进化论虚妄吗？第二章、为什么要有进化论？—

1831年，当22岁的达尔文作为一个没有报酬的博物学家登上贝格尔号，开始为期五年的环球航行时，他是一个言必称《圣经》的虔诚的教徒，他的迂腐常常引起海员们的嘲笑。是的，他听说拉马克提出了生物进化的理论，不过在他看来，那不过是离经叛道的异端邪说，不值一哂。然而，当五年之后他结束航行回到英国，他的思想完全改变了。这时候，在他看来，《圣经》的可信度比印度教的圣书也好不到哪里去。他开始着手收集资料，终于提出了自然选择学说，为生物进化提供了第一个科学理论。他比拉马克走得更远，受到的攻击也更大，然而终身不悔！在临死前他在自传中自豪地写道：

“……我这一生中，再也没有什么能比为自然科学增加了一些东西更好的了。对此我已尽力而为，批评者可以说他们想说的任何话，但他们无法摧毁我的这种自信。”

当达尔文写下“批评者可以说他们想说的任何话”时，大概没有想到一百年后会有道貌岸然的传道士造谣说“达尔文后来也后悔创建了进化论”吧。

要改变一个人的信仰别提有多难了，被时代抛弃的神创论者尚且不惜造谣歪曲也不愿承认事实；而这五年内，究竟发生了什么事，使达尔文从一个虔诚的教徒变成了进化论的创建者？

达尔文的主要任务是收集动植物标本，定期运回国鉴定。他发现了许多新物种，所以微言先生在攻击进化论之前，“欲夺之先予之”，貌似公正地说一句“达尔文对生物分类自有其贡献”，倒是他的连篇谎言中一句难得的真话。不过，达尔文要是像当时的许多博物学家一样，终其一生只是这么收集收集标本，分分类，他就不会被埋葬在牛顿旁边，他的塑像也不会被摆在大英博物馆自然历史分馆的门口了。

贝格尔号在南美海域来来回回开了三年多，达尔文注意到，在南美海岸，动物群和植物群的变化极为明显。比如从阿根廷的Ｂｕｅｎｏｓ　Ａｉｒｅｓ到Ｓａｎｔａ　Ｆｅ，纬度仅仅变了三度，物种却变了不少。达尔文在一小时之内，就观察到有六种鸟是从前在Ｂｕｅｎｏｓ　Ａｉｒｅｓ没见过的，他心里不免嘀咕：这两个地方这么靠近，地理环境又那么相似，上帝造物时何必那么慷慨大方，给每一个地方各造出那么多不同的物种？如果对这样的疑问，达尔文也像现在的神创论者一样说一句“上帝的意图不是我们能知道的”轻轻打发，那以后就没有好戏可唱了。幸好达尔文的求知欲不是那么容易被糊弄，而随着以后的进一步观察，他心中的疑问越来越大。

达尔文的另一项任务是挖掘生物化石。在当时，中国还在把化石当成龙骨龙牙入药，但西方知识界已逐渐认识到化石是从前生物的“遗骸”，从化石中发现的许多种物种现在已经找不到了。承认物种会灭绝对于当时的知识界是件很尴尬的事，因为那等于承认上帝不是万能的，他亲手创造的生物居然还会灭绝。为了给上帝点面子，法国的居维叶提出了灾难说，也就是说是上帝故意制造灾难来灭绝生物。这还可以在《圣经》中找到依据，《圣经》不是记载了世界性的大洪水嘛。虽然《圣经》上说诺亚拯救了所有的生物，把几百万种动物的一对或七对像沙丁鱼罐头一样都塞进了他那只长１５０米、宽２５米、高１５米的大船，在汪洋中和平共处十多个月（不吃不喝？）后奇迹般地都活了下来，并没有说哪个物种因此灭绝了；不过灾难说既然会引经据典，也就还不算怎么离经叛道。

但是达尔文却不能不对灾难说产生了疑问。他在南美海岸挖到了一些树懒和美洲驼的化石。这两种动物在当地都还生存着，但是比化石小多了。达尔文仔细地探测了发现化石的地层和周围环境，判断这些化石的年代并不久远，而且没有发生过大洪水的任何迹象，也没有发生过其它灾难的迹象。一切都显得很和平。那么这些生物为什么会灭绝？它们会不会变成了现代较矮小的树懒和美洲驼？也就是说，现代的物种是由以前的不同物种变来的，《圣经》有关上帝创造的记载只是神话？可以想象，这时候在达尔文的内心中，承认事实和相信《圣经》两条“路线”不断地在斗争。

三年后，贝格尔号航行到厄瓜多尔以西约１０００公理处的加拉帕格斯群岛，他在岛上观察了五个星期后，对《圣经》的信仰开始完全破灭！

加拉帕戈斯群岛由１６个或大或小的火山岛组成的，岛与岛之间的距离往往只有几公里、十几公里。我们现在已经知道，这个群岛形成于大约４百万年前，从来未跟南美大陆连在一起。

达尔文踏上加拉帕戈斯群岛的第一个感觉，是那里的动物群、植物群跟南美大陆很相似，这一点毫不奇怪。仔细观察之后，他就觉得奇怪了：这里的动植物虽然总体上跟南美大陆的相似，但又有着明显的、与大陆动植物不同的特征，有着许多特有种，就是说这些物种只在这里有，在世界其它地方都找不到。像这样的特有种，植物有２２８种，鸟类有２８种，蜥蜴类有３２种，陆地蛇类有５０多种，鼠类有４种，鱼类有６０种。

