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小问题隐藏大秘密
先有鸡还是先有鸡蛋?几乎每个人在小时候都和别人讨论过这个问题。
这个问题的两难之处在于:如果先有鸡,那么鸡不是从鸡蛋里孵化出来的吗?如果先有鸡蛋,那么鸡蛋不是鸡产下来的吗?
在金庸小说《神雕侠侣》中,一灯大师与小龙女也曾就此话题展开过一番讨论,并认为这是一个千古难题。然而,就在今年5月26日,英国的主要报纸报道说,英国的科学家和哲学家已经得出了这一问题的结论:先有蛋,后有鸡!一石激起千层浪,古老的话题再次引起了全世界的广泛关注。
有人或许会觉得这个问题很无聊,反正鸡离不开鸡蛋,鸡蛋也离不开鸡,管它先后顺序呢!其实不然,因为看似非常普通的一个问题,里面却隐含了一个关于生物进化的大秘密。
我们现在都知道,地球上丰富多彩的生物是由远古时的原始生命沿着“由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生”的历程进化而来的。但随之而来的是这样一个问题:从最低级的原始单细胞生命到最高级的人类,在漫长的生物进化史里,频繁的物种变异是怎样实现的呢?换句话说,是怎样从一个物种进化到另一个物种的呢?
为了这样的一个秘密,科学家们进行着不懈的追寻。
达尔文的困惑
达尔文不是第一个回答这个问题的人,但他的答案最经典,也最有名。
在达尔文之前,法国的拉马克就提出了生物进化的理论,他认为生物的种是会变异的。“拉马克主义”的核心是“用进废退”,即器官多使用就会发达,不使用就会退化。他举例说,有一种长脚长颈的水鸟,它们不喜欢浮在水面上,又不愿意让身子没入水边的淤泥里,便经常竭力伸长腿部和脖子,于是形成了现在这个样子。
显然达尔文不同意这个观点。1831年,他开始了长达五年的环球旅行,之后他提出了自己的进化理论。“达尔文主义”的理论精华可以概括成“物竞天择、适者生存”,简言之,物种进化是自然选择的结果——由同一对生物所产生的后代,彼此之间存在着微小的差别,那些不能适应自然环境变化的逐渐被淘汰,而适应的则生存了下来,这种有利的变异日积月累,久而久之就衍变为另一个物种。比如达尔文观察到有一个小岛上的昆虫都是短翅或无翅的。达尔文解释说,由于强烈海风的存在,那些长翅的昆虫极易被吹进大海,而翅膀稍短一些的则生存了下来,慢慢地,短翅或无翅的昆虫便发展起来。
用这个理论来解释“鸡、蛋问题”——有一种鸟,刚开始不是鸡,后来自然环境发生了变化,这些鸟中有一部分习性逐渐改变,最后变成了鸡。它们经受住了大自然的考验而生存了下来,并产下了后代——鸡蛋。显然结论是:先有鸡,后有鸡蛋!
