拉马克主义,以及铁匠的儿子和老鼠的尾巴

拉马克1744年出生于法国,家庭非常贫困,读书也没兴趣,于是骑着一匹老马去当兵。在一场德法战争中,拉马克所在部队的军官全部被打死,年轻的拉马克勇敢地担当起了指挥官的任务。在枪林弹雨和刀光血影之下,很多人伏尸疆场,但他竟然活了下来。这次九死一生的惊险经历并没有让他萌生系统的自然选择的思想,但却可以拿他的这个经历来做一个关于自然选择的绝好比方。凡是在自然选择之下生存下来的所有生物,几乎都有着与此相类似的惊险经历。结果看起来殊无可能,但每一步的事实就是如此,他们活下来了,并且演变成了今天的模样。

从军队退伍以后,拉马克来到巴黎弄了一个银行小职员的工作,然后利用业余时间开始广泛地学习。他的学习内容非常博杂,几乎到了无所不包的地步,具备了一个典型的博物学家的基本特点。而且正是在这一段时间里,拉马克有幸遇到了大名鼎鼎的提出“天赋人权说”的大哲学家卢梭(JeanRousseau)。卢梭也持“自然神学”观点,两个聪明人自然要经常在一起散步聊天,海阔天空,胡砍乱扯。据认为,这个经历对于拉马克的思想很有启发性,毕竟,写下了《忏悔录》的卢梭嘛,不是谁都能遇上的。

但凡像拉马克这样不善谋生却又兴趣广泛的人,基本上都有点天才的底子。而天才又不免都带有一点自大狂倾向。所以,拉马克为自己制订了庞大的研究计划。这些计划都是不可能完成的,就像爱因斯坦晚年的雄心一样,他们因为自己的聪明而耽误了自己的研究。

在这种雄心驱使下,拉马克不久就出版了一部专著《法国植物志》。这本书引起了布丰的注意,结果布丰帮助了拉马克一把,为他在皇家自然历史博物馆植物部找了一份工作。这使得拉马克有可能更加专心地开展研究。

不久,法国大革命爆发,布丰从肉体上消灭,而拉马克却被革命者们拉去撑门面,做起了动物学教授。就这样,一直研究植物的拉马克又开始研究动物。

天才的能力是不容忽视的。拉马克虽然年近五十,但仍然通过自学而在动物学研究领域立即就取得了不俗的成就。他首次把动物分为脊椎动物和无脊椎动物两大类,并把自己的研究重点放在了前人不屑于研究的无脊椎动物上。

拉马克晚年双目失明、百病缠身,但他没有放弃自己的工作,而是借助女儿的笔录继续坚持写作。尽管他著述颇丰,可惜最后仍不免因生活贫困以致凄凉而死。

拉马克死前有一个心愿,希望人们不要把他当成一个动物学家,或者一个植物学家,他希望人们能重视他的关于生物进化的理论。但他失望了,一直到死,他的进化理论都没有引起足够多的重视。这里面有很大一部分原因当拜他的同事、有着传奇色彩的著名动物学家居维叶(GeorgesCuvier)所赐。拉马克生前一直罩着居维叶,死后却遭到了居维叶的无情攻击和打压。

比拉马克更具天才属性的居维叶在很多领域都取得了的巨大成就。这是一个少年天才,四岁就能读书,十四岁进大学,他因过人的记忆力给人以神童般的印象,在大学受到的严格训练和他自己天生的学习热情,使居维叶十八岁时就已名声在外,并出任诺曼底大学的助教。此人一生传奇,经历了法国大革命而不倒,同时身兼科学家、社会活动家、政治家等多种职业。这里不谈其他,仅就其在比较解剖学、古生物学、动物分类学等方面的著作及成就已足称经典。时人曾惊叹于他的天才,在他死后把他的脑袋取下来进行研究,并声称他的脑袋要比正常人大出许多,后来被用来作为脑袋大小决定人的智力的一个重要证据。可惜再后来,被证明数据有假,这个天才的脑容量并不是那么特别。

并且居维叶特别会混事,这方面他与趋炎附势的牛顿有的一比。居维叶最为人乐道的轶事就是和强权人物拿破仑(NapoleonBonaparte)的关系很铁,以至于在当时就被世人称为亚里士多德第二。悲哀的是,尽管居维叶掌握了当时最丰富和最权威的比较解剖学知识,但他却坚信物种自诞生以来就是一成不变的。在大力发展动物学的同时,居维叶成了进化论的绊脚石。这倒不是因为居维叶思想上有多保守或者担心宗教的打击,而是因为他发现,很多动物通过与化石骨架比较,都没有表现出明显的变化。他对埃及木乃尹的解剖也支持这一错觉,所以他深信物种在四千年内都没有发生过什么变化,进化当然无从谈起。