而且，这个群岛的一些岛上，也有自己的特有种，到了另一个岛就找不到了。像熔岩蜥蜴，群岛总共有七种，除了一种分布较广，其它六种分别只局限于六个大岛。最引起达尔文注意的是那些巨龟（“加拉帕戈斯”的意思就是龟）。这些巨龟现在已全部被人类灭绝了，不过在当时，它们成群结队地在岛上的沙滩上漫游，总共有十四种或亚种，而且岛与岛之间的巨龟的形态－－特别是龟壳－－差别非常大，以至于岛上的副总督向达尔文吹牛说，他只要瞄一眼，就知道哪只龟是哪个岛上的。

我们可以想象，当达尔文坐在沙滩上，看着这些巨龟慢吞吞地爬来爬去，看着鬣蜥懒洋洋地在岩石上晒太阳，不时地潜入海里吃海草（世界上别的地方再也找不到有一种蜥蜴是吃海草的），脑子里不时地在考虑在个问题：为什么上帝要在这小小的角落显耀他的创造才能，他真有必要专门为这里创造出这许许多多独一无二的物种吗？或者，这里的物种的祖先实际上都是偶然从南美大陆来的，几万年几十万年后才发生了种种变化，产生了这些丰富多彩的特有种？也就是说，物种其实是可变的，进化的？他现在开始觉得，只有后一个解释才是合理的。

加拉帕戈斯群岛还有一些独特的雀类，当时没有引起达尔文的注意。他回国后，仔细研究了带回来的标本，才发觉这些雀类的形态变化极为奇妙。我们现在就把这些雀类命名为达尔文雀。达尔文雀在南美大陆也有，但只有一种，而加拉帕戈斯群岛上多达五属十三种，此外还有一种在几百公里外的可可斯岛。这十三种达尔文雀粗粗一看都差不多，但身体大小不同，鸟喙的大小、形状差别更大，而它们的生活习性也是形形色色的。大体可以分为树上生活和地上生活两类，有的吃素，有的像啄木鸟一样啄木吃虫，有的以巨龟、鬣蜥甲上的寄生虫为生，有的则吸海鸟的血！而鸟喙的形态正跟它们的习性有关。鸟喙较大的，吃的东西也都比较大；在地上生活的，鸟喙下部都很深，可以用来压碎种子；在树上生活的，鸟喙的形状刚好很适于把毛虫从藏身之处钩出来；吸血的，鸟喙又尖又利；吸花蜜的，鸟喙又细又长；啄木达尔文雀的鸟喙很像啄木鸟，它甚至能使用工具：叼着仙人掌刺把毛虫钓出来。

达尔文正确地推测：加拉帕戈斯群岛上的这些雀类都是由南美大陆的那种雀变来的。现在我们通过比较蛋白质序列，可以推测其趋异发生在大约一百万年前。在那时候，一小群达尔文雀的祖先被西风从南美大陆吹到了加拉帕戈斯群岛，在这里它们没有竟争对手，这是一片年轻的、可以自由发展的乐土，树上、地上，各种各样的生活环境任其选择。一方面，在与大陆的鸟群隔绝的情况下，基因库很小，变异基因不容易被正常基因稀释，因此它们的后代容易保留变异；另一方面，它们的后代选择了不同的环境，自然选择迫使它们去适应这些环境，适应的结果使它们的后代差异越来越大，最终变成了不同的种类。

而神创论者对于达尔文雀又有什么样的高论呢？

“当年达尔文在加拉帕戈斯群岛（位于东太平洋赤道上，属厄瓜多尔）考察时，发现各个岛屿上的雀类型态不同，共有十三种之多。他认为这是因为各个岛上的环境条件不同，自然选择作用促使这些雀类向不同的方向演化所致。以此为起点，他逐步发展出“进化”的观点。但据现今学者重新研究，发现这些岛上的生态条件实不足以使岛上的雀类发生这些形态变化。这些变化的真正原因乃是各个岛上的雀类只能进行隔离繁殖（雀类不善远飞，各岛之间的海域足以使之互相隔离）。各雀群之间没有遗传基因的交流，因此各雀群的总体基因内涵（基因库）乃逐渐产生差异，因而造成雀群形态上的差别。这与各岛的环境条件无关。如果两个雀群的基因库不同，即使它们的生活环境完全一样，其形态也会有分别。反之亦然。达尔文当时并没有现今的遗传学知识，他不能正确理解这一现象的真正本质，所以产生了“进化”的误解。今天我们已经认清了事实真相，为什么还要沿袭达尔文的错误观念？”

——（微言《进化论之虚妄》）

我得赞赏微言先生想用现代进化论来批判达尔文进化论的努力，能够引用“现今学者重新研究”总比造谣的好；不过，不造谣了，歪曲是难免的。隔离繁殖首先指的是群岛与大陆的隔离，其次才是岛与岛之间的隔离。其实，有些达尔文雀是在各岛都有的，像小地上雀就分布在１４个岛；而每一个岛并不只有一种雀，多则十种，少则三种。雀类虽不善飞，飞不回大陆，但岛与岛之间区区几公里是算不上什么的。形态的差别跟环境条件有没有关？当然有关，没有竟争对手和与大陆种群隔绝就是两大环境条件；而各种不同的形态也是对不同的生活条件适应的结果。现代进化论在强调繁殖隔离的同时，丝毫也没有低估自然选择的作用。繁殖隔离是起因，而自然选择则是过程，没有这个选择过程，就没有这样的结果。

不管怎样，我还是很赞赏微言先生这段自打嘴巴的话的。当他说“逐渐产生差异，因而造成雀群形态上的差别”时，不管他认为原因是什么，他实际上是在告诉我们，这些雀类是进化的！既然已经认清了事实真相，为什么还要沿袭神创论的错误观念，微言先生？

达尔文观察加拉帕戈斯群岛的生物群之后得出了生物是进化的结论，即岛上的动植物都是偶然从大陆迁到了岛上，又因为适应岛上的环境而发生了各种各样的变化，产生了特产物种。这个结论，同样适用于夏威夷、百慕大这类生成的地质时间晚、从未跟大陆连在一起的海洋性岛屿，可以合理地解释这类岛屿的生态现象。