但是,“达尔文主义”有其局限性。比如在达尔文看来,物种的变异是在漫长的过程中由无数的、微小的、渐进的变化积累而来,但“寒武纪大爆发”始终是达尔文生前感到困惑的一个问题——距今5.4亿年到5.3亿年前,地球上突然出现各种各样丰富的动物门类,成为生命演化史上一个非凡的瞬间。显然,达尔文的《物种起源》对此无法解释,甚至达尔文自己也承认:“我深信自然选择是物种变化方法中最主要、但不是唯一的方法。”
断尾老鼠的孩子有尾巴
19世纪末,随着遗传学的研究进展,一种全新的生物进化理论——“生殖细胞变异论”登上了历史舞台。
我们常说:“世界上没有两片完全相同的叶子。”遗传学家孟德尔的研究表明,生物的生殖细胞内存在着一种“遗传因子”,正是遗传因子的自由组合和分离,造就了每个生物体与众不同的性状。
“生殖细胞变异论”认为,物种的变异不受外界影响,而是缘自生殖细胞变异。通俗地说,就像一只尾巴断了的老鼠生出的后代依然有尾巴一样,一个生物在生长过程中任何体质上的改变(包括体细胞的突变)都不会被遗传,而只有生殖细胞发生突变时,才可能产生另外一种物种。这种理论指出生物的进化不是渐进式的,而是突发式的,这就可以解释诸如“寒武纪大爆发”之类的爆发式生物进化现象。
今年5月得出“先有蛋,后有鸡”这一结论的英国诺丁汉大学进化遗传学专家约翰-布鲁克菲尔德教授对记者说,根据遗传学原理,生物体内遗传物质在其整个生命周期内不发生改变,而只会在生殖细胞内出现变异。因此,在史前时期,第一只进化为我们今天称之为鸡的物种,一定是首先以胚胎的形式存在于一个蛋中,而这个蛋就是其他生物变异的生殖细胞。
显然,这是典型的“生殖细胞变异论”观点——有一种鸟,自己不是鸡,但生殖细胞发生了变化,生下来的蛋是一枚拥有鸡基因的蛋,结果,这枚蛋孵化出了历史上的第一只鸡。这当然是“先有鸡蛋,后有鸡”。
然而,“生殖细胞变异论”研究的是生物个体的变异,而进化是群体范畴的问题。因此,这一学说在解释生物进化时,在总体上是有局限性的。而且,它过于漠视自然选择在进化中的重要地位,难以引起广泛支持。
“完美”理论不完美
20世纪上半叶,科学家们将达尔文主义和遗传学融合起来,形成了“现代进化论”。“现代进化论”认为,生殖细胞突变(内因)是物种进化的遗传学基础,但不是每一次突变生物都能形成新的物种,而需要经过自然的筛选作用(外因)—那些不能适应自然的突变生物被淘汰,而能够适应的则被保留下来并大规模繁衍,从而带来了新物种。
我们可以按照“现代进化论”的观点再来解释“鸡、蛋问题”:有一种鸟,可能由于杂交或某种强烈刺激等原因,在交配和生蛋的过程中,生殖细胞发生了变化,于是生下了一窝非同寻常的蛋,结果,孵化出了一群现在被称作鸡的动物。幸运的是,这种变异很好地适应了自然,于是这群鸡繁衍生存了下来,一个新的物种便这么突然形成了。那么结论仍然是:先有鸡蛋,后有鸡!
事实上,我国学者许汉奎早在八年前就根据这一理论撰写过一篇科普文章,解答了鸡和鸡蛋的问题。
显然,“现代进化论”兼收了“自然选择论”与“生殖细胞变异论”的精髓,是目前解释物种进化的最完美的理论。看起来,这个“千古难题”终于可以尘埃落定了。但是且慢!这个理论同样有其缺陷。当今的生物学已经进入了分子时代,在分子水平上“现代进化论”遇到了困难,因为它无法解释诸如新器官如何出现之类的问题。实际上,到目前为止,任何一种理论都还不足以解释进化史里的所有事件,也都未能拿出确凿完整的证据来彻底击败其他理论,甚至有很多人对“进化论”本身也抱着质疑的态度——这些都不是几句话可以说明白的。有志于生物学研究的同学们将来可以在大学里学习到更多的相关知识,或许这个关于生命的大秘密就会在你的手中被揭开呢!
说到这里,顺便再提一个有趣的语言分歧。可能有些爱咬文嚼字的同学会说:“鸡蛋鸡蛋,可不说的就是鸡生下来的蛋吗?要不我们怎么从来不说‘公鸡蛋’呢?”对此,支持“蛋生鸡”的英国哲学家戴维·帕皮诺教授也解释过了:“如果袋鼠下了一个能够孵化出鸵鸟的蛋,那实际上肯定是一个鸵鸟蛋,而不是袋鼠蛋。”
先有鸡还是先有鸡蛋?几乎每个人在小时候都和别人讨论过这个问题。
这个问题的两难之处在于:如果先有鸡,那么鸡不是从鸡蛋里孵化出来的吗?如果先有鸡蛋,那么鸡蛋不是鸡产下来的吗?
