正传:27.魏斯曼的逆袭
上文书说到新拉马克主义很流行,特别是19世纪末到20世纪初的这些年。毕竟这个理论充满“正能量”啊。大家通过自己的努力是可以改变自己的,而且不仅仅是自己这一代,儿子闺女也受益啊。拉马克主张动物都有高低贵贱之分,有高等动物,也有低等动物。它们都自觉自愿的争上游。低等逐渐往高等进化。这在当时非常符合大家的胃口。毕竟那是一个弱肉强食的社会。社会刚刚进入帝国主义阶段,丛林法则比较流行。
上一回我们也讲到,拉马克主义光靠理论是不行的。有没有证据呢?他们还真的做了个实验。法国的生理学家塞奎做了一个实验,这个实验是用豚鼠做的。把豚鼠的脑子搞坏,看看繁殖以后,后代会出现什么情况。果不其然,豚鼠的后代里面出现了癫痫。你看你看,这不是板上钉钉的证据吗?但是有人就是认为不对,这个人叫魏斯曼。他为什么觉得不对呢。因为他认为,弄坏豚鼠的脑子以后,产生了一些毒素,这些毒素进入到了子宫里面伤害了豚鼠的宝宝。所以呢,豚鼠宝宝出生以后,有一些出现了癫痫症状。这个实验并不能说明获得性遗传是对的。不能排除其他的原因。这个实验不算数。那帮新拉马克主义者没词儿了。是啊,这的确没办法说明问题。
奥古斯特·魏斯曼 19世纪第二重要的进化论理论家
那么这个魏斯曼是何许人也呢?他是个德国人,本来是研究实验动物学的,研究昆虫的变形和水螅的性细胞。后来他眼睛出问题了,没办法看显微镜了,因此才转过头来搞理论研究。正好达尔文的《物种起源》正在大热,德文版也出了。他就开始研究进化论了。达尔文的理论他是很了解的。这个魏斯曼非常喜欢自然选择学说,他觉得这话说的太对了。自然选择理论虽然是冷冰冰的,但是讲的很有道理,生物的演化是没有方向的,适应环境的就能生存下来,不适应的被淘汰,自然环境就是个大过滤器。他早先也接受获得性遗传的理论。毕竟那年头大家都认为有道理。连达尔文自己也必须给这个理论保留一席之地。但是没多久,这个魏斯曼就180度的大转弯儿,他完全抛弃了获得性遗传的理论。因为他做了一个实验,事实摆在面前,不认账不行啊。
那么,魏斯曼做了个什么实验呢?首先找来一公一母两只老鼠,先把它们俩尾巴给截断了。让这两个秃尾巴老鼠生孩子,看看孩子里面,有没有尾巴断掉的。假如有,那么就说明获得性遗传的确存在。结果下了一窝小老鼠,小老鼠的尾巴都是好好的。好在老鼠生孩子快啊,俗话说的好,一公一母,一年二百五啊。那就玩命下崽儿吧,魏斯曼一连折腾了22代老鼠,没有一个尾巴折断的。魏斯曼都是拿尺子仔细量的,没有哪只老鼠尾巴短的不正常。看来,损伤是不能遗传的。新拉马克主义者都不干了。他们开始咬文嚼字啊。这个获得性遗传,就是用进废退啊。老鼠尾巴被切断,这玩意儿不是老鼠自己愿意的,不是老鼠自己锻炼出来的。这玩意儿不能算“获得性”。这东西不是老鼠主动获得的。只有老鼠自己努力奋斗获得的东西才能算数。外部损伤不算数。
魏斯曼鼻子都气歪了。那好吧,外界损伤不算数,那么你面先前切豚鼠的脑子那个实验,是不是也不算数啊?一帮拉马克主义者又没词儿了。心说你在这儿等着我们呢!那么,两边都不算数。等于什么都没证明。
盲鼹鼠
新拉马克主义者还有别的证据。有的动物,长期钻到洞穴里,反正洞穴里乌漆墨黑的。要眼睛也没什么用。因此呢,长期不用,眼睛就退化了,父亲这一代退化了,遗传给了儿子。儿子一出生,眼睛就不好。孙子眼睛更差,慢慢的一代代积累,这些穴居动物的眼睛就彻底退化了。达尔文在《物种起源》里面就写过嘛,这总不好否认吧!达尔文也是承认用进废退,获得性遗传的。
但是,反面的证据不是没有啊。有些事情,用进废退是不好解释的。比如说昆虫的拟态。
