地球上的水,当水下的地球转动时,上涨的潮水仍然被吸向月亮。在潮涨时水一直向西绕地球流动。潮汐不停地穿越海洋和大陆(大陆也有小的潮汐),产生了巨大的摩擦。
  潮汐的摩擦每天消耗掉大量能量,这些能量若能利用起来,相当于几倍全世界所需的电力。而潮汐的能量却耗在海浪的拍打中,耗在冲刷岩石时产生的热量中。
  潮汐摩擦还有另外一种效果。潮汐摩擦制动了转动的地球,以每百年转动慢大约 2 毫秒的速度,减缓地球的自转。
  潮汐对地球自转的制动具有两个重要后果。
  首先,经过一定时间后,每年的天数会减少。按照标准的铯钟,每一年的时间几乎本质上不变。我们可能会以为,就在月潮减慢地球的自转时,日潮也在减慢地球的公转。不过日潮的效应很微弱,由于地球的巨大惯性,从地球起源至 50 亿年后地球毁灭时,时间只多出半分钟。
  其次,由于地球自转减慢时角动量会损失,而月亮将地球表面的角动量吸收了过去,所以,随着月亮角动量的增加,月亮以越来越远离地球的方式围绕地球旋转。换句话说,月亮一直在稳定地退离地球。
  简而言之,月亮引起的潮汐摩擦产生了两个相互伴随的后果:地球自转减慢并减少了每年的天数,以及加大了地球与月亮之间的距离(每年 5.8 厘米)。

  许多动物,当然包括人,都存在随月亮周期的变化,通常表现在繁殖上。

  地质学给我们上的最重要的一课就是时间是漫长的。45 亿年是一个不可思议的巨大数字,我们可以借助比喻和想象来强调,地球已经存在了很久,而相比之下人类经过的进化历程是多么微不足道,更不用说我们个人的生命只能算是宇宙中的毫微秒。
  有一个关于地球史的标准比喻,即将地球的历史比喻为 24 小时,而人类的文明只是在最后的几秒钟才出现。我想强调,按我们的生命尺度,有些效应可能毫无意义,但积累起来却有很大的影响。

  月海由液体状岩喷涌而成,指我们从地球上看到的月亮上的阴暗区。