海洋性岛屿的气候和地理条件跟附近的大陆相同，但是物种总数却要少得多，这是因为并不是所有的物种都有条件从大陆迁到这里。鸟类能飞，爬行类能游，因此毫不奇怪岛上的高等动物以这两类最多；而没法越过海峡的两栖类、陆地哺乳类就很少或没有（哺乳类中蝙蝠也能飞，所以岛上往往有蝙蝠）。两栖类、陆地哺乳类并非无法在这些岛上生存，恰恰相反，它们如果被人为地带过去，往往生活得极其成功。比如，为了消灭害虫，夏威夷引进了一种蟾蜍（Ｂｕｆｏ　ｍａｒｉｎｕｓ），结果蟾蜍反而在岛上泛滥成灾。从前那里没有蟾蜍，不过是因为蟾蜍去不了而已。神创论显然无法合理解释为何岛屿和大陆条件相同，上帝为它们造的物种数目、种类却差别悬殊；更无法解释上帝为大陆造了那么多蟾蜍，却不为附近的岛屿造一个。

海洋性岛屿上的物种不多，但是很大一部分却是独一无二的特有种，跟它们在大陆祖先相比有了形形色色的变化。特有种的多少，也跟生物种类的迁徙能力有关。加拉帕戈斯岛有２８种陆地鸟类，其中有２１以上是特有种；而１１种海鸟中，却只有两种是特有种，这显然是我们根据进化论所意料的结果：因为海鸟的活动范围不太受海峡的限制，还可以跟大陆海鸟混杂，没有生殖隔离，也不用被迫去适应岛上的环境，因此也就不容易产生新物种。离北卡罗来纳约７００英里的百慕大群岛有着典型的北美地理环境，人类成功地在那里引进了许多种陆地脊椎动物，但只有一种蜥蜴是它原有的，是一个特有种。百慕大有许多陆地鸟类，但没有一种是特有种，原因很简单：它是北美鸟类迁徙的中转站，那里的鸟类并不与大陆隔绝。对这一些现象，神创论也没法给出合理的解释：上帝为什么要在岛上对有些种类特别厚爱，创造那么多的特产种？

但是这样的结论只适用于海洋性岛屿，而不适用于曾经跟大陆连在一起的大陆性岛屿，比如英伦三岛，是直到冰川期结束才跟欧亚大陆分开的，英国的动物群、植物群在总体上跟法国等国一模一样。自然，英国也有一些特有种或亚种，但不突出。相反地，让我们来看看跟英国大小、气候（两者到赤道的距离相近）都差不多的新西兰，它距澳大利亚有近两千公里，从未跟澳大利亚相连，是一个典型的海洋性岛屿，它的生物群就显得非常特别，有许多特有种。新西兰原产的哺乳类只有两种蝙蝠，其它哺乳类都是后来人类带过去的。鸟类最多，有１９目５４科２５０种，其中只有３０多种是人为引进的。虽然澳大利亚有很多陆地蛇类，新西兰却一种也没有，唯一的一种原始爬行动物（Ｓｐｈｅｎｏｄｏｎ）是特有种。两栖类只有一属（Ｌｅｉｏｐｅｌｍａ）两或三种，也都是特有种。这个比较表明，新西兰的原产生物都是偶然来自澳大利亚，之后又发生变化产生特有种。

从海洋性岛屿与大陆的生物群的比较，推而广之，可以知道世界上的所有物种，都有自己的发源地。它们发源于世界上的某一区域，然后向四周扩散，在扩散过程中，面临不同的地理环境、气候的挑战和别的物种的竟争，自然选择的结果使它们的后代发生了趋异，进化成各种各样新物种。

正是通过对生物的地理分布的研究，使达尔文得出了生物是进化的这个唯一合理的解释。这个结论，又为生物学的其它学科所证实。

本文中的数据均引自：

Berra, T.M., Evolution and the Myth of Creationism: A Basic Guide to the Facts in the Evolution Debate, Chapter One "What is Evolution?" Stanford University Press, 1990.

McGowan, C., In the Beginning: A Scientist Shows Why the Creationists Are Wrong, Chapter Two "Why Evolution", Prometheus Books, New York, 1984.

Dodson, E.O., and Dodson, P., Evolution: Process and Product, Second Edition, Chapter Two "Biogeography", D. Van Nostrand Company, 1976.

第三章、是的，我们来自同一个祖先

——现代生物学的进化证据

一般人可能会认为，我们仅仅是从古生物化石得出生物是进化的这个结论的。微言显然是这么想的，他以为只要挑出几个化石标本，胡乱批驳一通，就推翻了进化论，未免太天真了。即使没有古生物标本，我们也可以根据对现存生物的比较研究，得出生物是进化的结论．这些研究，主要地来自生物地理学、生物分类学、比较解剖学、比较胚胎学、比较免疫学、生物化学、细胞生物学和分子生物学．在第二章“为什么要有进化论？”我们已介绍了达尔文最早是从生物地理学得出生物进化的结论的，这一章我们来看看其它学科的进化证据，重点放在分子生物学，因为我认为它为进化论提供了最重要的证据和研究模型。

古生物学的证据我将在以后各章详细介绍。

一

、生物分类学的证据

现存生物有几百万种，不对它们分门别类根本无法研究。生物分类学的创建人是十八世纪的瑞典人林奈，他确定了种名采用双名法：第一个是拉丁名词，表示属名，第二个是拉丁形容词，表示种。形态相似的种组成属，属组成目，目组成纲，纲组成界。以后由于用进化论研究分类的需要，海克尔在属与目之间增加科，在纲与界之间增加门。这就是沿用至今的分类级别，每一级别又都可以有“超”、“亚”等附庸。