根据自己的这一观点,出于学术上争论的目的,居维叶对提出了进化论的老同事拉马克竭尽嘲笑讽刺之能事。所以,拉马克的境况可想而知。

在居维叶的压制下,拉马克的进化理论一时默默无闻。也正因为居维叶的影响,当时一大批学者对拉马克也展开了无情的攻击。在他们眼里,提出了进化论思想的拉马克无疑是一个可笑而又可怜的小丑形象。

那么,拉马克到底提出了什么样的在当时看来是异端邪说的理论呢?简洁地说,正是大家所熟知但又并不一定真正理解的两大要素:用进废退和获得性遗传。

在拉马克的理论中,用进废退和获得性遗传其实是相辅相承的,没有用进废退,自然也就没有所谓获得性,当然也就无从遗传了。

先说用进废退。

首先,用进废退明确了物种是变化的,是可以“进”,也可以“退”的,总而言之,是在变的。这一说法和神创论长久以来坚持的物种不变理论产生了直接的矛盾。所以,拉马克也采取了一个聪明的方法来保护自己,他没有集中明确地提出他的观点,以免遭到教会不必要的攻击。

“用进废退”的理论认为,生物会对所处的环境作出反应。这个没错,因为应激性是生物的一个重要属性,无论何种生物,必然会对所处的环境作出相应的反应。比如天变得特别冷的时候,那些追求“美丽冻人”或是“要风度不要温度”的帅哥美女们也不得不抱紧双肩缩成一团,这就是他们对环境温度变化的反应。

“用进废退”的理论进一步认为,随着环境的持续影响,生物的习性也会随之改变。也就是说,如果天一直冷下去,帅哥美女们再找不着合适的衣服的话,就会一直抱肩缩颈,一代一代地把这个样子传下去,最后就会形成一种抱肩缩颈的新人种,一点都不帅。

这就是获得性遗传了。

拉马克用于证明他的“用进废退”和“获得性遗传”的有力证据之一,就是著名的长颈鹿的脖子。

长颈鹿的脖子为什么要长那么长?如果需要戴围脖的话,估计得要几十米的花棉布,浪费相当巨大。所以这个事情必须给出一个合理的生物学解释。

其实拉马克没有对这个问题作出正面回答,他回答的是另一个关键问题。那就是:长颈鹿的脖子是如何长这么长的?当他把这个问题解决以后,顺便也就解决了第一个问题。

在拉马克笔下,长颈鹿本来个子是很矮的,但因为地上的树不够吃的了,或者抢不过别的动物,所以那个矮颈鹿的祖先就拼命伸长脖子去吃更高的树叶。结果把脖子越伸越长,每伸长一点,都会遗传给它的后代。长此以往,终于把脖子搞成了现在这么长的样子。这是“用进”的例子。

此外还有器官“废退”的例子,比如鼹鼠的眼睛。

鼹鼠长年生活在地下以掘土为职业,它身体的各种器官,从头到脚,基本都适应了地下挖掘式的生活方式,特别引人注目的是它的眼睛。因为工作场所不见光线,在成年以后,鼹鼠的眼睛就深深陷在皮肤下面,视力完全退化,如果把它拿到外面来晒太阳,就会造成中枢神经紊乱,导致各器官协调失常,进而死亡。而这一性状也是遗传的!老鼹鼠如此,小鼹鼠也是如此。

“用进废退”的例子似乎比比皆是,深海鱼类因为长年看不到阳光,所以眼睛也都退化,并且这一性状也是可遗传的。鸵鸟的腿因为要经常跪在地上,所以膝盖上长出了胼胝质,令人惊奇的是,还在卵中没有出壳的小鸵鸟的腿上也有胼胝质!这个例子被认为是证明拉马克理论的重要例证,因为获得性似乎真的被眼睁睁地看着遗传了下来。所以,“用进废退”理论无论是对科学家还是大众,都有相当的吸引力。当拉马克的同乡们、那些法国科学家因为一些科学以外的原因大力鼓吹拉马克理论时,也确实给达尔文的理论造成了一定的混乱,这种混乱一直持续到了现在。最具有迷惑性的当是拉马克的支持者们似乎找到了细胞和分子水平的证据。

拉马克根据自己的理论,还反对物种的概念,他认为物种只是一个人为的概念,事实上并不存在。因为根据用进废退理论,所有的生物应该存在连续的不可分隔的联系。之所以现在看上去似乎很多物种独自成形,与其他物种有明显的外形区别,那是因为我们没有收集足够的标本来填补物种与物种之间缺欠的链条。在世界的某一个角落,必定存在着这些模棱两可的动物。所有物种收集齐备以后,就可以看出生物是一个一连串连续的过渡形态联结在一起的整体。

