正传:31.现代综合
上文书讲了群体遗传学的发展以及几个关键性的人物。群体遗传学的研究表明,自然选择学说不仅不和孟德尔遗传学矛盾,反而是相辅相成的。它们之间并不冲突。但是搞群体遗传学的这一伙人依靠的是数学建模,因此很多搞生物的不太懂他们的统计模型。他们这拨人也被称为“数学群体遗传学派”。
他们的学说虽然很有说服力,但是还有问题。他们关心的是一个种群内部基因的频率变化。至于不同的物种到底是怎么产生的,关注不够。要想完成这个任务,那么就必须把系统分类学、古生物学和群体遗传学综合起来进行考虑。这就不是一般人能搞定的了。因为跨学科的复合型人才总是比较少嘛。
另外一派研究群体遗传的人就是所谓的“生态遗传学派”。这一波人主要是搞野外考察的。最初就是从苏联那边儿发展起来的。苏联是从沙皇俄国继承下来的。欧洲这边儿进化论吵吵嚷嚷的,俄国那边儿离得远,啥也听不清楚。因此你说啥孟德尔的理论,啥拉马克主义,啥生物统计学,俄国人一概蒙圈。俄国比西欧慢半拍。但是到了苏联建立之初,那还是高度重视科学研究的。环境也比较宽松,尽管当时苏联国内一团乱麻,还是给科学研究保留了比较充足的经费,很多人才到西欧去深造。所以瓦维洛夫才有机会把穆勒请到苏联来。穆勒对于苏联遗传学的推动你非常大。受到穆勒影响最大的是契特维里科夫。
契特维里科夫
这个契特维里科夫从穆勒那儿学的养果蝇。从美国进口了一大批,当然啦也有本地抓来的果蝇。所以这个遗传学里面著名的动物就是果蝇,哪儿都有它。在研究果蝇之前,他是一位蝴蝶专家。研究了很多年蝴蝶。所以他有非常丰富的野外考察经验。对蝴蝶的分类、分布和种群变化那是门儿清啊。他一方面建立数学模型,另一方面从野外采集群体,或者从实验室里面培养群体相结合来对照修正数学模型。咱们上回说的那些研究群体遗传的统计学家们没干过这事儿。他对野生的果蝇完成了系统的遗传分析。他可以说是独立的发现了一些群体遗传的规律。好多的结论与西欧的同行们是不谋而合。
这个契特维里科夫还是个好老师,他可是学生无数。所以形成了一个“契特维里科夫学派”。后来苏联20年代农业出现饥荒,因此侧重点就偏向了农业方面。然后就是李森科主义盛行,瓦维洛夫惨死,契特维里科夫学派则遭到打压,被流放去了西伯利亚。苏联的遗传学就此一蹶不振了。
杜布赞斯基(1966年)
但是凡是都有例外,有一个当年跟着契特维里科夫学习过,后来去研究瓢虫的家伙很幸运,1927年就跑出来了。后来还到了摩尔根的实验室工作。此人叫做杜布赞斯基。他把契特维里科夫学派的很多东西带到了西方。杜布赞斯基在摩尔根那儿当然还是摆弄果蝇了。但是他把俄罗斯的很多思想带到了摩尔根的实验室。他强调,在实验室里鼓捣出来的东西,必须要到大自然之中去检验。所以呢,他成为能够弥合数学模型、实验室的观测结果以及野外观察结果的不二人选。1937年,李森科正在苏联折腾的乌烟瘴气呢。这边他的乌克兰老乡杜布赞斯基发表了《(遗传学和物种起源》。这可以说是达尔文物种起源之后最重要的一本关于进化的著作。
在这部著作里,杜布赞斯基先是介绍了群体遗传学家所做的数学研究,特别是莱特的研究。然后他总结了实验遗传学家对遗传突变的研究成果。很重要的一条就是在实验室里通过“满清十大酷刑”逼迫物种产生的变异在自然群体中也是存在的。而且自然群体有足够的可遗传的变异为自然选择提供原料。这样,杜布赞斯基就在理论上、实验上和观察上综合了自然选择学说和孟德尔遗传学,对实验生物学家和野外生物学家产生了巨大的影响,刺激了各个领域的生物学家都投身到进化论的研究中来。
