内容提纲
  • 物种起源
  • 历史上关于演化的观点
  • 演化与固定性
  • 演化的线索：鸟与化石
  • 对《物种起源》的反应
  • 人类演化：人类的由来
你知道么？
你知道吗，演化论并非始于查尔斯·达尔文。在达尔文的传奇性著作《物种起源》改变世界前的2000多年里，演化论一直是西方思想的一部分。
关键概念
  • 查尔斯·达尔文在支持和解释自然选择演化论方面起到了关键作用。
  • 达尔文的观察技巧与准确记录数据的能力使他得以建立一个关于演化发生机制的综合模型。
  • 通过自然选择而展开的演化理论解释了所有生命形式如何在系谱上相互联系，并且强调物种内部的变异是演化变化的根源。
很少人能凭借一个想法改变世界。生活在十九世纪的英国博物学家查尔斯·达尔文就是这样的一个人。我们把演化论与爱因斯坦的广义相对论等其他革命性的科学突破相提并论。然而人们似乎不太关心生活在光速恒定的宇宙中意味着什么，而更关心活在人类从全身毛发的猿类演化而来的世界里意味着什么。
这个问题不容易回答，因为它涉及生命、人类与宗教的本质。这也是为什么有些人提到达尔文就出自本能地不信任，尽管他对于我们理解生命所做的贡献，就像爱因斯坦对于我们理解宇宙所做的贡献那样，已经得到了确定无疑的证实。因此毫不奇怪，比爱因斯坦著名的方程E = mc2，人们更容易误解达尔文自然选择概念的含义。
物种起源
达尔文的传奇性著作《论依据自然选择即在生存斗争中保存优良族的物种起源》（On the Origin of Species by Means of Natural Selection; or, the Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life）常被列为有史以来最伟大的著作之一。他在书中提出的三个核心思想是：
  • 发生演化这一事实。
  • 关于自然选择是演化过程背后的驱力或机制的理论。
  • 种系发生（phylogeny）的概念，即一切生命形式皆通过其系谱或“家族根源”而在种系上彼此关联。
达尔文的这些想法，来自他为期五年的环球航行（图1）。十九世纪30年代初，他乘坐英国考察舰艇“小猎犬号”，在船上担任博物学家，记录小猎犬号发现的地质、海洋生物、陆地动植物以及人类信息。1831年，达尔文22岁，刚从大学毕业，痴迷科学，对地质学和自然史很感兴趣。他计划成为一名牧师，部分原因是他认为当牧师可以有充足的时间追求其他兴趣。
图1：英国皇家海军“小猎犬”号是一艘长 90.3 英尺，装备 10 门火炮的护卫舰。
【考考自己】达尔文在《物种起源》一书中的主要观点之一是，所有生命形式都有共同的家族根源。
a.对
b.错
历史上关于演化的观点
达尔文敏锐地意识到，演化论的想法已经广为流传，并在一些圈子里引起了激烈的争论。事实上，演化论已经存在于西方思想，自古希腊哲学家亚里士多德提出解释世界如何形成的自然定律以来，至少已有2000多年的历史。这些定律是关于宇宙起源与人类起源的神话和故事（一切本土文化似乎都会产生这样的神话和故事）的替代物。亚里士多德的提议有一些相当具体。例如，他认为有“较高”的物种和“较低”的物种，较低的物种是较高的物种的起源。
中世纪过后，欧洲对生物学感兴趣的科学家认为演化论是一种具有重要历史意义的观点。达尔文的祖父伊拉斯谟斯·达尔文博士（Dr. Erasmus Darwin）甚至曾经撰写过大量关于演化论的文章。而在达尔文所处时代改变思潮的，是自然科学正走向现代化和专业化，开始拥有自己的学会、会议、出版物。模糊的演化论概念上升成为科学假说，可以通过研究、证据、推理方法对其加以证明或反驳。
演化与固定性