为了直观地显示各种生物在分类上的关系，分类学家一直在尝试画出关系图表。林奈最初是用地图一样的图表，发现根本无法画好。以后的分类学家开始用直线来画，把生物界画成从最低等生物一直到人的一条长链。比如，他们认为两栖类比鱼类高等，爬行类比两栖类高等，哺乳类又比爬行类高等，所以可以画成：

鱼类－＞两栖类－＞爬行类－＞哺乳类

但是鸟类怎么办？它们显然要比爬行类高等，但也不见得就比哺乳类都低等，没办法，只好在爬行类上面分支，画出鸟类一脉。把这样的分类关系图画得越多、越细，分支也就越多，最后就成为一株树。我们看到一株树，就知道它是由树根长出，不断生长、分支的；我们看到一株分类树，很自然地就应该想到生物都是从同一祖先传下来，不断地进化、分化，种类越来越多的。

但是林奈的时代还不知道生物是进化的，为了解释生物既相似又不同，他发明了“原型说”，直到今天，神创论者对生物分类的唯一解释也就是三百年前的原型说。原型说认为，上帝是用一种原型造一大类生物，再用不同的原型造不同小类的生物，比如，上帝都用“脊椎动物”这个原型（或者说蓝图）造爬行类和哺乳类，所以两类动物有一些共同的特征；然后上帝再分别用“爬行动物”和“哺乳动物”这两个原型造爬行类和哺乳类，所以两者又有不同的特征。可以用集合图来表示如下：

也就是说爬行类和哺乳类是脊椎动物集下两个独立的子集。可是按这种说法，哺乳动物中的每一种动物都应该跟爬行动物离得一样远或一样近，不能有的哺乳动物比别的哺乳动物更靠近爬行动物。事实正好相反，哺乳动物中的原兽类具有一些类似爬行动物的特征（比如卵生，有泄殖腔，体温不恒定），为真兽类所无。也就是说哺乳类这个集合与爬行类这个集合有某种关系，但既不交叉又不兼并，已无法用集合（原型）表示，它们只能是具有血缘关系，唯一的表示法只能是：

一个小分支（原兽类）的生出点越靠近大分支（哺乳类）的下端，就越可能保留主干（古代爬行类）的特征，也就越可能与另一个大分支（爬行类）相似。对这种分类关系的唯一合理解释只能是进化论。

正因为生物是进化的，所以有时候物种界限显得很模糊。比如夏威夷有两种属于同一属的果蝇，它们太相似了，以至于鉴定哪种是哪种要靠对群体的统计，唯一合理解释是这两种果蝇从同一祖先那里分支出来不久，所以彼此之间还差别不大。对此神创论也没法给出合理的解释：你能想象上帝在造这两种果蝇时，一会用这张原型的某一部分，一会用另一张原型的某一部分，把两张原型随机组合起来使用？世上有这么糊涂的设计师吗？

以上对原型说（有时候也被称为“共同设计说”）的分析也同样适用于以下的其它证据，实际上，比较解剖学、比较胚胎学、比较免疫学、和分子生物学中对不同物种的比较，都是生物分类学的深化，都可以应用在生物分类上。

二

、比较解剖学的证据

早在一五五五年，贝仑Pierre Belon就对人和鸟的骨胳系统做了比较，发现人和鸟尽管在外形上极为不同，骨骼组成却非常相似，这可能是历史上的第一次比较解剖学的研究。当然，我们并不是因此说人是从鸟变来的（或相反），我们只是说，人和鸟是亲戚，都是一个祖先的后代，这一点，也适用于以下的讨论。

一个许多人都知道的例子是脊椎动物的前肢的比较，用于劳动的人手、用于奔跑的马腿、用于走路的猫腿、用于游泳的鲸“鳍”、用于飞翔的蝙蝠的翅膀甚至于鸟的翅膀，它们的外形是如此的迥异，功能是如此的不同，但是剔除皮毛、肌肉之后，呈现在我们眼前的骨架却又是如此相似！实际上，它们的骨架和蜥蜴、青蛙的前肢也是相似的，对此最好的解释是从同一祖先变化而来的，由于适应环境的需要，改变了外形，但是骨子里却没有变多少。如果它们是由上帝分别创造出来的，根本没必要让不同的外形却有相同的结构，如果让一个工程师来设计这些前肢，他完全可以去除一些对其它物种必需对这个物种却是个累赘、退化得只剩一点痕迹的骨头．我们相信我们已在化石中找到了这些脊椎动物的共同祖先，它是一种鳍里有骨头的鱼(Crossopterygian fish)，而且这些骨头的组成与所有的陆地脊椎动物都很相似。

在上面我已提到了退化了的前肢骨．在许多生物都存在著一些退化了的器官，它们是生物进化的令人信服的证据。比如鲸，它的后肢已经消失了，但它的后肢骨并没有消失，我们还可以在它的尾部找到已不起作用的盆骨和股骨。甚至在一些蛇类中，我们也可以找到盆骨和股骨的残余．这使我们相信，鲸是由陆地四足动物进化来的，蛇是由蜥蜴进化来的。

我们人类，已完全退化了的器官也不少，尾骨、转耳肌、阑尾、瞬膜〔第三眼睑〕等等都是完全退化、不起作用的器官，它们除了让我们记住我们的祖先曾经像猴一样有尾巴，像兔子一样转动耳朵，像草食动物一样有发达的盲肠，像青蛙一样眨眼睛，还能有别的什么合理解释吗？（有时候，某个退化器官也会被发现有某种小功能，那或者是从前功能的残余，或者是全新的功能，相当于废物利用）。

你说人和万物都是由上帝创造的，请告诉我，他为什么要造出这些废物？莫非像有的教徒所宣称的那样，上帝造出这些废物是为了愚弄科学家，考验我们对他的忠诚？

1994.12.7.

