地球的生命如何诞生的？生命进化论和创造论之争 -生命是自然演化的还是被创造的？ #宇宙探索 #天文 #宇宙 #未解之謎

大腸桿菌是地球上一種常見的單細胞生物 這個奇特的結構叫做鞭毛馬達 它是大腸桿菌身上的一種鞭毛結構 這種生物結構可以使鞭毛達到每分鐘十萬轉 並且擁有接近100%的能效轉換 鞭毛馬達像是一個極致經典的納米機器 裏面還有質子泵 通過轉運氫離子將化學能轉化爲動能 然後通過傳動給鞭毛的接頭裝置 讓鞭毛絲達到旋轉和攪動 讓大腸桿菌能夠自由行動 不光如此 鞭毛馬達還能實現反向旋轉 還有感知環境的探測功能 是一種非常神奇的生物馬達結構 這再次刷新了人類對單細胞生物的認知 除了單細胞生物 地球上還有豐富多彩的多細胞生物 魚兒可以在大海中自由遨遊 鳥兒在天空中乘風高飛 人類則主宰着我們腳下的大地 地球上有數以萬億計的物種 它們構成了一個多姿多彩 生生不息的美麗世界 地球上生命的出現是一個偉大的奇蹟 有科學家這樣比喻 在宇宙中地球生命的出現 就好比把一塊手錶拆成幾百個零件 然後把它們扔到海洋中 依靠海水的潮汐流動 讓這些零件重新組成一塊手錶 地球上如此複雜而有多樣化的物種 是如何形成的 地球生命是從地球自身產生的 還是起源於外星球 宇宙中的無序原子 究竟經歷了多少次無序的碰撞 才幸運地促成了DNA和蛋白質的合成 讓生命的信息與能量 可以有序地傳遞下去 這些問題註定沒有一個簡單的答案 在我們深入討論生命的起源和進化之前 一個無法繞過的重要問題便是 生命的定義究竟是什麼 什麼是生命 生命是一些生物化學反應的組合 從物理學的角度看 生命是一個傷值比周圍環境低的系統 從信息學的角度看 生命通過消耗能量的方式來維持信息的傳遞 從生物學本身來看 生命是一套自我複製的系統 是由細胞組成的 能夠自我繁殖的能量敗泄現象 理解生命的存在形式 組成和特徵 有利於我們更好地理解生命的形成過程 比如組成生命的最基本元素 其中的氫元素一直可以追溯到宇宙大爆發之初 而水、蛋白質、核酸和細胞膜中的碳 氧核氮原子也有數十億年的歷史 2020年底 日本宇宙航空研究開發機構JSA的 小行星探測器損鳥2號結束爲期六年的太空探測 從位於地球和火星之間的小行星龍空 帶回約5.4顆行星表面樣本 到目前爲止 日本科學家已從這些樣品中 檢測發現了二十多種氨基酸 爲此 日本科學界鄭重宣佈 宇宙中存在生命之源 但遺憾的是 直到目前爲止 人類在宇宙的其他星球上 還沒有找到生命體 地球仍然是已知的宇宙中 唯一擁有生命的行星 地球上的生命都屬於碳基生命 所有已知的碳基生命 都依賴於碳元素和水 當然這並不能排除 由生命能以其他形式存在 因此我們需要對生命 進行一個更寬泛的定義 生命由什麼組成 是一個相對主觀的問題 一直以來人們爲此爭論不休 但以地球上的生命作爲參照 人們對於生命的定義 包括了以下幾點 首先具備星辰代謝機制 也就是能夠採集能量爲己所用 其次能對環境變化做出反應 也就是能調整自己的行爲 第三可以進化 也就是生物體能生長並適應環境 最後能繁殖後代 有一些類似的生命形式 幾乎滿足以上所有條件 卻並不被一些科學家們 視爲普遍意義上的生命 比如病毒 爲何科學家說病毒不是生命 病毒必須侵入活體細胞 才能完成自身的複製 本身其實並不具備 星辰代謝和繁殖後代的能力 病毒從被發現至今 也不過短短一百多年 最早在十九世紀末 有研究者發現 狂犬病或許不是細菌導致的疾病 而致病的分子 似乎要比細菌小得多 因此他們將這種分子稱作Virus 一個起源於拉丁語Person的單詞 因爲這些分子能夠在人體內活動 並且還能和細菌一樣導致人患病 當時的科學家認爲 