临近十九世纪中叶，演化论的观点严重挑战了当时流行的物种是自然界中不变的固定性观点。这种被称为“物种固定性（Fixity of Species）”的概念来自欧洲动物学家和植物学家的学科文化，它反映了西方宗教与《圣经》中讲述的创世故事。“固定性（fixity）”这一科学论证的关键点，是每个物种的结构都是基于一个模范、理想的形式。换言之，植物学家会提出，所有的野蔷薇看起来都应该像是彼此的复制品，因为野蔷薇应该是以一种精确、确定的方式构造的，否则它就不是野蔷薇了。为什么呢？因为每朵野蔷薇都是上帝“完美”的创造行为的产物。如果每朵野蔷薇都是完美的，那么就没有理由改变任何野蔷薇，它们也不可能发生过变化。
然而，并不是所有人对固定性观点感到满意。一些地质学家和动物学家认为，物种实际上可能会随时间而发生变化。事实上，“演化有可能是自然界之基本特征”最终成为了十九世纪科学的关键问题。原因之一是当时逐渐发现了化石，其中一些是在高度“不完美”的环境里发现的，似乎不符合造物的逻辑——例如，在阿尔卑斯山和喜马拉雅山等山峰顶部发现了海洋里的贝壳。
达尔文不禁思考，物种是固定不变的，还是倾向于演化的？经过“小猎犬号”上五年的生活和工作，在收集和描述了大量多种多样的自然史标本后，达尔文成长为了一流的博物学家——事实上，他是世界上最好的博物学家。达尔文看待物种的方式不同于那些认为物种是完美的人。达尔文并不关注个体的相同之处，他认为重要的是，尽管你我这样的个体同属一个物种，但我们不尽相同。他意识到，这些不同可以成为演化的原材料。
【考考自己】在达尔文的时代，大多数人认为
a. 随着时间的推移，植物和动物的结构发生了变化，以适应它们的环境。
b. 每个物种都是基于一个完美的模型，因此没有理由或可能发生改变。
演化的线索：鸟类和化石
促使达尔文完全接受演化论的一条线索，是一种名为嘲鸫的小鸟。嘲鸫是一种不起眼的动物，翼展约为10英寸。它们生活在北美、中美、南美的诸多栖息地，从加拿大南部直至智利和阿根廷。达尔文在加拉帕戈斯群岛（厄瓜多尔海岸以外的一个小岛群）上对它们做了观察和收集，并将他采集的标本寄回伦敦进行研究。
图2：1835年小猎犬号在加拉帕戈斯群岛的航行路线。红色三角形表示岛屿上的火山。达尔文对群岛中不同岛屿上的动物之间差异的观察，这对他发展演化论起到了重要作用。
航行结束后，达尔文就其分类问题（见“分类学”模块）咨询了英国最有经验的鸟类学家之一约翰·古尔德（John Gould）。达尔文惊讶地发现，自己对一些鸟类的分类是错的，因为他很难区分物种和亚种。嘲鸫种和亚种的物理特征彼此融合。对于达尔文来说，这意味着，他所接受的用来识别和分类动植物物种的指导方针，即每个物种都应有一种理想化的“完美”形式——物种固定性——是分类学家武断创造的规则，不过是未经检验的假设。从逻辑上可以推断，假如物种不是为了成为一系列完美的个体复制品而被设计的，那么演化变化——或者说一个物种向着另一个物种的“转变”——是可能的。达尔文立刻意识到，如果一个亚种的变化比平常大一些，那么就可能成为物种，也许就因为它们被隔离在一个孤岛上。
促使达尔文接受演化论的第二条线索，是化石。当有机体死亡后，其遗体通过吸收所埋土壤中的矿物质而变得坚硬，从而形成化石。因此，化石是过去生命的直接证据，在考虑诸如演化这样的依赖于时间的概念时，具有重要意义。在阿根廷，达尔文收集了巨型的披甲野兽大地懒的化石（图 3），它们与世界上任何地方的任何其他动物都不一样。只有达尔文在南美看到的坦克般的犰狳，才与它们有些相似之处。将这两种已灭绝的和现存的物种放在一起考虑，达尔文推测大地懒可能和犰狳存在关联。他认为它们可能是一个南美哺乳动物大群的一部分，这些动物演化出盔甲作为保护性的适应。他推测，大地懒的远古“表亲”可能是犰狳的祖先。
图3：现已灭绝的美洲大地懒（巨型地懒）的化石，它们生活在大约2300万年前至12000年前的南美洲。