不知道拉马克有没有听说过中文的“腐草化萤”这个成语,反正他也相信简单生物是可以从无机物中演化出来的。这是一种朴素的生命起源思想在作怪,毕竟,谁看到肉上无端生出蛆虫来,可能都会有类似的想法。这种想法后来被巴斯德(LouisPasteur)的曲颈瓶实验彻底否定掉了。

拉马克还相信,既然所有物种都是一个连续变化的过程,那么,也就无所谓生物灭绝现象,他认为所有的物种都没有灭绝,而只不过是从一个物种转变成了另一个物种而已。这种说法挺有意思,现在公认鸟类正是恐龙的一支转变而来的。当然,这两个概念之间有着巨大的差异,并不能证明拉马克的物种转变理论是正确的,地质史上存在物种大灭绝现象已是不争的事实。

当然,人们之所以提起拉马克,往往是因为他“用进废退”的生物进化理论,这是一个相当具有迷惑力的理论,一度曾十分流行,甚至对达尔文的理论形成了不小的威胁。就算是到了现在,也仍然没有彻底退出历史舞台。在拉马克的理论中,目的就是动力,两者是合而为一的。而根据达尔文的理论,进化不需要目的,也没有目的,这是两个理论之间的重大分歧之一。就好像是百米赛跑,拉马克手下的所有运动员都是认准了百米终点用力冲去,他们有明确的目的,所以也有强烈的动机,跑起来很快。而达尔文的运动员呢,跑起来也很快,但与拉马克的运动员不同,达尔文的运动员全部被蒙上了眼睛,然后任由他们向四面八方乱跑,只有凭运气跑到终点的运动员是赢家,其他人全部被淘汰。

在达尔文的理论中,自然选择是进化的主要动力,甚至可能是唯一动力。而在拉马克理论中,动物的“欲望”和“意志”成为重要的动力,比如长颈鹿特别想把脖子长长一点,于是就真的长长了,这就是“意志”的力量。

人文学者们希望拉马克的理论是正确的,这样,人的意志,特别是善良的意志就会引导人类走向更美好的明天,甚至是天堂。所以他们非常排斥冷冰冰的毫无社会责任感的自然选择理论。后面会谈到社会进化的问题,如果有喜欢人文学科的朋友们加入到这个讨论中来的话,无疑会把这个讨论搅得一团糟。

而纯正的进化理论,必须把这种力量排除在外,因为对动物的“意志”的依赖,一不留意,就会滑向“神的意志”,有变为自然神学的危险。所以,拉马克和达尔文的共同点在于,都承认物种是变化的,也就是所谓“进化”。但在如何进化上,两者不可调和。

为了反驳拉马克的理论,作为达尔文理论的坚定支持者,德国著名动物学家魏斯曼(AugustWeismann)开展了一个有趣的实验。他养了一批老鼠,然后坚持不懈地把每一代的老鼠的尾巴都切下来,一直连续切了二十多代。结果发现,老鼠后代尾巴的长度并没有受到影响,重新生下来的小家伙们仍然一个个拖着长长的尾巴,据此,魏斯曼否定了拉马克的“获得性遗传”理论。

其实这个有趣的实验的设计是错误的,老鼠的尾巴是被“切掉”的,这根本不是环境造成的,也就是说,老鼠并没有不“需要”这个尾巴,而这个被切掉尾巴的悲剧也不能称为“获得性”,那只能是“强加性”。

但这个错误的实验的结论却是正确的,那就是“获得性”并不能遗传。为了全面驳倒拉马克,使自己的理论给人以更深刻的印象,魏斯曼还提到了中国妇女的裹脚现象,中国妇女们绵延万里的裹脚布并没有让后代的脚变得更小一点。其实还有一个更有力的证据魏斯曼没有想到,那就是处女膜一代一代地被顶破,但女人们仍然保留着那一层小小的膜,在这件事上,没有遗传发生。

反对者们提到了铁匠和他们的儿子的故事:铁匠因为天天打铁,所以肌肉都相当发达;但是,没有证据表明,铁匠的儿子们的肌肉也因此变得发达,铁匠辛辛苦苦打铁弄出来的一身好肌肉并没有遗传下去。除非子承父业,儿子们继续打铁。

随着达尔文理论的出现,拉马克遭到了越来越多的批评。最严重的困境在于,如果获得性遗传是那么有效的话,人类就会出现大量残疾人,由于战争等各种原因,缺胳膊断腿的悲惨故事实在是太普遍了。而且,还有一个更严重的问题,衰老算不算是获得性呢?如果是,岂不是小孩一生下来就成了小老头了么?