三

、比较胚胎学的证据

如果把鱼、青蛙、龟、鸡、猪、兔和人的各个时期的胚胎放在一起，我们会发现它们存在着不同程度的相似性，关系越亲密（比如都是哺乳类），则相似的程度越高。这些脊椎动物——不管是用鳃呼吸的鱼类和两栖类（幼体），还是用肺呼吸的爬行类、鸟类、哺乳类——在胚胎发育的早期都出现了鳃裂，不仅外形像鱼，而且内脏也像鱼：有动脉弓，心脏只有两腔等等。对这个现象的唯一合理的解释，就是这些脊椎动物都是由鱼进化来的，它们的祖先的特征在胚胎发育过程中重演了。海克尔在上个世纪末甚至因此提出了“生物重演律”，认为胚胎发育过程实际上是物种进化过程的浓缩，胚胎在短时间内忠实地重复了祖先几亿、几十亿年的进化过程。他预言：对胚胎发育过程的深入研究将使我们掌握物种的进化过程的细节。但是，以后的研究表明胚胎并非在严格地重演进化过程，生物重演律被放弃了；然而，胚胎在发育过程中重演祖先的某些特征，却是不争的事实，也是生物进化的富有说服力的直观的证据。神创论者以为现代胚胎学抛弃了生物重演律就等于抛弃了进化论，那是有意混淆旧理论与不变的事实。

比较胚胎学若与古生物学结合，可以帮助我们弄清楚许多进化的细节问题。以下举两个例子。

爬行类的下颌骨由好几块骨头组成，而哺乳类的只有一块。我们认为哺乳类是由爬行类进化而来的，其余的骨头哪里去了呢？通过比较爬行类和哺乳类的胚胎发育，我们发现：原来它们跑到了哺乳类的内耳，变成了锤骨和砧骨！对类兽爬行类和原始哺乳类的化石的研究证明了这一点：这些过渡型化石显示了爬行类下颌骨中的方骨和关节骨是怎样变得越来越小，最后成为锤骨和砧骨的。

通过对小鼠的早期胚胎的研究，我们知道它的某个区域以后会长出牙齿。但是如果把这个区域的组织切下来单独培养，并不能长出牙齿，表明它需要有其它的组织向它提供刺激牙齿发育的因子。现在我们从鸡的胚胎切下一块表皮组织，把二者放在一起，培养几周后，把小鼠的胚胎组织拿到显微镜下观察，我们发现它长出了类似爬行类的牙齿。这个结果，表明鸡胚有刺激牙齿发育的能力，与我们通过古生物化石研究得出的结论一致：鸟类是由爬行类进化来的，始祖鸟和白垩纪的鸟类都还像爬行类那样长着牙齿，而现代鸟类的胚胎还在一定程度上保留了这个特征。一个相似的例子是，蓝鲸等须鲸是没有牙齿的，但是它们的胚胎却有牙齿，这使我们相信须鲸是由有牙的鲸类进化来的。

怎样解释这些现象呢？分子生物学的研究表明，绝大多数的基因是不被表达的所谓“垃圾基因”，它们当中可能含有许多已废弃的祖先的基因。有些祖先的基因在胚胎中被暂时表达，然后被抑制住，这就出现了胚胎的重演现象。如果基因的调控失灵，该给抑制的祖先基因却被表达了，即在成体中出现“返祖现象”，最著名的例子是所谓的“毛孩”。人和猿在蛋白质的结构上没什么差别，但是为什么在形态上却差别这么大呢？这是通过对基因表达的调控实现的，比如说，刺激体毛增长的基因的表达被抑制住了，所以人与猿相比，体毛稀少。如果这种抑制程度较低，则这个个体体毛较浓密，如果抑制机制失控，则出现了毛孩。有人可能会问，在现代人种中，高加索人体毛最多，亚洲人体毛最少，是不是表明高加索人最原始，亚洲人最先进？（类似地也可以问是不是男性比女性原始？）可以说是，但仅仅在体毛这一特征上是。所有的人种都混杂了原始与先进的特征，每一个人种都可能在某一特征上最先进，在某一特征上最原始（比如亚洲人颧骨突出就是个原始特征），在总体上很难说哪个人种更先进或更原始。而且，一个物种在进化上原始并不意味着它较低级（参见第一章“进化是什么？”第一节“进化没有目的没有方向”）。进化论并不为种族主义提供理论依据，微言对此的指责也是无的放矢，对进化论的理解，微言并不比种族主义者高明。

生物发育与生物进化之间的关系的研究，是今天也是下个世纪现代生物学的重大课题。

1994.12.7.

四

、比较免疫学的证据

每种动物的血清中都含有一系列独特的蛋白质。如果把人的血清注射入兔子的血管，血清中的蛋白质变成为兔子体内的外来蛋白质，也就是抗原。兔子的免疫系统将产生特定的抗体攻击这些抗原，这些抗体存在于兔子的血清中。现在，让我们把兔子的血清（含有对抗人的血清蛋白质的抗体）提取出来，与某种动物的血清混在一起，会出现什么现象呢？如果这种动物与人类有血缘关系，它的血清蛋白质与人的就有一定的相似，兔子的抗体对它也就有一定的攻击力。这种动物与人的亲缘关系越接近，抗体抗原反应就越强，反之则越弱。实验结果表明，猿类的血清产生的反应最强，也就是说它们与人最亲近，其次是旧世界猴类，再次是新世界猴类。如果用狗、龟、蛙、鱼等的血清做实验，则抗体抗原反应越来越弱，直至测不出来。

用分光光度测量、同位素标记等方法，可以很精确地定量测定抗体抗原反应，再对结果进行计算，可以推测各物种在进化史上分支的时间，从而绘出亲缘关系树。用这种方法绘得的高等灵长类的亲缘关系树如下：

这个结果，与通过古生物化石或形态比较绘出的亲缘关系树符合得很好，只不过在具体分支的时间这种细节上有出入。比如，它推测人与黑猩猩、大猩猩的分支时间是大约五百万年前，比从化石估计出来的结果要晚。

不仅血清蛋白质，其它的蛋白质也可以用做抗原进行类似的研究，甚至可以从化石（不早于两百万年前）中提取胶原蛋白作抗原，与现代物种的胶原蛋白作比较。用这种方法，我们确定了现代非洲象、亚洲象与已灭绝的猛犸象、柱牙象分支的时间，证实了象与各种海牛、儒艮（美人鱼）乃至蹄兔的近亲关系。

1994.12.10.

