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第3章 生物的起源与进化(2)

根据动物的进化历史,动物学家把现代生存的动物构成一个系统树。系统树下部的分枝代表古老动物;这些古老动物保持固有的原始结构,在不同历史发展阶段的主干上分出来系统树末端的分枝。当构建动物界的系统树时,一是要考虑到现代成年动物和化石成年动物的结构,以及它们周围的环境条件,二是要考虑到它们个体发育的特点。这样才能使系统树更接近于实际情况。

人类的出现

在漫长的生物进化的历程中,人类是生物进化到更高阶段的产物,那么人类起源于什么?究竟是由哪类古生物进化来的呢?

众所周知,体温恒定、胎生、哺乳等哺乳动物的基本特征,人类同样人体具有,这说明人类与哺乳动物有着较近的亲缘关系。而在哺乳动物中,与人类的亲缘关系最近的要算是类人猿。例如,类人猿中的黑猩猩与人类非常相似,相似处不仅表现在血型、骨胳、内脏器官的结构和功能上,还表现在面部表情和行为上。此外,人类学家的研究成果也提出了充分的证据,表明人类和类人猿是近亲,二者有着共同的原始祖先。

人类和类人猿都起源于森林古猿。最初,森林古猿在茂密的森林中过着树上生活。后来,在地球上的一些地区,气候变得干燥,森林减少,于是在这些地区的森林古猿为了寻找食物,被迫下到地面上来,经过漫长的年代,它们才逐渐进化成现代的人类。

那么其他地区的森林古猿呢?他们仍然生活在森林里,经过漫长的年代,有的绝灭了,有的就逐渐进化成了现在的类人猿。而森林古猿中能到地面上生活的那部分,逐渐学会直立行走,前肢可以用树枝、石块等来获得食物、防御敌害。通过运用这些天然工具,它们也逐渐学会了制造简单的工具。经过了相当长的时间,人类祖先的双手变得日益灵巧,大脑也越来越发达。伴随着这个过程,它们还产生了语言和意识,并且逐渐形成了社会。终于,经过了极其漫长的岁月,古猿进化成为人。

小知识——生物的分类

生物的一般分类层次:界、门、纲、目、科、属、种;

生物的具体分类层次:总界、界、门、亚门、总纲、纲、亚纲、总目、目、亚目、总科、科、亚科、属、亚属、种、亚种;

生物是由原核生物、真核生物组成,也就是动物、植物、微生物,其特征是可以进行新陈代谢;

植物有藻类植物、苔癣、蕨类植物、种子植物(草本植物属于种子植物)、微生植物;

动物有哺乳动物、两栖动物、海洋动物、微生动物;

微生物有真菌、细菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体、放线菌、病毒。

生物(除病毒外)都是由细胞构成,细胞的生活需要有机物和无机物。有机物(含碳,可以燃烧的物质叫有机物),如糖、淀粉、蛋白质、核酸;无机物(不含碳,不可燃烧),如水、无机盐、氧气。

植物细胞构成:细胞膜、细胞核、细胞质、线粒体、细胞壁、叶绿体、液泡;

动物细胞构成:细胞膜、细胞核、细胞质、线粒体。

达尔文与物种起源

对于生物的起源,宗教中有解释,比如《圣经》中称上帝在七天之内创造了人和万物,中国古代则有女娲造人的传说。但这些终究只是人们的想象。那么,世界上的千姿百态的生物,到底是怎么来的?人类又是如何出现的呢?

关于这个问题人们提出很多假说,而其中迄今为止影响最大的是达尔文的生物进化论。

达尔文其人

查尔斯·生于1809年2月12日,出生在英国一个富裕的医生家庭。达尔文的青年时代游手好闲,经常被他的父亲指责:“你除了打猎、玩狗、抓老鼠,别的什么都不管,你将会是你自己和整个家庭的耻辱!”这时的达尔文除了跟当时的男孩子一样热衷于收集矿石和昆虫标本外,并没有什么特殊之处。

1825年,达尔文被送进了爱丁堡医学院——老达尔文希望儿子继承自己的衣钵。只是,小达尔文对医学提不起兴趣,再加上他天性脆弱,不敢面对手术台上的鲜血。于是两年后,达尔文从医学院退学。后来,达尔文又听从父亲的安排,进了剑桥修神学。他对神学也毫无兴趣,以致花在打猎和收集甲虫标本上的时间比花在学业上的要多得多,不过,最终也在1831年毕业,准备当个乡间牧师。