Virus也是一種生命 到了1935年 美國生化學家斯坦利 提純獲得了菸草花葉病毒 通過他和其他同事後續的研究 人們才第一次見到了病毒的真面目 他們是由蛋白質包裹的BRNA核酸分子 除此之外 他們並沒有細胞中 用於代謝和生存所需的細胞器 這樣看來 病毒只能歸類爲化學分子 不過 當這種化學分子進入細胞中時 它又表現得完全不像普通的分子 病毒會被激活 利用細胞裏的各種細胞器和生化原料 來生產自己的核酸分子和蛋白外殼 這樣 病毒似乎就只能被放在 鑑於生命和非生命的形式中 病毒更像是一種寄居生命 因爲它們的行爲就像寄生蟲 需要細胞宿主來進行復制 隨着細胞中越來越多的細胞器結晶結構被發現 科學家已經確定 生命離不開和糖體、線粒體、液氯體等細胞器的幫助 而病毒使生命的聲音也在逐漸消失 那麼 到底哪些被歸類爲生命呢? 生物的三大類 目前 普遍異議的生物體都是以細胞的形式存在的 根據美國微生物學家和生物物理學家卡爾烏斯等人 在1977年提出的 細胞生命形式的分類三域系統的定義 生物體分爲三大類 細菌、古菌和真核生物 前兩類爲單細胞生物 後一類則既包含單細胞生物 也包含多細胞生物 就細胞的組成結構來說 這三大類各有不同 第一類細菌 沒有細胞核和其他膜狀細胞器 其主要遺傳物質爲一條閉合環狀BNA 開頭提及的大腸桿菌就是一種細菌 第二類古菌 也屬於缺乏細胞核的單細胞生物 但它們在某種程度上與真核生物更加接近 因爲古菌與真核生物 具有相似的基因轉路機制和新陳代謝途徑 古菌又稱古細菌 它可能是最古老的生命體 古菌常被發現生活於各種極端自然環境下 如大洋底部的高壓熱溢口、熱泉、巖淺湖等 在我們這個星球上 古菌代表着生命的極限 確定了生物圈的範圍 例如 一種叫做熱網菌的古菌 能夠在高達113攝氏度的溫度下生長 這是迄今爲止發現的最高生物生長溫度 第三類真核生物的真核細胞的結構最爲複雜 它們不僅具有膜狀細胞核 還包括了其他被統稱爲細胞器的胞內膜狀結構 真核細胞的遺傳物質 主要具有一條以上的線性染色體 其他兩類只含有一條環形染色體 目前所有已知的生物都可以被劃分到這三域系統中 但這並不意味着世界上不存在其他形式的生命 它們或許只是未被我們發現而已 關於地球生命的誕生 主要有地球生化起源說和外星生命說兩種 地球生化起源說 根據科學家的估算 地球的天文年齡約爲45.4億年 什麼是天文年齡呢? 就是地球從無到有的過程 現在地球上能測到最古老的岩石大概是43.7億年 所以科學家認爲地球的真實年齡肯定早於這個時間 通過計算機 科學家對於構建的模型進行了推算 就得到了45.4億年這個數字 而月球的年齡也相仿 約爲45.27億年 這說明地球和月球屬於同一時期誕生的 所以纔有了地月大碰撞的同源假說 對於地球生化說 生命的誕生要從地球的誕生說起 45.4億年前 太陽剛剛誕生 周圍的行星都還是一團較重的星際塵埃 地球也是一樣 太陽周圍較重的元素 形成了體積小密度大的岩石行星 較輕的元素距離太陽稍遠一些 形成了體積大密度低的氣態行星 早期地球處在熔融狀態 較重的元素墜入地球核心形成地殼 較輕的元素堆積在地球表面形成地殼 直到38億年前 地球的分層結構才趨於穩定 大約在41.4億年前 地球遭遇大型天體撞擊 火山活動全面爆發 地球內部的水分遇熱蒸發 火山氣體也跟着往上走 大氣逐漸形成 隨後蒸汽遇冷開始凝結 一場持續幾百萬年的降雨 讓地球上的海洋逐漸形成 此時地球的溫度還很高 但卻給生命的誕生創造了條件 地球上最古老的生物 至少出現在35億年前 這是科學界公認的一個數字 在2017年的一份研究報告中 研究人員展示了澳大利亞西部 34.65億年前岩石中的古老微體化石 