论文部分内容阅读
进化论不仅成为生物学家的核心，还登上了其他学科的舞台。物理学家根据达尔文观点，建立了“宇宙哲学的自然选择论”，认为存在“多元宇宙”，它是从一个简单的宇宙“进化”成不同的多个宇宙的；计算机科学家借鉴进化的概念和原理，创造出“遗传编程”并广泛应用于寻找复杂问题的最优解答，包括预报天气、优化药物组合等；新兴的进化医学从进化的角度来理解我们对疾病的易感性，以增进我们的健康；进化发育生物学为研究物种变异带来了曙光。
在社会科学领域，进化论被用来解释人类的政治和消费习惯；经济学家最近认为，从进化的观点来看，个体的合作有利于群体的发展；文学评论家也会借用达尔文的观点来分析小说的故事情节和人物形象；心理学专家根据进化论观点，提出人类具有的认知能力和情感源于祖先对古老环境的适应。
尽管进化论帮助我们完成了这么多的认识上的飞跃，但仍然还有许多问题是进化论所不能解释的。
未解之谜1 生命是如何以及在哪里起源的?
科学家已经发现了距今34亿年前的微生物化石，在更古老的岩石上也找到了生物光合作用的痕迹。不过科学家还是没弄明白：蛋白质和DNA这两大生命支柱究竟哪一个先出现在地球上?抑或它们是一起出现的?有科学家认为，RNA不仅可以编码遗传信息，还能起到部分类似于蛋白质的作用，因此RNA有可能是最早的生命起源。那么生命是在什么样的环境下起源的?有假说认为，生命最早起源于海底的沸水中，可是脆弱的RNA怎么可能在沸水中存活呢?这就自相矛盾了。生命的起源问题至今没有定论。如今，科学家一方面在实验室里探寻有机物从简单到可以自我复制的发展过程，另—方面在研究彗星和火星，希望从中获得重要启示。
未解之谜2 是什么决定了物种多样性?
数不清的动物、植物、微生物居住在地球上，但它们的分布密度却有很大差别。为什么热带比寒带拥有更多样的物种?仅仅是因为热带比寒带更热吗?科学家认为，人类的分布、生物和环境之间的相互作用对多样性起到关键的作用，可是多样性究竟是怎样形成的?即使是最时髦的基因技术也还不能回答。更让人懊恼的是，我们掌握的资料太少，我们甚至连地球上到底有多少种物种都还不知道。直到今天，新的物种还在被陆续发现。也许研究灭绝物种有利于我们了解新物种产生的机制。实际上，进化科学家对物种的分类研究才刚刚开始。
未解之谜3 为什么人类的基因这么少?
2003年，就在人类基因组序列即将破解的时候，生物学家惊奇地发现：人类的基因数量并没有先前预计的那么多，它与物种的复杂性并不成正比。一些植物的基因数量反而比人类稍多，而水稻的基因数量则比人类多一倍。更让科学家们感到惊奇的是，基因组的运作方式非常灵活复杂，一个基因有时能够“身兼数职”。这些“怀揣绝技”的基因究竟是怎么聚在了一起，又是怎样形成了我和你?科学家们还在不停地探寻答案。
未解之谜4 一个体细胞是如何变成整株植物的?
从某种意义上讲，植物在生存和繁衍上比动物有更大的灵活性，植物的某些特征堪称“绝活”。比如，对于大多数的柑橘属植物，它们--的体细胞不需要繁琐的体细胞核移植技术，就能重新变成植物胚胎细胞。又如，只通过一小块植物组织，在实验室里就能培养出可以供一片森林使用的幼苗。这样的本领让所有的动物都望尘莫及。科学家早已发现并一直在利用植物的这种特性，但他们至今还是不能回答为什么植物细胞具有这种灵活性，而动物却不具有。
未解之谜5 皮肤细胞如何变成神经细胞?
近年来，科学家打算将普通的皮肤细胞转变成宝贵的干细胞，再将这些干细胞制造成各种各样的人类体细胞，比如神经细胞、成骨细胞、心肌细胞等，这样也就绕过了伦理学上的禁区。可是，尽管科学家已经取得了一些突破性的进展，也不乏成功克隆动物的例子，但皮肤细胞转化成其他细胞的机制究竟是什么，我们所知甚少。
未解之谜6 是什么遗传差异导致我们成为独特的人类?
