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达尔文和《物种起源》 精选

已有 8679 次阅读 2009-1-14 23:59 |个人分类:科学杂谈|系统分类:科研笔记| 达尔文, 自然选择, 演化

题记:2009年是达 尔文诞辰200周年和《物种起源》发表150周年。最近的一期Science,Nature都推出了专刊,纪念"达尔文年"The Year of Darwin。自从严复翻译了英国生物学家赫胥黎的《天演论》,并于1897年12月天津出版,从此,演化理论随着外国列强的炮火传播到中国。为了纪念一 个人或事,总要给自己以后的工作学习来些指导。入门不久,斗胆写一小篇也来“启发一下”。还有,听过几次吴仲义老师的报告和自己心得体会,觉得 Evolution翻译为“演化”要比“进化”更贴切一些,在此和大家一起商酌。

达尔文

达尔文Charles Robert Darwin,1809年2月12日-1882年4月19日)1809年2月12日出生在英国的一个小城镇的医学世家。他的祖父和父亲都是当地很有名望的医生,达尔文16岁时便被父亲送到爱丁堡大学学医,并希望他将来继承祖业。在爱丁堡大学学医的达 尔文对医学不感兴趣,经常到野外采集动植物标本。他父亲认为达尔文不务正业,决定把他送到剑桥大学学神学,希望达尔文能在基督教义的约束下,能收心成为一 个“尊贵的牧师”。当年徐霞客就是对功名失望,转而行走天下,为后世留下许多精美的游记。看来历史上的许多事件的发生有点偶然性。

1831 年,达尔文从剑桥大学毕业后,在老师的推荐下参加了“贝格尔”号的环球旅行。这次不同寻常考察的见闻和采集的标本对达尔文以后的学术思想具有有决定性意的 意义。对采集标本和各地的动植物的仔细比较和观察中,达尔文发现了大量的物种变异的事实,这使得他对《圣经》的关于物种起源的说法产生了怀 疑,进而形成了“物种是可变的”的观点。由此,他逐步摆脱了神创论的束缚,坚定地走上了相信科学和追求真理的道路。


 

达尔文的意识到自己观点很难在宗教压力下公开传播和主张,一旦发表会视为异端,并引发攻击,达尔文生前一直对基督教保持沉默的态度,只 在起给家人看的回忆性自传中表达了他对神学的厌恶。为了潜心研究和写作,达尔文放弃了待遇丰厚的牧师职位,在家人的资助下,独立研究。后来,达尔文移居到伦敦郊外的唐屋(Down House),在那里潜心生物学,完成了《物种起源》、《家养动物和培育植物的变异》、《人类起源和性选择》、《人类和动物情感的表达》等划时代的巨著。

达尔文的学术论文很少,但写了大量的书来阐述他关于演化的观点,并在他的朋友圈里分享他的发现和观点,地理学家赖尔和植物学家胡克,以及后来甘愿成为“达尔文的牧犬”的赫胥黎(达尔文物种起源的自然选择理论的忠实拥护者,许 多场合和大主教辩论,演化理论的主强悍的捍卫者)都是他研究理论的忠实听众和拥护者。他们都读过达尔文有关自然选择的手稿,在他们的建议和催促下,达尔文 把自己的手稿整理成论文和书。

晚年的达尔文深受疾病的折磨,在1882年4月19日下午4点,达尔文在夫人爱玛的怀里停止了呼吸。鉴于达尔文对英国学术的世界范围内的影响,之后,达尔文迁葬到伦敦威斯敏斯特寺院中堂的北廊,与杰出的科学家牛顿葬在同一个地方。

物种起源Origin of Species

1858年,达尔文在读到华莱士关于自然选择的论文后和朋友的劝说下,他决定把他的手稿压缩成一篇学术论文,并和华莱士的论文同时发表在1859年 林耐学会的会刊上。学术论文在公众中的影响力甚微,在赖尔和胡克的催促下,达尔文在同年发表了《物种起源》(也是压缩版,出版的篇幅只有他准备手稿的三分 之一左右)。1859年11月24日,《物种起源》第一版印了1250本,在一天之内全部售罄,在社会上掀起了轩然大波!这种销售速度可能只有后来的《时 间简史》才能与之相比。由此可见,学术的观点给公众讲明白,才能形成社会思潮!虽然每一个读者未必认同人是由猴子演化而来的,我们是生活在一个不断膨胀的 宇宙中,但演化的思想、宇宙的概念却应在每一个受过基本教育的知识体系中普适概念。

