拉马克式遗传缺乏证据。可是即使没有依据,我们也有理由确信,获得性状的遗传是不可能的。

生物学是研究宇宙中“复杂的”事物的一门科学,而物理学则是一门研究“简单的”事物的科学。正是由于生物的复杂性和其精巧的适应性,所以要求对它作出一种特别的解释。而这种迫切的愿望常常驱使人们去相信存在着一个超自然的“创造者”。“复杂性意味着不可能运用统计学的方法来确定。统计学愈是无能为力,我们就愈是不能相信这种“复杂”恰恰是碰运气产生的。显然这种“复杂性的出现不是由于机会,而是聪明的设计师的杰作。达尔文展示了这没有方向的自然力量怎样起到似乎是有意识的设计作用,并好像多层滤纸对各种各样的机会进行反复筛选,从而最终导致组织上和适应上的复杂性,导致蚊子和猛犸,导致人类,从而间接地导致书籍和计算机的出现。

达尔文的理论现在得到了所有有用的证据的支持,每个严谨的现代生物学家都对这个真理不抱任何怀疑。尽管证据是重要的,但我想在这篇文章里探索进行一种不同性质的论点的讨论。不管证据如何,我觉得达尔文的自然选择可能是我们所知道的能够用来在原上解释生物具有组织上和适应上的复杂性的唯一理论。现阶段,这个理论在形式逻辑的意义上来讲是不严密的。我解决问题的办法是检验达尔文自然选择之外可供利用的别的解释,并揭示,即使证据并不与之相抵触,但它们也不能胜任我们要求它们承担的概念上的任务。(也可提出一个相似的论点,即支持渐进式进化,而不支持跳跃式进化。至少当这个跳跃式进化是以达尔文的方式来进行解释时是这样的。)

我知道,除了达尔文学说以外,能对于生物的有组织和似乎是有目的的复杂性作出解释的,只有上帝和拉马克主义。对于上帝,恐怕我得作一点忏悔。它当然具有许多德行,毫无疑问,它非常有道德和能安慰死者,这是极其可贵的,但它对于解释生物组织上的复杂性则无能为力。正因为我们想解释的是很有组织的复杂性,所以去灵于一个很有组织和极其复杂的上帝的创造,这是愚蠢的。

拉马克学说是饶有兴味的,这里我将花些时间来进行讨论我希望这不是徒劳的。尽管远非公正的热心者作了许多努力,但确实没有一点可用的证据来支持拉马克的假设。但这可能正是地球上生命的一个事实。很有可能在某个别的星系里有一种生命的形式,它的进化是由拉马克式的力量推动的,在这篇文章里我将探索那种可能性,即使我们甚至可以不屑一顾,并在逻辑上拒绝考虑拉马克学说。

研究拉马克的历史学家有时抱怨一些现代作者,他们不公地过分强调了他的理论中的用进废退和获得性状遗传的原则,因而损害了拉马克本人认为更加重要的其他一些概念,特别是这样的看法:假如一只动物要某个器官,那么这个“需要”将会由于某种原因而使有关器官得以产生。但是这个概念对于现代的见解来说显然是不可理解的。因此我们把他的理论集中在至少有某种可能对进化作出解释的那些部分上,这样做对拉马克是较为公正的。这里是指集中在用进废退与获得性状遗传上。

获得性状有许多类型,最多的是损伤。即使这种损伤是可以遗传的,也不能帮助我们去解释进化,因为它是一种退化而不是改进。其他的获得性状则能够认为是改进。那些使用着的肌肉迅速增长,继续用来做过去做过的同样的动作会使肌肉长得更大。裸露的皮肤例如脚底,当我们赤脚走路时,会变得较为坚韧。因此,一个赤脚走路的人,结果会变得更适宜于赤脚行走。假如我们自己经常暴露于太阳之下,就会变得皮肤黝黑,结果使得我们能更好地抵御太阳光辐射的伤害。尤其是神经系统,由于其在地球上的经历,结果它的状态改变了,能够更好地在这个世界上幸存下来。一个被蝎子刺蝥过的动物的神经系统会获得永久性变化,使得它将来能避免这种刺螫。

因此,获得性状能够成为一种改进。一只动物会由于获得性状而能更好地适应环境以幸存下来。只要这个理论成立,那么一个获得性状的改进就能被动物的后代遗传下来这个改进便一代代地积累起来,从而形成了进展性和适应性进化。

我的理论上的第一个难点是关于神经系统怎样“确定”一个获得性状究竟是否进步。可能为了解决这个困难,拉马克才乞灵于他的神秘的“欲求”原理,正如我已经讲到的,大多数获得性状是损伤而不是改进,因此必定存在着某种机制可以把改进遗传下来,而损伤则不被遗传。如果你说你赤脚走路,你的脚底将会变得比较坚韧,那当然很对。那么它们为什么会变得比较坚韧而不是比较柔弱呢?达尔文主义者很容易回答,即脚底所以变得较为坚韧,是因为在过去,那些由于脚底磨损而在遗传上变得柔弱的动物没有留许多后代。自然选择照顾到这一点,它使得动物在它们的生命期间所获得的性状是一种改进。有了自然选择这个基础,假如孩子能够直接遗传得他们双亲的获得性状,那就很好,因为这些获得性状确实能倾向于成为一种改进。但这个改进首先来自于自然选择。假如拉马克遗传存在的话,能够达到的只不过把获得性状的好处延长到一代以上而已。