它們是形態類似現代細菌的微體化石 屬於單細胞原核生物 這個時期的微生物 在地球上已經很普遍了 那麼最古老的生命 應該還要早於這個時期 同樣是在2017年 英國科學家在《自然》雜誌上 發表了自己的最新研究 他們在加拿大北部的岩石中 發現了42.8億至37.71億年前的 直徑約20微米的赤鐵礦化絲狀管體 疑似是鐵細菌化石 月球早期 曾被小行星等大小星際物體撞擊過 巨大的月球環形山 就是這些撞擊留下的傷疤 由於地球比月球大得多 它可能會遭受更多的撞擊 最大的撞擊所釋放的能量 可能會導致任何已經出現的原始生命的滅絕 有人認爲 地球生命可能起源過多次 但都被猛烈的撞擊抹去了一切 直到38億年前大撞擊結束後 才得以倖存下來 由此看來 生命可能起源於42億至38億年前的某個時候 那麼 爲什麼很多人提出是海洋孕育了生命呢? 1953年 芝加哥大學的史丹利米勒 與哈羅德尤里主導完成了著名的米勒遊歷實驗 這個實驗用高溫高壓模擬地球早期的環境 然後通過電火花模擬閃電 該實驗一共得到了22種氨基酸 5種氨 以及很多強氣化的化合物 米勒實驗證明 由無機物合成小分子有機物是完全有可能的 這說明 早期的地球海洋中可以產生巨量的有機物 我們知道 生命活動的前提是有機物 生命是離不開有機物的 這也是爲什麼 現代人類尋找地外生命的其中一個手段 就是尋找地外行星上有機物存在的痕跡 比如 科學家在對掉落地球的火星隕石做探分析後 發現了有機物的線索 而在同一年 好奇後也在火星上做了探分析 同樣發現了有機物的痕跡 這說明 曾經的火星完全可能和早期地球一樣 可以創造出生命的溫牀 早期的地球海洋剛剛形成 巨量的蒸汽、閃電輻射 加上高溫高壓的環境 海洋中創造出了巨量的有機物 這給早期生命的誕生提供了原始湯 而有機物的多分子體系 最終演化成了原始生命 這一過程都在原始海洋中形成 不過 這個事情到底是不是一定發生呢 這就要說到概率學了 概率學上說 只要有足夠多的猴子 它們中就必然有一隻可以寫出一本《哈姆雷特》 但這個概率是不是太小了 生命的誕生是不是真的就是偶然性的概率事件呢 目前 科學界給出的答案就是偶然 這其中涉及到天體生物學、生物化學 生物物理學、地球化學、分子生物學 海洋學和古生物學 也就是說 在極小極小的概率下 地球的原始生命才得以誕生 不過 這個也可以理解 生命誕生的概率如果很大 那地球之外的外星文明鄰居一定不會少 我們也不會在太空中苦苦搜尋 卻搜索不到一個外星文明瞭 除了地球生化起源說 還有一種假說也在科學界獲得了普遍的支持 它就是外星生命說 外星生命說 這個外星生命說並不是外星人來到地球上 撒了把生命的種子 然後地球上就有了生命那麼簡單 星際空間中的化學反應和能量爆發 是地球上完全不能比的 所以星際空間誕生生命物質更容易一些 也可以說是概率大一些 現如今 科學家在研究微生物的時候發現 某些微生物在太空中是可以存活下來的 它們在太空中會進入到休眠狀態 這個蠕動的蟲子就是水雄蟲 它具有極高的生存能力 不怕輻射 不需要氧氣 如果周邊環境足夠惡劣 它就會休眠進入加死狀態 等到周圍環境適宜生存 它就會復活過來 而早期的原始生命可能具有更強的適應能力 所謂結構越簡單 東西越穩定 《外星生命說》提出 星際空間的原始生物經過一場超新星爆炸的衝擊波 被送入太陽系 正好落到了早期地球的溫牀之中 原始生命得以存活 這個天外來客也從此在地球上生根發芽 地球上的原始生命體是簡單的單細胞結構 而單細胞生物並沒有我們想象的那麼簡單 單細胞生物 在漫長的地球歷史中 直到大約六億年前 地球上纔出現了多細胞生物 而在這之前的三十多億年裏 