加拉帕戈斯嘲鸫和阿根廷大地懒为达尔文提供了两种互补的演化观点。其中一种观点通过比较现存的动物来帮助达尔文想象生物的变化。另一种观点则通过比较一个灭绝的物种与一个现存的物种来帮助达尔文理解演化。达尔文在“小猎犬号”的五年航行中收集了演化拼图的碎片；但要将这些碎片拼成一个基本的模型，展示给公众，他还需要继续努力几十年。1859年，在他开始“小猎犬号”航行的二十多年后，他的著作《物种起源》（Origins）出版了。
对《物种起源》的反应
《物种起源》马上被认为是一项巨大的科学成功。这是达尔文第二次发表他的演化论解释，堪称科学史上最离奇的一段插曲。一年前，达尔文得知另一位博物学家阿尔弗雷德·罗素·华莱士（Alfred Russell Wallace,）也想到了自然选择演化论，他们最终就这一主题撰写了一篇联合论文，以共享荣誉。但是，达尔文和华莱士的论文与《物种起源》无法相提并论，《物种起源》囊括了达尔文在20年里所发展出来的实例和推理。《物种起源》远远不只是提出了富有争议的演化论观点，它还提出了一套新的思维体系，另一种提出科学问题、收集科学证据、科学地检验假说的方法。
一些人对此书的出版不甚满意。《物种起源》的核心观点是，演化是一种永恒的、不可阻挡的、基本的自然法则。这意味着，十九世纪中叶，人们有了新的、逻辑上站得住脚的、基于证据的方法来观察生命，这些方法挑战了几百年来广为接受的宗教思维方式。因此，它触怒了那些不太关心动植物生物史，而更关心这些重大思想带来的深远意义的人。（见图4中对演化论的讽刺。）
图4：达尔文的理论在出版时遭遇了强烈负面回应。在此，讽刺性出版物Punch's Almanack讽刺了达尔文的演化论。 
《物种起源》中完全没有提到的“问题中的问题”(Question of Questions)，其实更为有趣。达尔文一直知道，这种新的演化生物学可以运用于嘲鸫和犰狳，同样也可以运用于人类。就像嘲鸫一样，人们在外观上因国家、所在大陆，一个岛屿与另一个岛屿而不同。正如犰狳和大地懒，现代人类的骨骼与在德国尼安德谷发现的已灭绝的（后来被称为）尼安德特人的化石非常相似。达尔文在《物种起源》中丝毫没有提到这点，即便他的研究已经超凡彻底，他还没到这一步。假如他提到这点，艰难的单打独斗会随之而来，对此他同样没有准备。
【考考自己】当达尔文的《物种起源》出版时，
a.它立即被科学家和非科学家接受为科学事实。
b.它让一些人感到愤怒，因为演化论挑战了当时的宗教思想。
人类的演化：人类的由来
约12年后，即1871年，达尔文还真就出版了一本专门讨论人类演化的书，《人类的由来及性选择》（Sexual Selection and the Decent  of Man）。当时，英国对于他的思想的愤怒已经平息，演化不再是被激烈争论的问题。那时，其他成就卓著的科学家已经撰写了有关人类演化的书，最值得注意的是托马斯·亨利·赫胥黎（Thomas Henry Huxley）于1863年出版的《关于人类在自然界中的地位的证据》（Evidence as to Man's Place in Nature）。这一观点正在逐渐被社会吸收。但没有什么能比得上达尔文对演化过程天才般的思考，因此也没有人能比得上达尔文对人类这一主题的论述。
《人类的由来及性选择》既展示了当时已知的关于人类演化的少数事实，也揭示了演化作为我们思考伦理与个人价值观的一种方式的意义。达尔文知道，演化是人类物种需要理解的最重要的思想之一。他知道，从演化的角度看待我们自己，并不只是通过望远镜回望我们自身原初的起源，演化还是一面镜子、一个显微镜，可以用来观察今日的我们。
资料来源：
Alfred L. Rosenberger, Ph.D. “Charles Darwin I” Visionlearning Vol. BIO (3), 2003.
https://www.visionlearning.com/en/library/Biology/2/Charles-Darwin-I/110
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