这个论点应用到一种特别重要的“获得性状的改进”一学习这个行为上则更有说服力。一个已经学得某种行为的动物通常比它在尚未学习之前能更地适应环境。一只孵出壳的小鸡具有叼啄几乎任何小东西的癖好。过一会后,假如给它混以木屑的小麦粒,它就会专啄麦子而不啄木屑,它经懂得麦粒好吃,木屑不好吃。通常,一个学得的行为有助于这动物幸存下考,这是一种可以非常有利地从亲代传递给后代的获性状,假如这种传递是可能的话(当然是可能的,但不是通过遗传的方式)。

另外,动物学习时经受的变化是一种改进方向上的变化,这是由什么决定呢?为什么动物学习做的是对它们有利的而不是对它们有害的事情呢?非常简单,回答必定是:动物看作为“报偿”的刺激倾向于与那些对它们有利的事情联系在一起,而它们看作“惩罚”的刺激则倾向于与那些对它们有害的事情相联系。“报偿”被定义为是广种刺激,当受到这种刺激时,倾向于导致动物重复先前做过的某种动作。假如给已经吃过一粒小麦的小鸡以机会的话,它就很可能变得更希望再吃到一粒麦子,这里麦子即是一种报偿刺激。小鸡每次敲击一个篮键时给它一粒麦子,这样就会使得小鸡学习敲击篮键,我们就说麦粒是一种报偿。相反,假如一小鸡学习躲避敲击篮键时会受到一次电击,我们说电击就是一种惩罚。

我们当然倾向于假设,动物会把像麦粒那样对它们确实有营养的或者适合的东西作为报偿来对待,而疼痛,则会不言而喻地被它们看作为是有害的:东西,但实际上并非如此。很容易想象,一个动物可以有这样的神经系统,它能把损伤感受为享受。因此必定存在某个东西,它能使得神经系统把有利的东西作为报偿、而把有害的作为惩罚来对待,这就是自然选择。任何把损伤当作享受的遗传趋势将会比把损害当作痛苦的遗传趋势不易繁荣。假如小麦是某种动物唯一合适的常规食物,那么具有把小麦的味道认为是惩罚的遗传倾向的任何个体就不会幸存长久。为了使得我们让动物学习的那个变化得以正确地实现,那么必须给这个动物提供一系列正确的报偿和惩罚刺激,而这个提供最终还得由自然选择来完成。这就是Konrad Lorenz在谈论“天生的教导机制”或“天生的小学女教师”时的意思。

那么,假如一个动物在其实验期间所获得的聪明才智”能够以某种方式进入它的基因并遗传给后代;那些后代便能够真正受益。但是这样的一个过程本身是不可能成为在适应方向上进展性进化的基础。这种进步和方向都必须来自于自然选择,即使这个选择是间接通过报偿和惩罚的机制来实现的。拉马克认为他的理论缺乏一个附加的“引导力量”,因而不完善,这是对的。他假设的这个引导力量一一欲求needs)——能够自动唤起一种办法,以达到满意程度,这显然是一种不可理解的无稽之谈。这个理论只不过解释了它预备要假释的东西,因此并不比乞灵于上帝来得更好。但是由于拉马克认识到除了单纯的“用进废退”之外,还需要某种引导力量,那是值得称赞的。由于自然选择是一个能够确实起作用的“引导力量”,我猜想,假如拉马克活得更长一些的话,他一定会举双手欢迎自然选择的。

眼睛晶状体的使用和色差病变

那么,关于我对一种生命形式能够依据马克进化而存产生怀疑的第一个原因的论述就此为止。我的第二个怀疑是与用进废退”对于导致产生具有复杂功能的器官的能力有关。这与一个器官或其一部分的大小跟它使用得多少有关这种情况是一回事。可能一只前肢使用得很多的动物会具有发达的前肢肌肉,而一只后肢用得多的动物具有发达的后肢肌肉,我们这里谈论的是关于在大方面的非常简单的变化。同样的原理能够适用于像眼睛、耳朵或心脏这些复杂器官机能的微细改善上吗?假如一只动物频繁地使用它的眼睛,通过其眼球晶状体的物像数量不断增加,那么这能够提高晶状体的视觉本领吗?纯粹的使用能够促进球面像差和色差的矫正吗?回答肯定是不能。

自然选择的理论对于解释生物不确定复杂性的适应改进上的进化没有什么问题。显然,一个球面像差病变的晶状体很能比病变稍轻的晶状体更多地导致动物的死亡。判断悬崖精确位置的丝毫错误,对象雨燕这种高速飞行的动物来说往往是致命的。不管什么样变化,也不管这种变化是怎样小、怎样微细和怎样间接,只要它能增加雨燕避免碰撞的能力,以及燕子的眼睛、脑子或它身体上不管哪个部位的任何微小改进,这些都是有利于自然选择的。在自然选择的理论里,适应性和进化两者之词的关系是直接的和紧密相连的,对动物有利的任何东西都是倾向于能够进化的。在拉马克的理论中,由于它撒出了一个粗糙的“用进废退”的烟幕上述这种关系便显得薄弱和模糊不清了。拉马克的理论是基于这样的准则:一个动物对其某个部位使用得愈多,那这个部位就应该愈大。这个准则只是在某些情况下才具有某种最低限度的正确性,它缺乏普遍的意义。不管怎么说,它作为一个适应性的雕刻家,在与自然选择这把精巧锋利的雕刻凿刀相比,这个准则只是一根粗糙的大头短棒而已。

假如生命不断地在某个别的星球上发现的话,那么我认为,我们完全能够确信这个生命将按达尔文进化机制的某种形式进化。进化的方向,决定适应方向的推动力,将通过最初的随机的(或至少是没有方向的)变异贮存库中的非随机幸存产生。假如获得性状的遗传确实发生在某个星球上,那么充其量它也只是铺平两代之间的适应性变化的道路,不可能引进新的适应上的复杂性。

[New Scientist 1982年415日]

——————

*Richard Dawkins博士是牛津大学动物系讲师。