地球上一直都是單細胞生物的天下 單細胞生物獨佔地球歷史超過80%的時間 在現代人看來 單細胞生物結構簡單也比較原始 但根據研究發現 這些單細胞生物的能力遠沒有那麼簡單 上個世紀 有個動物學家聲稱自己發現了一個單細胞生物 遇到危險時好像會有自己的想法 這是一種單細胞淡水原生生物 它結構比較簡單 通過鮮毛在水中游動和進食 身體的尾部有類似爪子的裝置 可以把自己固定在其他物體上 遇到刺激的時候 它們可以做出複雜多樣的迴避行爲 但是後來很多人做了實驗 都沒有觀察到足夠規律的迴避行爲 直到一百多年後的二十一世紀 有科學家發現了當年動物學家的論文 他便複製了這項研究 最終的結果很驚人 實驗過程比較簡單 他們在池塘中找到這種單細胞生物 然後把它們帶到實驗室 反覆暴露在相同的刺激環境下 觀察它們會做出什麼樣的舉動 通過反覆實驗 這種單細胞生物竟然可以做到 大致相同的反應決策 研究人員對它們拋灑出刺激性粉末 這種單細胞生物首先會彎曲 改變鮮毛的位置 如果還避免不了粉末 它們就會選擇完全收縮 如果還是避免不了粉末的刺激 它們最終會放棄抵抗 選擇逃跑 這個結果讓研究人員非常驚訝 這種單細胞生物完全可以做到 優先級的決策 這種生物沒有大腦 卻可以有某種機制改變自己的行爲 從某種意義上來說 這就是一種極其簡單的意識 不光是決策層面 單細胞生物的構造和運行效率也非常可怕 就像我們開頭提及的鞭矛馬達 隨着科技的發展 人類的觀測手段越來越高級 看到的東西也越來越小 但越是往微觀環境下觀察 越會發現這個世界的奇妙之處 也同樣不斷刷新着人類的認知 也許只有足夠小的微觀環境下 生命的奧祕、世界的奧祕才能得以展現 但人類目前要走的路還很遠 在長達三十多億年的單細胞生物的演化之中 它們的構造和設計更爲簡單和高效 但多細胞生物的出現 纔是讓地球上煥發另一春的開始 多功能的生物構造 多樣性的生物本能 另一場生物大競賽即將開始 起初神創造天地 這是聖經開篇《創世紀》的第一句話 這與我們從小接受的進化論的觀念截然相反 生命是自然演化而來 還是被某種高等智能設計創造的 這是關乎宇宙與生命起源的兩種觀點 它們之間的爭論一直持續到了今天 在生命起源的問題上 創造論和進化論的觀點截然不同 創造論認爲 從原始到複雜的各種生物 都是由其他智能生命創造而來 比如由上帝或者外星生命創造 但進化論卻認爲 生命是在漫長的進化過程中 由無機物變成有機物 由有機物演化爲最簡單的單細胞生物 單細胞的生物又演化成了 多姿多彩的多細胞生物 那麼這兩種生命起源理論是如何產生的 它們的依據是什麼 究竟哪一種更有可信度呢 我們先從進化論說起 進化論的提出 在古代 人和動物對立的觀念 在東西方式共通的 九月聖經中說 神說 我們要照着我們的形象 按照我們的樣式造人 使他們管理海里的魚 空中的鳥 地上的牲畜和泉地 以及地上所爬的一切昆蟲 西伯來人 以及後來的基督教徒認爲 人類介於神和動物二者之間 針對人與動物的關係 神創論明確主張 神在創世時便確定了 人不同於動物 人優越於動物 但是 1859年大爾文發表的《物種起源》 給了人和動物對立的觀念 以致命的一擊 1831年12月27日 英國博物學家大爾文 搭乘海軍探測船小獵犬 後離開普利茅斯海港 開始了一場歷時五年的環球旅行 這次旅行 開始的時候並無特別之處 但在結束後 卻震動了整個世界 它的直接結果是進化論的誕生 間接結果 則是社會大爾文主義的 發酵和爆發 我們先來看一下 大爾文如何發現了進化論 這其實是一次偶然的發現 大爾文在南美洲考察時 在安底斯山山頂上 發現了海洋生物的化石 這讓他感到困惑 在小獵犬號啓航時 大爾文曾帶了一本 