枯叶蝶和竹节虫
昆虫的拟态是很常见的现象,比如枯叶蝶伪装成一片枯萎的落叶,竹节虫长得酷似竹节。它们都很低调啊。还有一类拟态是属于“警告色”。这些虫子普遍都很难吃,他们颜色鲜艳是警告鸟类,别过来,离远点儿,不好吃。一个叫做贝茨的生物学家又发现了另外一种拟态,他发现,某一地区的蝴蝶,花纹都长得差不多啊。有的蝴蝶鸟类是不能吃的,其中有一种蝴蝶叫透翅蝶,翅膀仿佛是透明的。有的蝴蝶是可以吃的,它们也有自己的生存策略。他们山寨了一个透翅蝶的外观,长得跟透翅蝶差不多。他们是属于浑水摸鱼的。他们通过冒充透翅蝶,从鸟类的眼皮底下混过去了,有效的保存了自己。
透翅蝶
但是问题就来了,假如用进废退学说是成立的,蝴蝶做出怎么样的努力,能改变翅膀的颜色呢?你努力奋斗的确是可以使你的而肌肉更强壮,这倒还说得过去。你说吧,蝴蝶如何努力能改变翅膀的颜色呢?根本说不通啊。相反,这一切用自然选择就很容易说通,碰巧长得像透翅蝶的恰好骗过了鸟嘴嘛!人家有机会产卵下崽儿。那些长得不像透翅蝶的都被鸟吃了,没留下后代。这就是自然选择嘛。假以时日,大家就长得越来越像透翅蝶了。
魏斯曼当然坚定地相信自然选择理论。他认为这才是达尔文理论的精髓。他对达尔文的理论做了第一次大修正。当然啦,这一次修正主要工作是“提纯”,他只保留自然选择理论,其他的全放弃了。他这一派人马被称为“新达尔文主义”,也就是排除了获得性遗传的达尔文主义。这可以算是达尔文理论的2.0版,达尔文的理论后面还要面临一次大升级,无数的小补丁,这是后话暂且按下不表。
魏斯曼是德国人,德国当时已经崛起为一个强大的工业化国家。有两样东西特别厉害。一个是化学工业。一个是光学仪器。到现在,德国光学仪器还是出了名的厉害。比如蔡司、莱卡都是名牌,日本光学还是跟德国人学的。不过这师徒俩现在谁厉害,那就不好说了。德国当时制造的显微镜很厉害啊!能放大1000倍。后来放大倍数几乎是达到了光学极限2500倍。
即便有了好的显微镜,到那时很多细胞内部的结构仍然看不清楚,因为它们几乎都是透明的。你隐隐约约看到有东西,但是看不太清楚。德国当时染料工业也很发达。这就为研究细胞带来了便利。有人就开始用各种各样的染料来上色。1858年,德国科学家弗莱明用一种染布的洋红染料滴进去,细胞核比细胞质的颜色要深一些。1865年,大家发现另外一种染料效果更好。这种染料叫做“苏木精”。现在科学家手里有了两样利器,一样是高分辨率的显微镜,一样是染料。1879年,弗莱明观察到了细胞是怎么分裂的。他发现分裂过程里,细胞核里面的小颗粒和丝状物质都浓缩到一起,形成一定数目和一定形状的条状物。细丝状物质被染色了,所以看得很清楚,这些东西纵向裂开,分别移向两个子细胞。到1882年,弗莱明详细描述了有丝分裂过程。他发现,每一个物种的细胞中都有数目稳定的染色体。染色体这个名字是1883年正式命名的。
洋葱根尖细胞有丝分裂
中学课本上都讲过有丝分裂,不过课本上讲的仍然是比较简略的。要想真的了解细胞内部的东西,有兴趣的可以去听《卓老板聊科技》最近的几期,他正在讲细胞内部非常复杂的运行机制。我还是比较侧重宏观的东西,在这儿就不详细描述了。
也就在1883年,比利时的胚胎学家贝内登用马蛔虫做实验,他发现马蛔虫的性细胞里面染色体数量只有体细胞的一半儿。受精卵里边染色体就凑齐了,数量和体细胞一样了,一半儿来自父亲,一半儿来自母亲。然后就是分裂过程。于是,有四个德国科学家独立得到了这个结论。遗传就跟染色体有关系。他们是魏斯曼、赫特维奇、克里特、斯特拉斯伯格。魏斯曼已经知道染色体就是遗传物质的载体。要不他怎么坚决的反对新拉马克主义呢。遗传学的发展给了新拉马克主义很大的打击。