在1859年前后,科学界已经有了大量的物种演化证据:林耐的系统学、解剖比较、退化器官、胚胎发育和生物地理分布理论。大量生物演化的事实为一些 勇于冲破宗教教义的束缚的人提供机会。在18世纪中期,法国博物学家布丰就提出生物物种是可变的观点,并大胆地推测所有的动物都来自同一祖先。但布丰在巨 大的社会压力下,被迫宣布放弃他的观点,因此未能进一步作深入研究,影响不大。随后的更勇敢的法国博物学家拉马克对演化理论提出了更激进和系统的演化理 论。拉马克提出:生物界是一个从最简单、最原始的微生物 按次序演化到最复杂、最高等的人类的阶梯的过程,并且这个过程一直在继续。“用进废退”是拉马克学说的核心。虽然拉马克有些观点被后来的实验证明是错的或 不完整的,但他的研究方法和思想给达尔文以及华来士等人的演化思想创造了很好的条件。

《物种起源》是达尔文的第一部巨著。在这部著作中,达尔文第一次把生物学建立在科学的基础上,一科学的论据和演化思想推翻了"神创论"和"物种不变 "的理论,让西方科学从神学的理论舒服下,用科学的方法俩重生审视人类自己和科学的本原,是人类的事思想在科学领域第一次解放。达尔文在书中提出:生命由 一个共同祖先演化而来,从简单到复杂,从低级到高级,在自选选择作用下逐渐演化的过程。《物种起源》发表后,物种可变的演化思想和“物竞天择,适者生存” 的演化论已为学术界、 思想界公认为19世纪自然科学的三大发现之一。经过经150年的发展,演化论已经深入渗透生物学的各个领域,正如“新综合论”的大师杜布赞斯说的 “Nothing in Biology Makes Sense Exceptin the Light of Evolution“(毕达哥拉斯也有“一切皆数”的理念)。

《物种起源》的发表于是为生物的研究提供了一个崭新的视角和开创崭新的学科。

今日的演化理论

生物演化可以分成三个层次:微观演化(生物群体中基因频率的改变)、新物种形成和宏观演化(从 一个类型到另一个类型的跃变,比如从鱼类进化到两栖类)。“现代综合学说”很好地解释了微观演化和新物种形成,并认为由微观演化和新种形成的研究所得的结 果可以进一 步推广到宏观演化。
1960s,以日本学者Motoo Kimura为首的“分子演化中性学说”阵营对自然选择在物种群体演化过程中的作用提出质疑,在分子演化水平找到负自然选择了大量演化证据。1980s, 自然选择学派也在分子水平也找到了一些受到自然选择作用的演化例子(这些例子相比中性理论的要少得多),为基因组水平的自然选择提供了新的理论和分子证 据。现代地质学的发展也不断地为宏观水平的演化理论完善提供了化石的证据。中性学派和自然选择学派的论战还没休止:自然选择在宏观水平的有着很强的说服 力,这一被化石证据,物种变化,新基因的形成等领域 ;分子演化的中性理论在微观水平也有许多成功的解释。随着基因组学时代到来、统计学方法的进展和就算性能的飞速进步,我们期待代着新时代的达尔文理论在基 因水平能有更好的综合。

《物种起源》精彩篇章

幻想创造条件以使一种生物具有超出其他生物的优势,固然是个好主意,但实际上我们却找不到任何 具体操作的办法,这使我们懂得,我们对一切生物间的相互关系知之甚少。我们非常清楚生物间关系的信念是必要的也是难做到的。我们能够做到的是牢牢记住:每 一种生物都在努力以几何级数增加其个体的数目;每一生物在生命的某一时期,在某一年中的某个季节,在每一代或间隔一定时期,都不得不为生存而斗争,而且都 会遭到重大毁灭。说到生存斗争,我们不必为之感到恐惧,死亡的来临通常是迅速的,而强壮、健康、幸运的生物不但能生存下去,而且必能繁衍下去。


 

(多谢网友指正,这里的胡克是十九世纪最重要的植物学家—约瑟夫·胡克(Joseph Hookei,1817—1911),我把他和另一个罗伯特·胡克(Robert Hooke,1635.7.18—1703.3.3)混淆了。罗伯特·胡克是第一个观测到细 胞结构的人,他的对光学的学说被同时代的牛顿压了近一个世纪。 再次向大家道歉!)

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Nature: Darwin200
http://www.nature.com/news/specials/darwin/index.html

Science:9 January 2009: Origins
http://www.sciencemag.org/darwin/

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File:Charles Darwin aged 51.jpg

达尔文51岁,在发表《物种起源》之后不久的照片(来自wiki)

图像 “http://www.sciencemag.org/content/vol323/issue5911/images/medium/covermed.gif” 因其本身有错无法显示。

(来自Science)

图像 “http://www.nature.com/news/specials/darwin/images/main_bg.jpg” 因其本身有错无法显示。

(form Nature)

Darwin 200Great expectationsN. SPENCER(form Nature)
Left to right: Mustafa Akyol, Mel Greaves, Niles Eldredge, Per-Edvin Persson, Patricia Adair Gowaty, Masatoshi Nei, Michael Lynch, Ulrich Kutschera, Randolph Nesse, Ismail Serageldin.

The Origin of Species    

http://www.literature.org/authors/darwin-charles/the-origin-of-species/



https://blog.sciencenet.cn/blog-45849-210154.html

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