英國地質學家萊爾所著的 《地質學原理》 萊爾認爲地球的地形 地貌 地貌是經過長時間 不斷的細微變化的結果 萊爾相信 封閉、雨滴、冰雪等微小的力量 持續千萬年後 它們就可以完全改變地表的形貌 大爾文本人也相信 只要時間足夠 無法察覺的細微改變 也可以造成巨大的變化 大爾文推算 白厄紀中期距今約有 三億年左右的歷史 持續長時間 微小的地震等自然因素 使得原來在海中的生物遺蹟 能在高山上發現 在旅行的第五個年頭 也就是1836年 大爾文登上了南美大陸旁的 科隆羣島 即加拉巴戈羣島 這裏號稱世界上最美麗的羣島 生活着一些不尋常的物種 例如陸生獵蜥、巨龜 和多種類型的雀雷 在加拉巴戈羣島考察時 大爾文發現 每個島嶼上的陸龜及雀鳥 並沒有很大的差異 但又有些許的不同 他又發現 加拉巴戈羣島的生物 與南美洲大陸的種類非常相似 於是 他開始懷疑島上生物 可能有共同的祖先 它們之間的差異 是由於千百年來 適應各個島嶼不同環境的結果 每一個物種 都是一些細微的變化 在無數個世代的積累產生的結果 生物進化在當時 並不是新的概念 1809年 法國動物學家拉瑪克提出 當環境改變時 物種會調試自己的器官 來適應環境 常用的器官會發育變大 不用的器官會逐漸退化 並且這一代獲取的改變 會遺傳給下一代 但當時沒有科學證據 可以證明用進廢退 和獲得性的身體特徵 可遺傳的假說 後來 阿爾文又從英國人口學者 馬爾薩斯所著的人口論 得到靈板 馬爾薩斯提出 人類糧食的生產 永遠無法趕上人口的增加 糧食供不應求 會引發饑荒或戰爭 最終導致人口減少 阿爾文一字引申到 生物演化發生的機制 演化是生存競爭中 自由淘汰的結果 食物與空間等資源有限 只有最適應環境的個體 才能生存下來 延續族羣 物競天擇的概念 逐漸在達爾文的 五年環球考察過程中形成 在1836年回到英國後 達爾文慢慢將他的看法 寫成文章 但並沒有發表 大部分學者認爲 達爾文遲了很久 才發表他的作品 原因之一就是擔心 引起教會勢力的強烈反彈 1858年 達爾文接到在馬來羣島 調查的華萊士 有關物種形成的來信 華萊士對於物種形成的看法 和他有很多相似之處 《物種起源的序論》中 也提到了這一段過往 一方面 達爾文害怕被懷疑 剽竊後輩的想法 另一方面 華萊士的支持 使他增加了信心 於是 兩人在1858年的倫敦林奈學會中 以兩人共同署名的方式 發表了有關物種形成的看法 接着 達爾文在1859年 發表了《物種起源》 進化論從此誕生 加拉巴哥羣島 此後也被稱作進化島 達爾文《物種起源》的 核心是物境天擇 適者生存 同一物種在繁殖後代時會產生變異 那些適應環境的變異個體將存活下來 不適應環境的變異個體 則被淘汰 在長期的歷史演變中 經過無數次自然選擇 微小變異積累 而成爲顯著變異 由此可能導致新物種的形成 由此 物種在自然選擇的機制下 向着更加適應環境的方向 逐漸演化 自古以來 人們都認爲自然界這麼多的物種 從一開始就是這樣的 是被神或其他超自然力量 一下子創造出來的 但是《大爾文進化論》則提出 所有生物都只有一個共同祖先 自然界的生物 不是從一開始就是這樣的 而是由簡單到複雜 由單一到多樣演化形成的 《物種起源》一書 提出了物種變異 和自然選擇的思想 這預示着人類的起源 也據此有了新的產生 隨後 1871年《大爾文》發表了 《人類起源》 它根據當時的科學材料 指出人類的動物祖先 在很早的一個階段是水器的 像某些海峭的幼體一樣 生活在海里 後來經過魚類的階段 兩棲類階段 蛤蟆類階段 進化爲哺乳類 在高級哺乳類動物中 狐猴逐漸發展成猿類 人類最近的祖先 就是古代的某種猿類 所以 