这个问题问得虽然有些无赖,但却是击中了拉马克的要害。

可拉马克的追随者们的反击也依然强劲,他们反问道:农民的双手经过不断的劳作,手掌的皮肤应该被打磨得越来越薄才是,为什么情况正相反,反而是手掌的皮肤越来越厚,有的地方甚至起了老茧呢?这难道不是生物对环境作出反应的有力证据吗?难道这不是获得性状吗?

因为拉马克追随者们一再纠缠茧子问题,后来遭到了达尔文支持者们的辛辣嘲讽。当代最具成就的进化论者之一,道金斯(RichardDawkins)在《盲眼的钟表匠》一书中笑话他们说:“拉马克学家从传统上喜欢老茧。”

令拉马克的追随者们失望的是,他们所提出的几乎所有证据,后来都被达尔文的支持者们纳入到了自然选择理论体系之下。

总而言之,尽管拉马克在进化论领域作出了不可磨灭的开创性的工作,但由于受到了居维叶的打压,所以在当时的影响较小。加上资料的缺乏和认识的不足,他对于进化途径的认识是不完善的,起码用现代的生物学知识来衡量,是不全面的,甚至是不正确的。他让人们认识到了进化现象,但又让人误解了进化过程,可谓功过参半。达尔文对拉马克的评价前后不一,也正好反映了他对拉马克的矛盾态度。

达尔文没有读过拉马克的原著,他是通过其他途径了解了拉马克的观点,曾赞扬拉马克是“第一个在物种起源的研究上取得了一定成就的人,这一成就对于后人的研究有巨大的推动作用”。达尔文认为,拉马克开始把上帝的作用排除在外了。但这并不意味着达尔文同意拉马克的观点,相反,他也对拉马克进行了讽刺,尽管在达尔文自己的理论里也能看到拉马克主义的影子。

有趣的是,达尔文曾经非常果决地否认他受到了拉马克的影响,他评论拉马克的作品说:“这些著作确实毫无价值,我从中没有汲取到任何事实依据或有益的观点。”但有的时候,他又会非常公允地说:“我得出的结论和他的结论相差并不太大,虽然演化的方式彼此全然不同。”

不过达尔文的支持者们显然不同意他的这句话,后来两派之间的争论几乎到了相当激烈的地步。拉马克本人对此显然并没有预见到这一点。

拉马克对待科学的态度是令人尊敬的,请让我们记住他的这一段话吧:“科学工作让我受益匪浅,给我们带来了一种温暖和纯洁的乐趣,这种乐趣足以补偿人生中因种种不足而带来的无穷烦恼。”

直到1909年,在人们纪念拉马克的名著《动物学哲学》出版100周年时,巴黎植物园向各界募捐,才算为拉马克建立了一块纪念碑。碑上镌刻着他女儿的话:“我的父亲,后代将要羡慕您,他们将要替您报仇雪恨!”

虽然尘埃未定,但拉马克至今依然能被人提起,并看作是进化论的先驱者之一,并仍有大批的追随者。大概他也可以借此告慰自己了吧。

后来,拉马克主义者为了与“新达尔文主义”对抗,也提出了“新拉马克主义”的概念,这其实是一个大杂烩理论。虽然新拉马克主义者声称这仍然是以获得性遗传和用进废退为理论内核,并加进了环境对生物的影响,但没有人系统地阐述过拉马克主义的标准含义,只是一味地否认自然选择的力量,或认为自然选择只是进化的辅助因素。据说,从来没有两个新拉马克主义者的观点是相同的。他们根据自己的理解用自己的方式解释着拉马克,使“用进废退”变得乱七八糟。当基因突变现象被发现以后,新拉马克主义才迅速失去了吸引力。达尔文主义才得到了又一次发展的机会。

关于新达尔文主义和新拉马克主义的争论将在后面再详细介绍。现在先来看看地质学的发展对进化论的出现起到了什么样的促进作用。

地质学者:万能的主啊,最近的地质勘察中,发现了一些形状奇特的石头,我们怀疑那是一些已经灭绝的古生物的化石。

上帝:我的孩子,你怎么会有这种想法呢?难道我辛辛苦苦创造的生物就是用来毁灭的?记住,我的孩子。那不是什么生物化石,那只是大自然随机形成的精美图案。

若干年后

地质学者:万能的主啊,我们发现的化石越来越多,而且很多形状都是一致的,如果只是大自然随机形成的图案,怎么会那么巧合?

上帝:……既然如此,我就把真相告诉你吧,我的孩子。那些确实是古生物,在大洪水时,它们因为体积太大,进不了诺亚方舟的入口,才被灭绝的。

地质学者:主啊,根据研究,这些生物是灭绝在几千万年前,这和您说的大洪水时间严重不符。

上帝:……我的孩子,大洪水可并不只发生过一次,你们知道的大洪水,不过是最近的一次而已。