这是每一代人类学家都在试图解答的问题。当然，拥有一颗大大的大脑是我们最为独特的地方。科学家发现我们与黑猩猩之间的DNA差异大约是1.2％，这是一个很小的数字，但从绝对数量上来看，这种差异意味着近4000万个碱基的不同。那么，到底是其中的哪些基因让我们在与黑猩猩“分家”之后变得如此独特?科学家认为人类的文化、语言等因素可能超过了基因的作用，但这些都还不是定论。
未解之谜7 记忆是如何存取的?
所有记忆都储存在我们的大脑中，我们对世界的认识和所学到的一切都通过记忆促进了人类的进化。自上世纪50年代，神经科学家纷纷发现大脑中的海马区对存储信息至关重要，他们还能找到各种不同的记忆在大脑中的定位。可是，海马区的神经细胞如何把信息固定下来?记忆又是怎么恢复的?这方面的研究还只是冰山一角。
未解之谜8 为什么人不能像动物那样长出新的器官?
被切断的蚯蚓可以重新长出一半身体，蝾螈可以重建受损的四肢。在这一点上，人类显得非常失败，没有人可以重新长出手指，就算伤口能够愈合，也会留下不美观的疤痕。人类聊以自慰的是，被部分切除的肝脏可以恢复到原来的状态。科学家发现，那些动物的器官之所以能够再生，是因为重新启动了胚胎时期的某些程序。那么到底是什么程序使再生的器官保持正常的形状和大小呢?这有一系列的问题需要回答。
未解之谜9 人类合作的行为是进化而来的吗?
早在150年前，达尔文就发现蜜蜂和蚂蚁具有利他行为。人类和其他灵长类动物的社会也充满了合作，人类甚至还会冒死去营救陌生的落水者。达尔文认为合作现象实际上会促进整个族群的繁殖，似乎是生物生存的一种高明计策。但合作行为是怎么进化的?科学家正在探寻合作行为的遗传学基础。而一种关于竞争、合作和游戏规则的数学理论——博弈论，也有助于科学家理解合作行为是如何运作的。不过这些解释都不够深入，其中的细节还有待深化。
未解之谜10 还会出现生命大灭绝吗?
1798年，英国经济学家马尔萨斯认为人口增长总是远超过食品供应的增长，只有灾难才能阻止人口增长。所幸人类懂得运用先进的科学技术，开发更为廉价、环保的能源，200年过去了’地球总人口增长到了60亿，是马尔萨斯生活时代的6倍，而他所预言的大灾难并没有发生。但是，人类对这个星球的消耗仍然在高速地增长着，生态环境也大不如以前了，气候异常与饥荒都是不争的事实。那么，以目前的人口增长速度，如何保证大灾难不会在未来发生呢?可以说，这个令人头痛的问题已经超出了科学界。
在社会科学领域，进化论被用来解释人类的政治和消费习惯；经济学家最近认为，从进化的观点来看，个体的合作有利于群体的发展；文学评论家也会借用达尔文的观点来分析小说的故事情节和人物形象；心理学专家根据进化论观点，提出人类具有的认知能力和情感源于祖先对古老环境的适应。
尽管进化论帮助我们完成了这么多的认识上的飞跃，但仍然还有许多问题是进化论所不能解释的。
未解之谜1 生命是如何以及在哪里起源的?
科学家已经发现了距今34亿年前的微生物化石，在更古老的岩石上也找到了生物光合作用的痕迹。不过科学家还是没弄明白：蛋白质和DNA这两大生命支柱究竟哪一个先出现在地球上?抑或它们是一起出现的?有科学家认为，RNA不仅可以编码遗传信息，还能起到部分类似于蛋白质的作用，因此RNA有可能是最早的生命起源。那么生命是在什么样的环境下起源的?有假说认为，生命最早起源于海底的沸水中，可是脆弱的RNA怎么可能在沸水中存活呢?这就自相矛盾了。生命的起源问题至今没有定论。如今，科学家一方面在实验室里探寻有机物从简单到可以自我复制的发展过程，另—方面在研究彗星和火星，希望从中获得重要启示。
未解之谜2 是什么决定了物种多样性?
数不清的动物、植物、微生物居住在地球上，但它们的分布密度却有很大差别。为什么热带比寒带拥有更多样的物种?仅仅是因为热带比寒带更热吗?科学家认为，人类的分布、生物和环境之间的相互作用对多样性起到关键的作用，可是多样性究竟是怎样形成的?即使是最时髦的基因技术也还不能回答。更让人懊恼的是，我们掌握的资料太少，我们甚至连地球上到底有多少种物种都还不知道。直到今天，新的物种还在被陆续发现。也许研究灭绝物种有利于我们了解新物种产生的机制。实际上，进化科学家对物种的分类研究才刚刚开始。
未解之谜3 为什么人类的基因这么少?
