寫給熱愛大自然的小學(xué)者

我們即將開始閱讀的是“小達(dá)爾文自然科學(xué)館”的第三本。在上一本書中，達(dá)爾文就其他人對(duì)自己的質(zhì)疑，用自然選擇學(xué)說(shuō)一一進(jìn)行了反駁，之后又解釋了自然選擇是如何作用于本能和雜交的，你是否讀懂了呢？如果你還對(duì)達(dá)爾文的學(xué)說(shuō)抱有一絲疑問(wèn)的話，那么不妨看看這本書。本書先從地質(zhì)學(xué)證據(jù)入手，講解物種的起源與分布原理，之后又從胚胎學(xué)的角度，對(duì)物種起源于同一祖先進(jìn)行論證，并很好地駁斥了萬(wàn)物是由神創(chuàng)造的這一觀點(diǎn)。

推翻神創(chuàng)論

在達(dá)爾文生活的年代，人們普遍都相信神的存在，認(rèn)為世界上的一切都是由神創(chuàng)造的。而且，神創(chuàng)造出的物種都是完美的，不需要改變。如果神覺得它們不好，就會(huì)使其滅亡。但是，達(dá)爾文對(duì)從地下挖出的化石進(jìn)行了多年的研究，結(jié)合自己在家養(yǎng)動(dòng)物以及自然物種身上的發(fā)現(xiàn)，認(rèn)定物種存在進(jìn)化，并且是由同一祖先發(fā)展而來(lái)。這一發(fā)現(xiàn)不僅在后來(lái)引起軒然大波，就連達(dá)爾文自己都吃驚不已。他在寫給好朋友的信中說(shuō)，自己發(fā)現(xiàn)物種不是固定不變的，就像承認(rèn)殺人一般令他感到毛骨悚然。

達(dá)爾文是怎樣得出這個(gè)結(jié)論的呢？除了第一本中論述的家養(yǎng)物種的改變之外，他還從地球地層中出土的寶貝——化石上找到了物種進(jìn)化的蛛絲馬跡。在南美洲，達(dá)爾文找到一種箭齒獸的化石，這種化石和犰狳有著相似的骨板和鱗板，而且只有存在犰狳的地方才有箭齒獸化石。這兩個(gè)物種之間既具有形狀差異，又具有高度的相似性，這只能說(shuō)明它們之間有著親緣關(guān)系，至少也會(huì)是旁系血親。

另外，在第一版《物種起源》出版后，達(dá)爾文得知在索倫霍芬挖掘出帶羽毛的原始鳥類化石——始祖鳥，于是十分興奮地將這一化石證據(jù)加入第四版中。不管現(xiàn)代科學(xué)家究竟將始祖鳥看成鳥類祖先，還是帶羽毛能飛的恐龍，它都說(shuō)明鳥類與爬行綱有著千絲萬(wàn)縷的關(guān)系，它們無(wú)疑有著共同祖先。后來(lái)，20世紀(jì)50年代末開始發(fā)展的分子生物學(xué)，也以全新的角度支持了達(dá)爾文的同一祖先學(xué)說(shuō)。

缺失的中間過(guò)渡類型

遺憾的是，當(dāng)時(shí)達(dá)爾文的化石證據(jù)并不充分，地層中普遍缺失中間過(guò)渡類型，而且某些地層還存在整群物種突然大量出現(xiàn)的情況。很多人以此質(zhì)疑達(dá)爾文，認(rèn)為只有神秘的力量才能使大量物種突然出現(xiàn)。

值得注意的是，即便中間過(guò)渡類型有所缺失，但是化石無(wú)不顯示出物種的構(gòu)造整體都在向復(fù)雜演變。地殼中先是出現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的單細(xì)胞生物，接著才出現(xiàn)多細(xì)胞生物，并逐漸演化出地球上最高級(jí)的一群——脊椎動(dòng)物。達(dá)爾文對(duì)中間過(guò)渡類型的缺失解釋為，人類對(duì)地層的考察并不完備，而且地殼本身并不是一個(gè)忠實(shí)的記錄者。在地殼運(yùn)動(dòng)的時(shí)期，物種會(huì)大量滅絕，地殼也會(huì)記錄下物種當(dāng)時(shí)的形象狀態(tài)，而此時(shí)的物種很少變異或根本處于平穩(wěn)過(guò)渡時(shí)期。當(dāng)?shù)貧み\(yùn)動(dòng)趨于平穩(wěn)時(shí)，物種之間的生存斗爭(zhēng)變得日益激烈，導(dǎo)致各物種頻繁變異，從而進(jìn)化，但此時(shí)地殼卻無(wú)法將這些進(jìn)化記錄下來(lái)。接著，他又通過(guò)冰河時(shí)期冰川的運(yùn)動(dòng)，以及地質(zhì)學(xué)痕跡解釋了物種的分布問(wèn)題，進(jìn)一步駁斥了那些反對(duì)他的人。