五

、分子生物学的证据

现存的生物物种已知的有几百万种，粗略地可分为细菌、植物、动物几大界。在前面我们已介绍了对于同一界的生物，比如动物，虽然外形多种多样，在器官、组织水平上却是相似的。如果我们深入到细胞、分子水平，就会发现所有的生物的构成都相当的一致，界限变得相当的模糊。

已知所有的生物（界于生物与非生物之间的病毒除外）都是由细胞组成的，细菌的细胞较原始，没有细胞核和细胞器，称为原核细胞，具有细胞核和细胞器的细胞则称为真核细胞。同为真核细胞的动物细胞和植物细胞也是非常相似的，都有细胞膜、细胞核和线粒体、溶酶体、核糖体等细胞器，不过植物细胞还有细胞壁、叶绿体和液泡。组成细胞的生物大分子有核酸、蛋白质、多糖和脂类四种，这些生物大分子的成分在所有的生物中也是一致的：核酸都由嘌呤和嘧啶组成，蛋白质都有氨基酸组成，多糖都有单糖组成，脂类则由甘油和脂肪酸组成。

这是生物结构在分子水平上的一致性。生命现象在分子水平上也是一致的。所有的生物（包括病毒）都用核酸作为遗传物质，而且除了一些病毒用ＲＮＡ，其他的生物都用ＤＮＡ。所有的遗传物质都按碱基配对的原则进行半保留复制。核酸用于转译蛋白质的遗传密码在所有的生物中也完全一致。所有的生物都只用２０种氨基酸合成蛋白质，而且尽管在自然界中，氨基酸有左手和右手两种构型，我们人工合成的氨基酸也是左手和右手构型各占一半，然而所有的生物都只采用左手构型的氨基酸合成蛋白质。在用单糖合成多糖时，则只采用右手构型的单糖。生物为什么对生物小分子的构型如此挑剔又如此一致？除了它们来自于同一祖先，都继承了共同祖先的这一特性外，没有别的合理解释。除了遗传，生命的另一重要特征是新陈代谢。在分子水平上，所有生物的新陈代谢也表现了很大程度的一致性。几乎所有的细胞，都采用相同的十个步骤把糖原酵解成丙酮酸，而且每一步骤都由相同的酶催化。所有的真核细胞都通过三羧酸循环释放能量。

生命结构和生命现象在本质上的一致性，证明了所有的生物都来自同一祖先这一论断；而生命结构和生命现象在表面上的多样性，证明了所有的生物都经过进化而来。这就是现代生物学的结论。

对于生物在本质上的一致性现象，我们认为“共同的祖先”是唯一合理的科学结论。但是神创论者会辩解说，不对，还可以解释成是上帝对生命采用了共同的设计。这种共同设计说乍一听还有点道理，仔细一追究则漏洞百出，它既无法解释上帝为什么让外形和生存环境截然不同的的海豚与人要比外形和生存环境很相似的海豚与鲨鱼在结构上更相似，更无法解释在早期的地层中只有简单生物的化石而到晚期的地层复杂生物的化石才出现（除非说上帝一直在用同一蓝图不停地创造新物种——神创论者显然不这么认为。）。为了让读者进一步理解共同祖先说与共同设计说的是非对错，我们举一些分子生物学的例子。

生物既同源又分化，既一致又多样，比较各个物种的相似性和差异性，我们可以推测它们在进化上的位置，确定各物种亲缘关系的亲疏，从而绘出亲缘关系树（学名叫“种系发生树”）。这方面的工作，以前主要是同过古生物化石的研究和形态比较进行的，现在，我们已完全可以在分子水平上，通过比较蛋白质的氨基酸序列和基因的核苷酸序列，来描绘种系发生树。现代生物学对进化的研究，不仅在总体上肯定了传统生物学的结果（这是进化论之所以正确的必要条件），而且使进化论的研究更精确，达到了定量化的程度。

如果我们要在分子水平上比较现存物种的亲缘关系，最好找一种在各个物种中都同时存在的蛋白质或基因。基因测序技术是最近十来年才有了重大突破，在此之前，我们只能先比较蛋白质序列。１９６７年，细胞色素ｃ的序列比较被选择作为分子生物学在进化论上的最初应用。细胞色素ｃ是参予细胞呼吸的重要蛋白质，在所有的需氧细胞中都存在。至今已有许多物种的细胞色素ｃ的序列被测定，我们在此只选择一些代表性物种，与人的细胞色素ｃ序列（共１０４个氨基酸）相比，其序列的差异百分比如下：

黑猩猩：0　　　罗猴： 1　　　兔：9　　　鸡：13

响尾蛇：13　　牛蛙：17　　金枪鱼：20　果蝇：27

小麦：38　　酵母菌：41　　紫红螺旋菌：65

（注：酵母菌是真核生物，螺旋菌是原核生物即细菌。）

粗粗地一看，就已觉得跟进化论的预测符合得很好，比如，进化论认为人与猩猩、猴子最亲，它们的序列差异也确实最小；与酵母菌、细菌最疏，所以差异最大。如果我们由蛋白质序列反推基因序列，再由基因序列的不同算出各个物种的亲疏差异（“最小突变距离”），我们可以很精确地绘出这些物种的种系发生树（亲缘关系树），其结果，与原先通过古生物学、解剖比较学得到的符合得很好，只是更加精确了，定量化了。这样，进化论就被分子生物学所验证。