人類不過是生物進化 形成的一個動物物種而已 這樣一來 《大爾文》的進化論就徹底否定了 人和動物對立的二元結構 在《大爾文》提出的 由魚類到人類的進化書上 人類不過是一個很小的枝杈 進化論的時間維度 在《大爾文》進化論之前 自古以來 人們都是根據事物的屬性特徵 來定義事物的 拿分類學來說 自然界有多種多樣的生物 人們都是根據這些生物在形態 習性 公用等方面的一同 爲它們進行分類的 我們可以把這種分類方法 統稱爲性徵分類法 性徵分類法 只對生物做靜態的分類 物種之間有明確的界限 《大爾文》的進化論 首次把時間維度 引入生物分類學 把不同的物種 按照發生時的順序進行排列 這樣一來 既打破了物種之間的明確界限 又顛覆了物種不變論 地球上的一切生命相互關聯 無論是鳥類和香蕉 還是魚類和花卉 它們在遙遠的古代 都屬於同一個家族 自進化論誕生之後 相對於創造論 關於生命的起源 有了另一種解釋 但它和創造論的鬥爭 一直沒有停止 其實 《大爾文》的進化理論 在誕生時也並非完美無缺 當時一些生物學家 對是否接受這一觀點 猶豫不決 一些神創論者提出 進化論在當時存在着三大疑點 《大爾文》進化論的三大疑點 首先 缺少過渡性化石 按照進化論的觀點 生物進化是在環境的選擇下 逐漸發生改變的過程 因此 在舊物種和新物種之間 應該存在過渡形態 而這些 只能在化石中尋找證據 但是 在《大爾文》的論文發表時 在當時已發現的化石標本中 找不到一具可視爲過渡性的 《大爾文》認爲 這是由於化石記錄不完全 並相信進一步的尋找 將會發現一些過渡性化石 確實 在《物中起源》發表兩年後 從爬行類到鳥類的 過渡性石足鳥化石出土了 後來 各種各樣的過渡性化石 紛紛被發現 最著名的莫過於 從猿到人的猿人化石 如今 被稱爲過渡性的化石 已有上千種 與已知的幾百萬種化石相比 仍然寫得非常稀少 這有兩方面的原因 一方面 生物化石都是偶然形成的 因此化石記錄必然非常不完全 另一方面 按照現在流行的間段平衡假說 生物在進化時 往往是在很長時間的穩定之後 在短時間內 快速完成向新種的進化 因此過渡形態 更加難以形成化石 第二 地球的年齡問題 既然進化論認爲 生物進化是一個逐漸改變的過程 它就需要無比漫長的時間 凱爾文認爲 這個過程至少需要 十幾億年 但是當時物理學界的泰斗威廉 湯姆遜也叫凱爾文勳爵 他是一個神創論者 他用熱力學的方法證明地球 只有一億年的歷史 對於權威的物理學家的挑戰 凱爾文無法反擊 只能說 我確信有一天世界將被發現 比湯姆遜所計算的還要古老 我們今天已知道 凱爾文是對的 而湯姆遜算錯了 如今的地質學界 由千冊年法計算出 地球有四十幾億年的歷史 而至少在三十億年前 生命就已誕生 而在當時 在地球的年齡問題上 人們顯然更傾向於 相信物理學權威 第三 缺少遺傳機制 阿爾文找不到一個合理的遺傳機理 來解釋進化論 當時的生物學界 普遍相信 所謂融合遺傳 父方和母方的性狀融合在一起 遺傳給子代 這似乎是很顯然的 白人和黑人結婚生的子女的膚色 總是介於黑白之間 威廉 湯姆遜的學生 蘇格蘭工程師簡金 據此指出 一個優良的變異會很快地被衆多 劣等的變異融合稀釋掉 而無法像自然選擇學說 所說的那樣在後代保存 擴散開來 阿爾文雖然從動植物培養中 知道一個優良的性狀 是可以被保留下來的 但是他沒有一套合理的遺傳理論 來反駁簡金 阿爾文被迫做出讓步 承認永進廢退的 拉瑪克主義也是成立的 可以用來補充進化論 阿爾文進化論的 一個重要概念 是生物的變異 那麼變異究竟是怎麼來的呢 孟德爾的 豌豆雜交實驗 物中起源裏沒有回答 一個重要問題 那就是可遺傳的性狀 以及變異如何從上一代 