可以说新达尔文主义有了比较大的进展。那么还有个大问题没有解决啊。如果说群体遗传学解决了遗传的颗粒性和连续变异之间的矛盾。那么物种可是分离的,这跟连续变异也是有矛盾的。这是怎么回事儿呢。杜布赞斯基着手解决这个问题。有件事儿不得不先说清楚,什么叫物种啊?折腾半天,原来这个概念已经变得有问题了。过去,一个物种的认定主要靠外观。一帮子博物学家拿眼睛看,后来发展一步,不仅看外边还要看里边,要看解刨结构。现在在杜布赞斯基看来,物种就是相互能够交配繁衍的群体,他们与其他的群体是有生殖隔离的。物种是怎么形成的呢。是因为隔离的作用,比如地理的隔绝。这与达尔文在加拉帕格斯群岛观察到的是一样的。因为地理的隔绝,基因没办法交流。慢慢的两个种群之间就走向了两条不同的进化线路,差异变得越来越大。当差异达到出现了生殖隔离的程度,那就彻底变成了两个物种。
迈尔(德裔美国人)
另外一个做出很大贡献的人是美国的迈尔,这个迈尔在南太平洋的新几内亚和所罗门群岛搞过野外考察,也高过鸟类研究。后来到了美国自然博物馆工作,主要搞的就是鸟类分类。他开始是信奉拉马克主义的。后来他看到了杜布赞斯基的书,他就彻底把拉马克主义给扔到九霄云外了。他也得出结论,物种是自然界实实在在的存在。不是认为定义的某种概念。生殖隔离就是硬邦邦的标准。这是一个简单明了的概念。他认为不仅物种是渐渐形成的,就连种以上的分类也是渐渐形成的。
G·G·辛普森(中)
要知道生物分类还有一大堆的门纲目科属种呢。这些大分类都是怎么形成的呢,这就需要古生物学来解决问题了。辛普森是美国自然博物馆的生物学家,也是分类学家,主要关注的是脊椎动物的化石。辛普森写了一本书叫做 《进化的节奏与模式》。他把达尔文主义推广到了古生物学领域。他与过去的古生物学家不一样,他搞出一套定量分析的方法来分析化石记录。在他看来,化石记录是明显存在连续性的。达尔文主义能够很好地用于解释化石记录,古生物的大进化可以被视为是微进化的累积结果,而且是像达尔文主义所预测的那样不具有方向性。杜布赞斯基、迈尔、辛普森都只研究动物的进化,斯特宾斯他指出植物进化同样能用达尔文主义解释。
朱利安·赫胥黎
20世纪40年代,现代进化论已经被成功地应用于生物学的所有领域心。1942 年,朱利安· 持胥黎发表《进化·现代综合》一书。要知道这位朱利安·赫胥黎可不是一般人。你听这个姓氏就知道,他是那位达尔文的斗犬托马斯·亨利·赫胥黎的后代。这为老爷子可不简单,他有三个不得了的孙子,说出来那可都是威名赫赫。这个朱利安·赫胥黎那可不是一般人,他是联合国教科文组织首任领导人。他也是世界自然基金会的创始成员之一。正是因为他写的这本书《进化·现代综合》,现代达尔文主义正式成型了。现代达尔文主义也就是新达尔文主义的第二次大升级。
安德鲁赫胥黎(左)和阿道司·赫胥黎(右)
赫胥黎家族不是三个孙子比较出名嘛,还有一位是1963年诺贝尔生理和医学奖的得主,他叫安德鲁·赫胥黎。再有一位叫做阿道司·赫胥黎。开始想学医,后来因为眼睛不好,所以改行写了文学。但是生物学对他影响非常大。他写出了一本很出名的小说叫做《美丽新世界》。这是非常出名的三部反乌托邦小说之一。这三部书是扎米亚京的《我们》、乔治·奥威尔的《1984》、赫胥黎的《美丽新世界》。《美丽新世界》有机会大家看看,生物学的背景设定很有味道。毕竟这是赫胥黎家族的家学渊源嘛。
《美丽新世界》第一版封面