但是，有一个问题值得讨论一下，因为懂得一点分子生物学的神创论者往往对此大作文章。

根据进化论，哺乳动物的进化路线是：

原核生物－＞单细胞真核生物－＞无脊椎动物－＞鱼类－＞两栖类－＞爬行类－＞哺乳类

那么，酵母菌、果蝇等等的序列应该比人的更靠近细菌吧？把这些物种的细胞色素ｃ序列与细菌的相比，结果似乎“出乎意料”：

酵母菌：69　　果蝇：65　　金枪鱼：65

牛蛙：65　　响尾蛇：84　　人：65

奇怪，怎么都跟细菌离得一样远甚至更远？

另外，既然爬行类在进化路线上介于两栖类与哺乳类之间，那么蛇的序列就该是介于牛蛙和人的序列之间的“过渡型”序列吧？但是比较了它们的氨基酸序列的组成后，否定了这种“预测”。

于是对分子生物学一知半解的神创论者便宣称分子生物学的研究否定了进化论。（不知微言的“三论”会不会论到这一点。若没论到，他的神创论水平可就太不高明了。）

事实又是如何呢？

实际问题的解答很简单：在哺乳类进化的同时，其它的生物并没有保持不变，也在不断地进化，现代的爬行类早不是几亿年前的爬行类，现在的两栖类也早已不是几亿年前的两栖类，在几亿年间，它们的蛋白质不知已突变了多少次，怎么能指望现代的爬行类、两栖类的蛋白质序列比哺乳类的更靠近细菌（其实细菌也在不停地进化），又怎么能“预测”现代的爬行类的蛋白质序列还是两栖类和哺乳类之间的过渡型？进化论的真正预测是：如果哺乳类是在两亿多年前由某种爬行类进化来的，那么当时哺乳类和爬行类的蛋白质或基因序列的差异性一定会小于现代的哺乳类和爬行类。这种预测好像无法验证，其实不然，聚合酶链反应（ＰＣＲ）技术的发明使我们已能够从古生物化石中提取ＤＮＡ大量扩增，这几年来一直有人在作这方面的实验，试图建立一门“分子古生物学”，只不过得到的数据很零散，还不足以说明问题。这些人，想建立“分子古生物学”的目的并非想证实或否证进化论。时至今天，还有几个真正从事现代生物学研究的人觉得进化论需要证实？更有谁会狂妄到想去推翻进化论？

而所有生物一直在进化的根本原因，是因为作为遗传物质的核酸在复制过程中会自己发生突变，这种突变是随机的、自发的，与环境的变化无关（当然，核酸还会被诱变），因此每一种基因以及蛋白质都按一定的速率在发生突变，这种现象，被称为“分子钟”现象。实际上，有了分子钟这个概念，不仅可以明白为什么爬行类的序列不比哺乳类更靠近细菌，而且可以让我们推算各个物种分支的时间。值得一提的是，分子钟的概念早在１９６２年就已提出，并非是针对细胞色素ｃ序列“难题”的事后诸葛的解释。

正因为所有的生物都同时在进化，使得今天的各个物种——打个不很确切的比方——是兄弟、堂兄弟、族兄弟关系，而不是父子、祖孙关系。因此，从来没有哪一个进化论者会绘出这样的亲缘关系图：

细菌－酵母菌－果蝇－金枪鱼－牛蛙－响尾蛇－人

虽然神创论者一直想让人们对进化论形成这种印象，今天人们也还把“人是由（现代）猴子变来的”这句话挂在嘴上，而实际上，自从上个世纪末海克尔绘出第一个种系发生树以来，我们对现存物种的亲缘关系一直是这么（或类似）描绘的：（只定性不定量，定量需要复杂的计算）

如果用其它的蛋白质研究，也可以得出相似的结果。比如本实验室正在研究一种蛋白因子，它对ＤＮＡ转录ＲＮＡ有重要的功能。它是几年前首次在人体细胞中被发现并克隆出它的基因的，由于转录是一切细胞都具有的重要的生命现象，因此我们（根据进化论）预测它在别的生物中也应该存在。果然，几年后这种因子在大鼠、蛙、果蝇和酵母菌中被陆续发现并克隆。把这些序列与人的比较，差异程度（百分比）如下：

大鼠：3　　蛙：27　　果蝇：51　　酵母菌：73

它跟细菌的一种转录因子也有局部的相似性。

如果我们据此画出种系发生树，是：

(Just for those molecular biology majors: this factor is RAP30, the small subunit of general tranion factor TFIIF, and the baterial factor is sigma70. )

我们可以发现，其结果与用细胞色素ｃ画出来的符合得很好。

比较蛋白质序列，不仅仅可以确定一些大类群的亲缘关系，而且可以非常细致地比较一个类群内各物种的亲缘关系。比如比较各种哺乳类的细胞色素ｃ序列，可以绘出这样的亲缘关系树：

如果是比较血红蛋白贝塔链，则得到这样的结果：

虽然有四处不同（用＊标出），但总体上符合得很好。这些不同可以当作实验误差。即使把这些不同考虑在内，如果这十一种物种没有任何的亲缘关系的话，随机组合产生这两幅关系树的机率是二十万分之一。这才仅仅比较了两种蛋白质，实际上至今比较过的蛋白质都产生了类似的关系树，其没有亲缘关系的机率更是低得近于零了，或者，用微言的话说，低得“超出人类的想象”。