2003年，就在人类基因组序列即将破解的时候，生物学家惊奇地发现：人类的基因数量并没有先前预计的那么多，它与物种的复杂性并不成正比。一些植物的基因数量反而比人类稍多，而水稻的基因数量则比人类多一倍。更让科学家们感到惊奇的是，基因组的运作方式非常灵活复杂，一个基因有时能够“身兼数职”。这些“怀揣绝技”的基因究竟是怎么聚在了一起，又是怎样形成了我和你?科学家们还在不停地探寻答案。
未解之谜4 一个体细胞是如何变成整株植物的?
从某种意义上讲，植物在生存和繁衍上比动物有更大的灵活性，植物的某些特征堪称“绝活”。比如，对于大多数的柑橘属植物，它们--的体细胞不需要繁琐的体细胞核移植技术，就能重新变成植物胚胎细胞。又如，只通过一小块植物组织，在实验室里就能培养出可以供一片森林使用的幼苗。这样的本领让所有的动物都望尘莫及。科学家早已发现并一直在利用植物的这种特性，但他们至今还是不能回答为什么植物细胞具有这种灵活性，而动物却不具有。
未解之谜5 皮肤细胞如何变成神经细胞?
近年来，科学家打算将普通的皮肤细胞转变成宝贵的干细胞，再将这些干细胞制造成各种各样的人类体细胞，比如神经细胞、成骨细胞、心肌细胞等，这样也就绕过了伦理学上的禁区。可是，尽管科学家已经取得了一些突破性的进展，也不乏成功克隆动物的例子，但皮肤细胞转化成其他细胞的机制究竟是什么，我们所知甚少。
未解之谜6 是什么遗传差异导致我们成为独特的人类?
这是每一代人类学家都在试图解答的问题。当然，拥有一颗大大的大脑是我们最为独特的地方。科学家发现我们与黑猩猩之间的DNA差异大约是1.2％，这是一个很小的数字，但从绝对数量上来看，这种差异意味着近4000万个碱基的不同。那么，到底是其中的哪些基因让我们在与黑猩猩“分家”之后变得如此独特?科学家认为人类的文化、语言等因素可能超过了基因的作用，但这些都还不是定论。
未解之谜7 记忆是如何存取的?
所有记忆都储存在我们的大脑中，我们对世界的认识和所学到的一切都通过记忆促进了人类的进化。自上世纪50年代，神经科学家纷纷发现大脑中的海马区对存储信息至关重要，他们还能找到各种不同的记忆在大脑中的定位。可是，海马区的神经细胞如何把信息固定下来?记忆又是怎么恢复的?这方面的研究还只是冰山一角。
未解之谜8 为什么人不能像动物那样长出新的器官?
被切断的蚯蚓可以重新长出一半身体，蝾螈可以重建受损的四肢。在这一点上，人类显得非常失败，没有人可以重新长出手指，就算伤口能够愈合，也会留下不美观的疤痕。人类聊以自慰的是，被部分切除的肝脏可以恢复到原来的状态。科学家发现，那些动物的器官之所以能够再生，是因为重新启动了胚胎时期的某些程序。那么到底是什么程序使再生的器官保持正常的形状和大小呢?这有一系列的问题需要回答。
未解之谜9 人类合作的行为是进化而来的吗?
早在150年前，达尔文就发现蜜蜂和蚂蚁具有利他行为。人类和其他灵长类动物的社会也充满了合作，人类甚至还会冒死去营救陌生的落水者。达尔文认为合作现象实际上会促进整个族群的繁殖，似乎是生物生存的一种高明计策。但合作行为是怎么进化的?科学家正在探寻合作行为的遗传学基础。而一种关于竞争、合作和游戏规则的数学理论——博弈论，也有助于科学家理解合作行为是如何运作的。不过这些解释都不够深入，其中的细节还有待深化。
未解之谜10 还会出现生命大灭绝吗?
1798年，英国经济学家马尔萨斯认为人口增长总是远超过食品供应的增长，只有灾难才能阻止人口增长。所幸人类懂得运用先进的科学技术，开发更为廉价、环保的能源，200年过去了’地球总人口增长到了60亿，是马尔萨斯生活时代的6倍，而他所预言的大灾难并没有发生。但是，人类对这个星球的消耗仍然在高速地增长着，生态环境也大不如以前了，气候异常与饥荒都是不争的事实。那么，以目前的人口增长速度，如何保证大灾难不会在未来发生呢?可以说，这个令人头痛的问题已经超出了科学界。