我们生物课上只是泛泛的讲到达尔文《物种起源》为止,仿佛进化论就这么确立了,大家哪里知道,这事儿还要再折腾一百多年啊。新拉马克主义和新达尔文主义都已经冒出来了。在20世纪初那是吵得天翻地覆。互相都说服不了对方。魏斯曼认为,遗传跟其他细胞没什么关系,只跟性细胞有关。再具体点儿,就是性细胞里的染色体。既然如此,其他细胞无论发生怎么样的变化,也不会影响到性细胞。因此所谓获得性遗传是根本不可能的。性细胞里面必然存在一种遗传物质,能够世世代代的传下去,应该就是染色体。魏斯曼称为“种质”。种质与体质是隔离的,体质如何变化,不会影响到种质的。因此获得性遗传不成立。魏斯曼是用思辨的方法提出了遗传的理论。他从理论上否定了获得性遗传。他还认为两性繁殖正是变异的来源,毕竟排列组合是千变万化的。
但是新拉马克主义者是不甘心的,他们还在做各种各样的实验来证明“获得性遗传”。奥地利的一个科学家叫卡姆梅勒,他特别热衷用两栖动物来做这种实验。首先他选中的是蝾螈,有的蝾螈的肤色是全黑的,有的长着黄色斑点。卡姆梅勒把蝾螈养在全黑的环境里,他报告说,蝾螈背上那些黄斑渐渐地都没了。只在背部中间还剩下一点儿。它们的后代也是黑不溜秋的。把它们些放到黄色的环境里面,背上的黄斑就会连成一大片。后代背上也有不少黄颜色。可见这玩意儿不但可以后天获得,还可以遗传下去。
产婆蟾
这个卡姆梅勒做的最有名的实验叫做“产婆蟾”实验。产婆蟾是一种陆生的蛤蟆。水生的蟾蜍,公的都有个黑色的指垫,这样交配的时候就可以抓住母蛤蟆,省的手滑。陆生的蛤蟆不需要这个东西。水里的才需要。这个卡姆梅勒逼着陆生的产婆蟾生活在水里。你说这蛤蟆倒霉不倒霉啊。繁殖了几代以后,就绝种了。本来嘛,人家就不是水生的,非逼着人家住在水里。人家能不绝种吗?但是据说有的蛤蟆长出了水生蛤蟆才有的黑色指垫。而且一代比一代明显。你看这不是用进废退的好证据吗!而且还能遗传,刚好证明获得性遗传。
卡姆梅勒
卡姆梅勒这个实验是第一次世界大战之前做的,后来让打仗耽误了。一战结束以后,他就带着这一堆蛤蟆标本开始周游列国。说白了就为拉赞助啊,没钱是万万不能的,养蛤蟆也要花钱的。1923年,他到了英国。大家就把他给围了,千万别让他跑啦。大家快看长指垫的陆生蛤蟆呀……。遗传学家贝特森越看越不对劲啊。要求检查标本。卡姆梅勒死活不让别人检查。后来有的生物学家想重复卡姆梅勒的实验,大家养了一堆的蛤蟆,一个长出指垫的都没有。
从1923年一直到1926年,老是有人想检查卡姆梅勒的蛤蟆标本。你就给我们看看吧,卡姆梅勒一个劲直晃脑袋,不给看,就是不给看。后来国际舆论压力太大了,卡姆梅勒不得不同意美国自然历史博物馆爬行类馆的馆长和维也纳大学一个教授俩人合伙检查他的标本。他俩仔细一检查,发现这个黑色指垫是拿墨水涂上去的。他们一封信写给了英国的《自然》杂志,把这事儿给揭出来了。立刻科学界舆论哗然,原来是一场不折不扣的学术造假。
一个多月以后。卡姆梅勒开枪自杀身亡。本来他已经接受了莫斯科大学的邀请,到那里主持学术工作。他临死写了一封信给莫斯科大学辞职。他在信里说了实话,当年拿蝾螈做实验的时候,那些蝾螈是拿墨水儿涂黑的。这个产婆蟾实验也是墨水涂黑的,完全是学术造假。但是这个卡姆梅勒也喊冤叫屈啊。他说不是他自己干的。是别人干了骗他,他也是受害者啊。反正他最后一死了之,也没人知道究竟是别人害他,还是他自己造假了。不过他这一死,无形中把一场大劫难推后了10年。那一场劫难,死的可就不是一个两个人了。那是科学界的一场浩劫。
欲知后事如何,且听下回分解……