傳給下一代 阿爾文苦苦追尋 依然沒有找到答案 最後他不得不在 物中起源裏提出一個模糊的概念 龍生龍 鳳生鳳 老鼠生來會打洞 對於阿爾文來說 現代遺傳學是一個黑匣子 阿爾文及其知識者和批評者都清楚 在這個黑匣子 被破解以前 任何理論都是不完整的 1868年 阿爾文發表臨時假說範生論 嘗試以此闡釋 遺傳黑匣子的內部運作 範生論認爲 生物體各部分細胞 都不斷釋放有機小顆粒 即所謂的微芽或者叫範子 它們可聚集至性線 並最終傳遞給子代 使其呈現親代性狀 其實 在當時 在範生假說出現的兩年前 格雷戈爾約罕 孟德爾發表瞭如今著名的 豌豆雜交實驗結果 儘管當時無人問津 包括當時的達爾文 孟德爾的豌豆實驗 是把一種開籽花的豌豆 和一種開白花的豌豆 進行溢花傳粉 第一次接出來的豌豆開籽花 第二次紫白相見 第三次全白 後來 從豌豆雜交實驗結果 孟德爾得出了 相對性狀中存在着 顯性和隱性的原理 孟德爾認爲 遺傳單位也就是基因 具有高度的穩定性 一個顯性基因 和它相對的隱性基因 在一起的時候 彼此都具有穩定性 不會改變性質 這些被後世稱爲 孟德爾定律 總體來說 孟德爾的結論足以解釋 遺傳學的黑匣子 1900年 三位植物學家各自重新實驗 並驗證了孟德爾的結論 有些人評價 大爾文主導了一個 複雜而龐大的科學謎題 孟德爾則負責填補缺失的拼圖 其實 孟德爾對後世的影響遠不止此 孟德爾對 現代遺傳學的影響 基因一詞 是在孟德爾之後引入的 現代遺傳學中的基因 通常被定義爲一段編碼 二聯類的DNA分子 DNA指導蛋白質的合成 孟德爾研究的 每一個生物表現性狀 比如豌豆花瓣的顏色 都由一個DNA分子控制 這種簡單的遺傳模式 現在被稱爲孟德爾遺傳 也叫單基因遺傳 不基因遺傳與之對立 一個生物表現性狀 受許多基因共同控制 目前 科學界已記錄下六千多種 遵循孟德爾定律 並由單個基因控制的人類身體 表現性狀和疾病 其中大多數性狀的 控制基因已被確定 然而 生物學中的大多數性狀 包括人類的許多常見疾病 例如糖尿病和炎症性疾病 都呈現更復雜的多基因遺傳 許多基因 以及環境因素 都會增加患病風險 基因研究 也給農業育種帶來了變革 基因革命之前 人類不可能以現有農作物品種 和畜禽種羣 養活八十億人 而近些年 科學家正在使用全基因組研究 來提高農作物產量 和家畜的品種優化 2001年 第一個人類基因組 序列發佈 隨着技術突飛猛進 測序速度提高了 而成本下降了 眼下基因組學領域 有一個雄心勃勃的目標 那就是爲地球上所有魚類 所有脊椎動物 甚至所有真核生物測序 此外 基因組測序 可釋放古DNA的全部潛力 使重建古人類和現代人的 進化歷史成爲可能 在測序技術幫助下 科學家還能順利地 研究一百萬年前的DNA 直接從時間維度 切入生物的茫茫進化史 到目前爲止 達爾文的進化論 已經創立一百七十多年了 在其誕生之初 它是作爲一種假說被提出來的 這些年 學術界已經完善了 由千策年法對化石證據的排序 和基因證據 從此 進化論在科學上 被質疑的聲音越來越少 但即使如此 哲學層面的爭議 至今仍未解決 進化論在哲學界的爭議 隨着進化論的興起 在十九世紀的歐洲 自然神論也開始萌芽 在自然神論的世界觀裏 上帝雖然創造了生命 但它隨後就停留在 大自然之外 並不參與大自然的運作 而進化論構建的無神論 世界觀對哲學界的影響 遠遠超過了對科學界的影響 如果自然界 自身可以產生生命 並進化出人類 那麼人們就不必相信 有一位上帝了 哲學家尼采甚至高呼 上帝已死 當時 大爾文提出進化論不久 進化論構建的無神論世界觀 在哲學上 首先被一些人接受了 按照進化論的世界觀 人類是在優勝劣汰 