方舟子

寒武紀(jì)開(kāi)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)。在寒武紀(jì)之前的地層中發(fā)現(xiàn)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，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)頗為流行。21世紀(jì)初，由中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所陳均遠(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)年代處于寒武紀(jì)大爆發(fā)時(shí)期，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?！?/p>

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(tīng)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。這一改變非同小可，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(jiàn)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)。那么，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？我們得先看看達(dá)爾文進(jìn)化論說(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(jiàn)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(jiàn)卓識(shí)。所以，這也是一個(gè)被普遍接受的科學(xué)事實(shí)。

三，自然選擇學(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像達(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。但考慮到適應(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，在生物進(jìn)化過(guò)程中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，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，但是并不能否認(rèn)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20世紀(jì)50年代以來(lái)，古生物學(xué)家已在世界各地30余個(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、加拿大紐芬蘭的錯(cuò)誤點(diǎn)、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(chóng)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，以前存在著爭(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)物之間還存在一段地質(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)的時(shí)候又再來(lái)一次從單細(xì)胞到多細(xì)胞的進(jìn)化。1995年，古生物學(xué)家在納米比亞的火山灰層中發(fā)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)在已經(jīng)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)物通常只是那個(gè)門的原始物種。之后幾乎全都滅絕了，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(niǎo)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)物各物種都已有了幾億年的進(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)家提出了不少的解釋，目前較為廣泛接受的是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。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基因的突變?cè)谂咛ピ缙谝鸬淖兓淮?，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基因的突變?nèi)菀妆槐Ａ簦Y(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。但是為什么每隔一段時(shí)間，我們就能聽(tīng)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。

（張小寧 插圖）