胚胎學(xué)證據(jù)

為了彌補(bǔ)地質(zhì)學(xué)證據(jù)的不充分，達(dá)爾文通過(guò)對(duì)動(dòng)物的胚胎進(jìn)行對(duì)比來(lái)解釋物種的同一祖先理論。達(dá)爾文通過(guò)他人的胚胎學(xué)研究成果發(fā)現(xiàn)，較高一級(jí)動(dòng)物與較低一級(jí)動(dòng)物雖然在成體上存在較大區(qū)別，但在胚胎時(shí)期卻有著驚人的相似性，所以這可以看成它們具有同一祖先的最直接證據(jù)。他本人又對(duì)藤壺進(jìn)行了多年的研究，發(fā)現(xiàn)其幼體與節(jié)肢動(dòng)物的非常相似，因此得出藤壺不屬于軟體動(dòng)物，而是節(jié)肢動(dòng)物的結(jié)論，使其在分類學(xué)上終于被歸屬到正確的位置。

胚胎學(xué)證據(jù)還顯示，雖然有些物種的胚胎構(gòu)造和成體構(gòu)造存在差異，但是這些差異正好說(shuō)明其和其他物種的親緣關(guān)系。而且，這也證實(shí)屬和種的差異發(fā)生在胚胎發(fā)育后期。因此，達(dá)爾文認(rèn)為，一方面可以從物種的同源性來(lái)尋找共同祖先的證據(jù)，另一方面可以根據(jù)物種胚胎后期的差異來(lái)進(jìn)行分類。達(dá)爾文雖沒有進(jìn)一步利用胚胎學(xué)資料對(duì)系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)行完整的研究，但是其思想?yún)s影響了后世的科學(xué)家去這樣做，并由此開創(chuàng)出進(jìn)化發(fā)育生物學(xué)。

此時(shí)此刻，即將讀完“小達(dá)爾文自然科學(xué)館”叢書的你已經(jīng)對(duì)達(dá)爾文的學(xué)說(shuō)有了一個(gè)大概的了解，你是否會(huì)由此感嘆生命是如此神奇卻又充滿未知呢？如果你還意猶未盡的話，就再讀一讀《“小獵犬”號(hào)科學(xué)考察記》，了解一下達(dá)爾文年輕時(shí)的探險(xiǎn)故事吧。

由于達(dá)爾文在著作中使用了大量的自然科學(xué)專業(yè)術(shù)語(yǔ)，我們?yōu)榱私档烷喿x難度，提高閱讀興趣，專門設(shè)計(jì)了“生物分類學(xué)圖表”和“地質(zhì)年代劃分表”作為基礎(chǔ)閱讀知識(shí)的補(bǔ)充。同時(shí)，我們還添加了大量的生物學(xué)、人文知識(shí)的注釋和圖片作為解說(shuō)，希望能讓你在閱讀科學(xué)名著的同時(shí)有更大的收獲。

每當(dāng)春季來(lái)臨時(shí)，樹都會(huì)無(wú)聲地伸展自己的枝葉，花爭(zhēng)相開放，蜜蜂穿梭其間，鳥類四處尋覓筑巢的地方，熊結(jié)束了冬眠，水中的魚開始交配產(chǎn)卵。這既是一年的開始，也是生命不斷重復(fù)的樂章。達(dá)爾文在這美妙的樂章中，寫下了最精彩的一筆。下面，就請(qǐng)你來(lái)親自領(lǐng)略一下達(dá)爾文這精彩樂章的魅力吧！

編者

2017年2月