咱们结束歪楼,讲回进化论,这个朱利安·赫胥黎综合了达尔文主义在各个领域的研究成果,现代达尔文主义也因此被称为“现代综合学说"。1947年在普林斯顿成立了“遗传学,分类学和古生物学的共同问题委员会” ,组成这个委员会的三十个学术权威代表着生物学的不同领域,但有有一个共同的观点,那就是自然选择是一切适应性进化的机制。
1959 年生物学界纪念《物种起源》发表100周年,同时也在庆祝自然选择学说的全而胜利。达尔文这一脉的进化论一路走来,其实是不断的遭到质疑的。能从一大堆的质疑声里一路杀出来,可见生命力之顽强。这一路走来,也不断的在修正调整。当然啦,很多反对进化论的人并不知道现代综合进化论才是最新的版本,毕竟课本上讲达尔文讲的太多了。所以达尔文到现在仍然是一个靶子,现在网上动辄有人就号称推翻达尔文。其实他们并不知道,很多达尔文旧版本的缺陷已经被修补过了。现代版本的进化论可不是达尔文最初的那个版本了,起码要把现代综合进化论的东西搞清楚才行。
但是综合进化论也不没经历过考验,也仍然有一堆的问题没解决。因此这事儿还不算完。毕竟生物学研究的对象是及其复杂的大千世界。远不像物理学研究的东西这么纯粹。
50年代以后,综合进化论就进入了后综合时期,毕竟理论会不断的发展。综合进化论也会产生新的分支,比如有一派人马被称为”强达尔文主义“。强达尔文主义的进一步扩大自然选择的适应范围,强调进化的适应性和渐变性。当然啦,对手也不客气,称它们为”极端达尔文主义“。对手们自然而然是质疑自然选择的适用范围。他们强调生物的偶然性、跃变性、定向性。吵架就没有停歇过。
强达尔文主义关心的方向是解释生物的复杂行为。复杂的行为到底是从何而来的呢?特别是动物的利他行为到底是怎么来的。有些行为叫做”互惠利他“,今天我帮你,说不定将来你会帮我。大家互惠互利。这种行为很常见,但是严格讲起来,这不是一种利他行为,用自然选择是比较容易解释的。但是有些行为属于社会性的利他行为,特别是某些昆虫的行为,比如说蚂蚁之中的工蚁。
达尔文就仔细观察过蚂蚁。这种工蚁是不能繁殖的,他们根本留不下后代,但是它们一心一意为其他个体服务,这到底是怎么进化出这种利他行为的呢?看上去这与自然选择是相违背的。按照自然选择学说,繁殖能力差的都被淘汰了,何况不能繁殖的呢?
达尔文注意到,一窝蚂蚁,其实都是亲戚,真是打虎亲兄弟,上阵父子兵。因此一窝蚂蚁可以视为一个整体。因此工蚁放弃了生殖能力,就好比人的肠子没有生殖能力一样。作为整体的一部分,不需要个个都有生殖能力。综合进化论对集体选择不太关注,但是到了后综合时代,大家开始关注集体选择。后来,有人提出集体选择其实也可以用自然选择来解释。当然这个理论很多人是不认账的,因为这意味着吃大锅饭啊!大家都懂啊,有人自愿牺牲自己的利益,不留后代。一窝蚂蚁总不能全都无私奉献吧。总有些蚂蚁是自私的对吧。那些无私奉献的可都没留下后代。只有自私自利的才能留下后代,那么一代代筛选下来,到最后必定只留下自私的个体。无私奉献根本不能持续啊。可是,蚂蚁里面无私奉献的工蚁的的确确是存在的,一直没有被淘汰掉,这玩意儿又该怎么解释呢?
美国生物学家威廉斯抨击集体选择学说最起劲,他出版了一本书叫做《适应性与自然选择》,他提出一个观点。基因才是选择的目标。自然选择其实是基因的竞争。最近这个理论已经被弄得尽人皆知,远远超出了生物学研究的领域。因为英国的一位科学家道金斯写了一本很畅销的书叫《自私的基因》。基因真是自私的吗?
下回再说……