適者生存的競爭中 生存下來的物種 大自然用一種殘酷無情的篩選機制 消滅了一些生命 保留了一些生命 而這種自然選擇 仍然在繼續進行 那麼我們該如何 在這個進化過程中 做一個生存下來的適者呢 按照這種世界觀 保證自己不被無情的競爭所淘汰 成了人們生存的首要目標 英國哲學家赫伯特 斯賓塞將適者生存的理論 應用在社會學領域 產生了社會大爾文主義 在剛開始 在社會大爾文主義中 人類被分爲不同的種族 種族之間的關係 被描述爲你死我活的 殘酷競爭 在德國 恩斯特海克爾於1899年 通過《宇宙之謎》 一書將社會大爾文主義 引進了德國 爲希特勒的納粹主義 提供了精神源泉 希特勒鼓吹日耳曼民族 爲優等民族 在全世界進行擴張 其思想也是根植於 社會大爾文主義 創造論提出 如果人類嚴格遵守 優勝劣汰 人與人之間無情競爭 那麼人應該具有豺狼般殘暴的性情 纔是合理的 可是人內心的道德觀 比如平等 博愛等恰恰與進化論的 自然法則相反 甚至水火不容 創造論認爲 在道德層面 弱肉強食的競爭機制 違背了人倫道德 人的道德呼喚 人與人之間的平等 寬容與仁愛 這種普遍的道德意識 顯然不符合優勝劣汰的選擇機制 創造論提出的 第二個哲學層面的問題是 機會 設想在遠古的地球上 有一個池塘 池塘裏有一些原始物質 有一天天上打雷 閃電擊中了這個池塘裏的 原始物質 於是產生了氨基酸 然後氨基酸就形成了 構成蛋白質的基本材料 而且 類似的事情要發生很多很多次 地球上才能產生出足夠多的生物 從數學概率上推算 概率幾乎爲零 當人們相信 生命的產生 就是偶然的小概率事件 接下來導致的哲學思考就更嚴重了 如果人的生命 是大自然進化過程中 偶然事件的產物 那麼你和我的存在就是一種巧合 我們的生命 沒有任何目的 那麼我們爲什麼要來到 這個世界上呢 我們生命的意義是什麼呢 創造論提出的疑問是 進化論的世界觀 如何解釋人存在的意義 當人們陷入對人生意義的迷茫 虛無就成了 人們必須面對的內心焦慮 創造論批評說 如果人類處在進化的過程當中 那麼在競爭中成爲強者 就成了終極目的 爲了達到這個目的 人們可以不擇手段 甚至違背道德倫理 於是 一個把進化論當作信仰的社會 道德很容易就會淪喪 爲了達到目的 而不擇手段的實用主義 就成了主要的人生哲學 想一想 我們所處的時代和社會 是不是這樣 創造論與進化論的融合 今天 仍然相信創造論的人 在不同程度上融合了 創造論與進化論 一種觀點認爲 造物主創造完了自然規律之後 就不再介入自然界 任憑自然選擇的機制 引導物種進化 這種觀點和自然神論很接近 另一種觀點認爲 造物主創造完了宇宙之後 仍然介入物種進化的過程 某個神祕的造物主 引導基因圖表 保證一種生物進化爲另一種生物 促使生命體 從簡單進化到複雜 自然選擇 是造物主維護的進化過程 人們常說 人類歷史上兩次重大科學突破 第一次是日新說 第二次就是進化論 進化論體現了科學家 通過大量的科學事實 對地球上生物進化及其原因 進行的全面 系統的科學闡述 從而使人們未能解決的生物進化問題 取得了突破性進展 但時至今日 一些人仍然相信 我們是有目的地被創造出來的 生命到底如何起源的 相信 創造論和進化論之爭 在未來還會持續下去 我們認爲 自己從哪裏來真的那麼重要嗎 絕對重要 從古至今 我們看到不同的世界觀 如何影響人的行爲 我們看到歷史上焚書坑儒 等最不爲人道的人類行爲 不僅被姑息 甚至被縱容 所以我們認爲自己 從哪裏來真的很重要 所以我們再次問這樣的問題 我們是有目的地智能設計的產物 還是宇宙中無數偶然世界的結果 相信每個人心中都有自己的答案 感謝觀看天天觀世界 我們下期見