在金庸小说《神雕侠侣》中,一灯大师与小龙女也曾就此话题展开过一番讨论,并认为这是一个千古难题。然而,就在今年5月26日,英国的主要报纸报道说,英国的科学家和哲学家已经得出了这一问题的结论:先有蛋,后有鸡!一石激起千层浪,古老的话题再次引起了全世界的广泛关注。
有人或许会觉得这个问题很无聊,反正鸡离不开鸡蛋,鸡蛋也离不开鸡,管它先后顺序呢!其实不然,因为看似非常普通的一个问题,里面却隐含了一个关于生物进化的大秘密。
我们现在都知道,地球上丰富多彩的生物是由远古时的原始生命沿着“由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生”的历程进化而来的。但随之而来的是这样一个问题:从最低级的原始单细胞生命到最高级的人类,在漫长的生物进化史里,频繁的物种变异是怎样实现的呢?换句话说,是怎样从一个物种进化到另一个物种的呢?
为了这样的一个秘密,科学家们进行着不懈的追寻。
达尔文的困惑
达尔文不是第一个回答这个问题的人,但他的答案最经典,也最有名。
在达尔文之前,法国的拉马克就提出了生物进化的理论,他认为生物的种是会变异的。“拉马克主义”的核心是“用进废退”,即器官多使用就会发达,不使用就会退化。他举例说,有一种长脚长颈的水鸟,它们不喜欢浮在水面上,又不愿意让身子没入水边的淤泥里,便经常竭力伸长腿部和脖子,于是形成了现在这个样子。
显然达尔文不同意这个观点。1831年,他开始了长达五年的环球旅行,之后他提出了自己的进化理论。“达尔文主义”的理论精华可以概括成“物竞天择、适者生存”,简言之,物种进化是自然选择的结果——由同一对生物所产生的后代,彼此之间存在着微小的差别,那些不能适应自然环境变化的逐渐被淘汰,而适应的则生存了下来,这种有利的变异日积月累,久而久之就衍变为另一个物种。比如达尔文观察到有一个小岛上的昆虫都是短翅或无翅的。达尔文解释说,由于强烈海风的存在,那些长翅的昆虫极易被吹进大海,而翅膀稍短一些的则生存了下来,慢慢地,短翅或无翅的昆虫便发展起来。
用这个理论来解释“鸡、蛋问题”——有一种鸟,刚开始不是鸡,后来自然环境发生了变化,这些鸟中有一部分习性逐渐改变,最后变成了鸡。它们经受住了大自然的考验而生存了下来,并产下了后代——鸡蛋。显然结论是:先有鸡,后有鸡蛋!