虽然,学校课程并没有使达尔文获得太多的知识,但他在课余却结识了一批优秀的博物学家,从他们那里接受了科学训练,他在博物学上展现出来的天赋也得到了这些博物学家的赏识。1831年,植物学家亨斯楼被要求推荐一名年轻的博物学家参加贝格尔号的环球航行,他推荐了达尔文。1831年底,达尔文随贝格尔号远航,途经大西洋、南美洲和太平洋,沿途考察的对象包括地质、植物和动物。一路上达尔文做了大量观察笔记,采集了无数的标本,并把它们运回英国,为以后的研究提供了第一手资料。贝格尔号历经5年绕地球转了一圈,最后回到英国。

1837年,贝格尔号之行已经结束一年,达尔文开始了对进化论的秘密研究。他的第一堆笔记是家养和自然环境下动植物的变异,根据这些笔记他进一步推导:任何物种的个体都各不相同,都存在着变异,这些变异可能是中性的,也可能会影响生存能力,导致个体的生存能力有强有弱。在生存竞争中,生存能力强的个体能产生较多的后代,种族得以繁衍,其遗传性状在数量上逐渐取得了优势,而生存能力弱的个体则逐渐被淘汰,即所谓“适者生存”,其结果是使生物物种因适应环境而逐渐发生了变化。这个过程达尔文称为自然选择。

因此,在达尔文看来,长颈鹿的产生并不是因为用进废退,而是因为在长颈鹿的祖先当中,本来就有长脖子的变异,而当环境一旦发生变化、食物稀少时,脖子长的有了生存优势,因为它们能吃到树高处的叶子,一代又一代选择的结果,就是长脖子的性状在群体中扩散开来,长颈鹿这个新的物种于是产生。

达尔文于1859年发表《物种起源》,这本书在科学界掀起了轩然大波。《物种起源》最终获得广泛认同,自然选择理论也被称为“达尔文主义”,并且这个称呼至今仍在沿用。

《物种起源》

在《物种起源》中,达尔文指出,“生存竞争”在生物界普遍存在。在生存竞争中,能更好地适应生存环境的有利变异将被保存下来,并且繁衍的后代也特质相同;而那些不利的变异将被消灭。这种现象就是物竞天择,适者生存,即“自然选择”原理。

在自然界中,一切生物都不是特殊的创造物,而是少数几种生物的直系后代。通过生存竞争,经过自然选择的历史作用,逐渐产生新的生物类型或物种,从而实现生物体的进化。达尔文认为,自然界中生物的物种不是一成不变的,而是不断地由低级向高级发展,这从无数事实中都可以得到证明。而生物的进化是在自然选择的作用下,物竞天择,适者生存,从而逐渐产生新的物种。

《物种起源》的出版,在整个欧洲都掀起了滔天巨浪,引起了激烈的论争。牛津大主教威尔福伯斯认为,达尔文的进化论与上帝的教义格格不入。但达尔文面对攻击,毫不妥协,并认为他们的攻击证明了自己的工作没有辜负所费的精力。他知道,进化论取代神创论将是长期而艰苦的过程。而许多进步学者都支持和拥护达尔文的进化论,曾任英国皇家学会会长的英国博物学者赫胥黎表示了对达尔文的支持。他说,即使会受到火刑,他也要支持生物进化理论。与他同样支持达尔文的还有英国植物分类学家虎克。

达尔文《物种起源》中的生物进化理论从根本上否定了上帝创造世界和万物的理论,并在严格的基础上建立了生物学,从而成为19世纪自然科学的三大发现之一。

延伸阅读——达尔文之前的物种观念

19世纪正统的宗教和生物学思想里面,“物种”概念包括了3个基本思想,其中最明显的是不可再分的观念,即物种“狗”的概念中,包含所有个体的狗,而其他动物都被排除在外,与其没有丝毫关系。

这种思想最早可以追溯到亚里士多德时代,当时由于受日常经验的支持,柏拉图唯心主义哲学思想对这种观念表现出支持;而正是这些在个体狗上未能全部表现出来的狗的本质属性,才是理性思维所要思考的内容。最后,《创世纪》的教义结合了柏拉图哲学与普通经验,而创造了上帝造物的理论。

上帝造物的理论主要包含两方面内容。

其一,认为万物是由上帝一次性创造出来的。“亚当给它们取了什么名字,它们就叫什么名字”。林耐的分类学方法就沿袭了这种物种间无关联的、不变的观念。

18世纪,随着动植物标本采集量的增加,以及对物种的系统研究分析,原本用来区分不同物种的差异变得不再成立。在开始写《自然系统》时,林耐坚信用“种”作为分类单元的绝对性。但晚年后,林耐也发现,区分一个种和它的变种变得非常困难,于是在“种”之上又增加了“属”的单元。但他始终没有公开质疑“物种不变”的正统思想。

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