蛋白质氨基酸序列的改变，或者说蛋白质突变，是由基因突变引起的。但是并非所有的基因突变都能引起蛋白质突变。绝大多数的氨基酸是由两种以上的遗传密码转译的，比如精氨酸的遗传密码是ＡＧＡ和ＡＧＧ，如果基因仅仅是从ＡＧＡ突变为ＡＧＧ，就不引起蛋白质的突变，称为无义突变。因为无义突变没法从蛋白质序列测出，所以直接比较基因序列比比较蛋白质序列更精确地反映了各个物种的异同。比如，人和黑猩猩的绝大多数蛋白质的序列完全一样，靠比较蛋白质序列无法知道它们的差异。如果比较基因序列，则人和黑猩猩有大约１％的差异。基因序列的比较与蛋白质序列的比较相似，在此不再介绍。

每一种基因都有一定的突变率，也就是说，每一种基因都有自己的一个分子钟；这样，用不同的基因绘出的种系发生树在细节上就略有不同。为了解决这个问题，最好能比较全部的基因（“基因组”）序列。但是，我们已知基因组序列的物种很少，都是低等生物；高等生物方面，对人、鸡、水稻等基因组的测序目前正在全面展开，远未完全。这是花费了大量的人力、物力和财力的浩大的工程，对于大多数的物种显然不能都来这样一套工程，只能挑几个重要的物种搞搞。那么，在知道基因组序列之前，是不是就无法比较不同物种的基因组序列的异同呢？不是的，我们可以用ＤＮＡ－ＤＮＡ杂交技术来比较。

大家知道，在自然状态下ＤＮＡ是靠碱基互补配对结合在一起的双链。加热到一定温度后，碱基配对被破坏，双链就分开变成两条单链，这个温度叫解链温度。冷却以后，ＤＮＡ单链又会互相结合成为双链。两条单链结合成双链时，并不需要完全互补配对，允许有一定程度的错配，只不过这样的双链较不稳定，打开它的解链温度较低。错配率越高，解链温度越低，也就是说，我们可以由解链温度计算错配率。ＤＮＡ－ＤＮＡ杂交技术就是利用ＤＮＡ的这种特性，把两个物种的总体ＤＮＡ混在一起，加高温让它们全部解链，再冷却让它们相互之间形成杂交双链，然后测出杂交双链的解链温度，由此计算两个物种的差异程度，进而推算它们分支的地理时间。

利用ＤＮＡ－ＤＮＡ杂交技术，可以绘出高等灵长类的种系发生树如下：

请大家把这个图跟第三节用比较免疫学得到的图作个比较，就会发现它们相符得非常好；而且，在当时我们还无法推测人和黑猩猩分支的时间，现在可以了。在根据序列差异推算分支的地理时间时，我们必须根据化石纪录选一个参照点。在上图我们选了１３百万年前猩猩的分支时间为参照点，由此推算出人和黑猩猩的分支时间是７百万年前；如果用２５百万年前旧世界猴类与猿类的分支时间为参照点，则整幅图都要往右挪，人和黑猩猩的分支时间是５百万年前。总之，人和黑猩猩的分支时间上限是七百万年前，下限是五百万年前，这是分子生物学对人类起源的结论。这个实验被不同的人用不同的方法做过，结果都一致。

在结束本章之前，让我们来看一个假想的案例：

张三李四是一对孤儿，自幼父母双亡，分别被日本人和法国人领养。很多年后，在日本的张三到法国认亲，但李四不想认这个哥哥，两人告上了法庭。

李四：张三不是我的兄弟，连亲戚也不是。不错，我们两个长得很像，那只是巧合。世界上长相相似而没有血缘关系的人多了。我们两个言行举止都大不一样，怎么可能是兄弟？

张三：我们言行举止不同，是因为我们长在不同的国家，风俗习惯不同（“趋异现象”），但是我们本质上是一样的，我们体内都流着祖先的血。如果说我们相貌相似只是巧合的话，法医已经证明我们在血清学、遗传学、分子生物学（ＤＮＡ序列）上都极其相似甚至完全相同，难道全是巧合？

李四：好，我承认这不是巧合。但是我们都不知道我们的父母是谁，说不定我们根本就没有父母，我们是上帝单独创造出来的，他用了同一张蓝图，所以我们才会这么相似。

张三：请注意我们并不完全一致。

李四：是的，那是因为上帝虽然用的是同一张蓝图，但是因为要让我们长在不同的国家，所以在造的时候分别做了点修改。

张三：既然这样，上帝为什么不把你造得更像其他法国人，为什么不把我造得更像其他日本人？为什么偏偏让一个在法国一个在日本的我们如此相似，比世界上任何人都相似？为什么上帝让你的血清中含有一种跟我一样的特殊因子，而法国人的血清中没有这种因子，你要是受伤需要输血是很困难的。为什么上帝还要给你一个东方人的胃，消化不了法国的奶酪……　

李四：上帝的意图我们怎么知道！我怎么知道他安的什么心！但是法官大人，我的的确确不是张三的兄弟啊，你要是判定我们是兄弟，你就是违背上帝的旨意，违背《圣经》的教导，违反常识，违反物理定律！

亲爱的读者，如果你是法官，你怎么判这个案子？如果把张三李四的官司换成人和黑猩猩的官司，你又怎么判这个案子？

是的，如果用上帝的创造来解释生物现象，我们永远无法知道他的创造意图何在。但是如果我们用进化论解释生物现象，我们就能给出合理的解释，即使有的目前还无法解释的，将来也有可能给出解释。

如果用上帝的创造来解释生物现象，对于生物科学的研究和日常生活没有任何的用处。而进化论不仅是理论科学，也是应用科学，它可以指导生物科学的研究，也可以解决日常生活中遇到的一些难题。在下一章“进化在行动”中，就让我们来看看进化论的具体应用。

编注：集合图、关系树图等均为作者所制。其他图片来自网络，由本号所加，仅供科普学习参考。

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