但是,“达尔文主义”有其局限性。比如在达尔文看来,物种的变异是在漫长的过程中由无数的、微小的、渐进的变化积累而来,但“寒武纪大爆发”始终是达尔文生前感到困惑的一个问题——距今5.4亿年到5.3亿年前,地球上突然出现各种各样丰富的动物门类,成为生命演化史上一个非凡的瞬间。显然,达尔文的《物种起源》对此无法解释,甚至达尔文自己也承认:“我深信自然选择是物种变化方法中最主要、但不是唯一的方法。”
断尾老鼠的孩子有尾巴
19世纪末,随着遗传学的研究进展,一种全新的生物进化理论——“生殖细胞变异论”登上了历史舞台。
我们常说:“世界上没有两片完全相同的叶子。”遗传学家孟德尔的研究表明,生物的生殖细胞内存在着一种“遗传因子”,正是遗传因子的自由组合和分离,造就了每个生物体与众不同的性状。
“生殖细胞变异论”认为,物种的变异不受外界影响,而是缘自生殖细胞变异。通俗地说,就像一只尾巴断了的老鼠生出的后代依然有尾巴一样,一个生物在生长过程中任何体质上的改变(包括体细胞的突变)都不会被遗传,而只有生殖细胞发生突变时,才可能产生另外一种物种。这种理论指出生物的进化不是渐进式的,而是突发式的,这就可以解释诸如“寒武纪大爆发”之类的爆发式生物进化现象。
今年5月得出“先有蛋,后有鸡”这一结论的英国诺丁汉大学进化遗传学专家约翰-布鲁克菲尔德教授对记者说,根据遗传学原理,生物体内遗传物质在其整个生命周期内不发生改变,而只会在生殖细胞内出现变异。因此,在史前时期,第一只进化为我们今天称之为鸡的物种,一定是首先以胚胎的形式存在于一个蛋中,而这个蛋就是其他生物变异的生殖细胞。
显然,这是典型的“生殖细胞变异论”观点——有一种鸟,自己不是鸡,但生殖细胞发生了变化,生下来的蛋是一枚拥有鸡基因的蛋,结果,这枚蛋孵化出了历史上的第一只鸡。这当然是“先有鸡蛋,后有鸡”。
然而,“生殖细胞变异论”研究的是生物个体的变异,而进化是群体范畴的问题。因此,这一学说在解释生物进化时,在总体上是有局限性的。而且,它过于漠视自然选择在进化中的重要地位,难以引起广泛支持。
“完美”理论不完美
20世纪上半叶,科学家们将达尔文主义和遗传学融合起来,形成了“现代进化论”。“现代进化论”认为,生殖细胞突变(内因)是物种进化的遗传学基础,但不是每一次突变生物都能形成新的物种,而需要经过自然的筛选作用(外因)—那些不能适应自然的突变生物被淘汰,而能够适应的则被保留下来并大规模繁衍,从而带来了新物种。
我们可以按照“现代进化论”的观点再来解释“鸡、蛋问题”:有一种鸟,可能由于杂交或某种强烈刺激等原因,在交配和生蛋的过程中,生殖细胞发生了变化,于是生下了一窝非同寻常的蛋,结果,孵化出了一群现在被称作鸡的动物。幸运的是,这种变异很好地适应了自然,于是这群鸡繁衍生存了下来,一个新的物种便这么突然形成了。那么结论仍然是:先有鸡蛋,后有鸡!
事实上,我国学者许汉奎早在八年前就根据这一理论撰写过一篇科普文章,解答了鸡和鸡蛋的问题。
显然,“现代进化论”兼收了“自然选择论”与“生殖细胞变异论”的精髓,是目前解释物种进化的最完美的理论。看起来,这个“千古难题”终于可以尘埃落定了。但是且慢!这个理论同样有其缺陷。当今的生物学已经进入了分子时代,在分子水平上“现代进化论”遇到了困难,因为它无法解释诸如新器官如何出现之类的问题。实际上,到目前为止,任何一种理论都还不足以解释进化史里的所有事件,也都未能拿出确凿完整的证据来彻底击败其他理论,甚至有很多人对“进化论”本身也抱着质疑的态度——这些都不是几句话可以说明白的。有志于生物学研究的同学们将来可以在大学里学习到更多的相关知识,或许这个关于生命的大秘密就会在你的手中被揭开呢!
说到这里,顺便再提一个有趣的语言分歧。可能有些爱咬文嚼字的同学会说:“鸡蛋鸡蛋,可不说的就是鸡生下来的蛋吗?要不我们怎么从来不说‘公鸡蛋’呢?”对此,支持“蛋生鸡”的英国哲学家戴维·帕皮诺教授也解释过了:“如果袋鼠下了一个能够孵化出鸵鸟的蛋,那实际上肯定是一个鸵鸟蛋,而不是袋鼠蛋。”