錢(qián)丹

7.自然選擇理論（1858年）

1858年，英國(guó)博物學(xué)家查爾斯·達(dá)爾文與華萊士共同提出了自然選擇學(xué)說(shuō)，隨后在1859年出版了《物種起源》一書(shū)，書(shū)中他挑戰(zhàn)了人們關(guān)于創(chuàng)生的信念。

自然選擇也被稱(chēng)為物競(jìng)天擇。指生物的遺傳特征在生存競(jìng)爭(zhēng)中，由于具有某種優(yōu)勢(shì)或某種劣勢(shì)，因而在生存能力上產(chǎn)生差異，進(jìn)而導(dǎo)致繁殖能力的差異，使得這些特征被保存或是被淘汰。

基因是遺傳特征的基礎(chǔ)，也是自然選擇的單位，自然選擇則是演化的主要機(jī)制。經(jīng)過(guò)自然選擇而能夠成功生存，稱(chēng)為“適應(yīng)”。當(dāng)一個(gè)物種中的不同族群因?yàn)樽匀贿x擇而產(chǎn)生生物分類(lèi)學(xué)上的差異時(shí)，則稱(chēng)為物種形成；若是族群因?yàn)椴皇茏匀贿x擇的青睞而導(dǎo)致族群規(guī)?？s小進(jìn)而消失，則稱(chēng)為滅絕。

達(dá)爾文雖然借用了“選擇”這個(gè)詞，但這只是一種比喻，并非說(shuō)有超自然的力量在進(jìn)行選擇。按照達(dá)爾文的觀點(diǎn)，自然選擇不過(guò)是生物與自然環(huán)境相互作用的結(jié)果。從進(jìn)化的觀點(diǎn)看，能生存下來(lái)的個(gè)體不一定就是最適者，只有生存下來(lái)并留下眾多后代的個(gè)體才是最適者；又考慮到進(jìn)化是群體而不是個(gè)體的現(xiàn)象，現(xiàn)代綜合進(jìn)化論從群體遺傳學(xué)的角度修正了達(dá)爾文的看法，認(rèn)為自然選擇是群體中“不同基因型的有差異的延續(xù)”，是群體中增加了適應(yīng)性較強(qiáng)的基因型頻率的過(guò)程。例如，英國(guó)有一種樺尺蛾，在1850年前都是灰色類(lèi)型，而1850年在曼徹斯特發(fā)現(xiàn)了黑色的突變體。這是由于19世紀(jì)后半葉，隨著工業(yè)化的發(fā)展，廢氣中的硫化氫殺死了樹(shù)皮上的灰色地衣，煤煙又把樹(shù)干熏成黑色。結(jié)果，原先歇息在地衣上得到保護(hù)的灰色類(lèi)型，這時(shí)在黑色樹(shù)干上卻易被鳥(niǎo)類(lèi)捕食；而黑色類(lèi)型則因煤煙的掩護(hù)免遭鳥(niǎo)類(lèi)捕食反而得到生存和發(fā)展。于是黑色類(lèi)型的比例迅速提高，灰色類(lèi)型的比例則不斷下降。到19世紀(jì)末，前者已由不到1%上升至90%以上。后者則從90%以上下降為不到5%。這種情形就是人們所能看到的自然選擇。

在1859年出版的《物種起源》一書(shū)中，達(dá)爾文指出，現(xiàn)存各種各樣的生物，是由其共同祖先經(jīng)自然選擇的進(jìn)化而來(lái)；提出“生存競(jìng)爭(zhēng)”的理論，在自然選擇下“適者生存，不適者淘汰”；又提出生物變異理論，在自然選擇下有利的變異保存下來(lái)，不利的變異被淘汰；在長(zhǎng)期的自然選擇中，微小的變異積累為顯著的變異，形成新的亞種或新的物種，從而形成達(dá)爾文的漸進(jìn)進(jìn)化論。可見(jiàn)，達(dá)爾文進(jìn)化論的核心是自然選擇，他認(rèn)為一切生物都是由自然來(lái)進(jìn)行選擇的。

作為“小獵犬”號(hào)上不領(lǐng)報(bào)酬的博物學(xué)家，從1832年開(kāi)始，達(dá)爾文對(duì)南美太平洋沿岸進(jìn)行了為期5年的科學(xué)考察。他在考察中收集的數(shù)據(jù)，特別是采自加拉帕戈斯群島的標(biāo)本，對(duì)他的進(jìn)化理論提供了靈感。他在加拉帕戈斯群島觀察了數(shù)種動(dòng)物后發(fā)現(xiàn)，島上很少有與鄰近大陸相似的物種，并且還演化出許多獨(dú)有的物種，如巨型的加拉帕戈斯群島陸龜。達(dá)爾文開(kāi)始以為，島上的燕雀科鳥(niǎo)類(lèi)應(yīng)與南美洲發(fā)現(xiàn)的為同種，但經(jīng)過(guò)研究，13種燕雀中只有1種是與其大陸近親類(lèi)似的，其余都或多或少地發(fā)生了演化現(xiàn)象。它們?yōu)榱诉m應(yīng)島上的生存環(huán)境，改變了鳥(niǎo)喙的大小。雖然當(dāng)時(shí)人們還不知道“演化”這個(gè)詞，事實(shí)上，演化一詞就是由此次觀察的結(jié)果得來(lái)的，并因此廣為人知。