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发表于 2005-7-13 15:21
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进入20世纪30年代,群体遗传学的三位创建者虽然在一些具体问题上有争议,但已一起从理论上证明了达尔文主义和孟德尔主义不仅不互相冲突,而且相辅相成。那些在野外做观察研究的生物统计学家所获得的进化数据,都可以从遗传学原理推导出来。在孟德尔遗传学的基础上,自然选择可以完满地解释生物的适应性进化,不需要拉马克主义、直生论、突变论等其他学说。这些理论研究涉及到复杂的数学计算,不是一般的生物学家们所能理解的。而且只有理论没有实验和野外观察的验证,也很难被生物学家们所接受。因此,他们的研究工作,对当时的生物学界并没有产生太大的影响。群体遗传学的创建者关心的是一个群体内部的演变,并不考虑更高层次的进化,特别是物种生成的问题,只有荷尔登在其经典著作中有过简略的讨论,提及隔绝群体是物种生成和大进化的关键,但是在当时研究物种生成问题的主要是博物学家、系统分类学家和古生物学家,而他们对群体遗传学还几乎一无所知。只有把群体遗传学的成果应用于实验和野外观察,解决物种生成的问题,综合生物学各个领域的成果,才能完成自然选择学说和基因学说的统一,让自然选择学说和共同祖先学说一样成为生物学的理论基础。在20世纪30、40年代,众多生物学家为完成这个目标添砖加瓦,代表人物是四个美国生物学家——遗传学家杜布赞斯基(Theodosius Dobzhansky, 1900-1975)、动物学家迈尔(Ernst Mayr, 1904-)、古生物学家辛普森(George Gaylord Simpson, 1902-1984)和植物学家斯特宾斯(George Ledyard Stebbins Jr., 1906-2000),其中,又以杜布赞斯基的影响最大。
杜布赞斯基出生于俄国并在俄国受的教育。在20世纪20年代,俄国遗传学家契特维里科夫(Sergei S. Chetverikov, 1880-1959)独立地发现了群体遗传学的一些原理,并且强调理论与实验的结合。他和费歇一样,相信在自然群体中存在着众多隐性基因,但是和费歇不同的是,他用从美国购买来的果蝇做遗传实验证明了这一点,这是首次用实验证明在自然群体中存在着广泛的变异。契特维里科夫还是一个杰出的教师,影响了许多俄国生物学家,包括在俄国研究瓢虫的杜布赞斯基。可惜的是,在李森科主义兴起后,契特维里科夫学派就被消灭了。幸运的是,在此之前,1927年,杜布赞斯基移民美国,把契特维里科夫学派的影响带到了西方。杜布赞斯基到美国后最初跟随摩尔根研究果蝇遗传学,此后果蝇一直是他的实验材料。但是,杜布赞斯基在俄国接受的博物学训练使他在从事遗传学研究时有一个独特的视角,他强调实验室里的发现必须在野外获得证实,从而成为弥合理论、实验室实验和野外观察的鸿沟的最佳人选。1937年,杜布赞斯基发表了《遗传学和物种起源》。在这部继《物种起源》之后最为重要的进化论论著中,杜布赞斯基介绍了群体遗传学家所做的数学研究,特别是莱特的研究,总结实验遗传学家对遗传突变的研究成果,并证明在实验室里通过人工突变产生的变异在自然群体中也存在,而且自然群体有足够的可遗传的变异为自然选择提供原料。这样,杜布赞斯基就在理论上、实验上和观察上综合了自然选择学说和孟德尔遗传学,对实验生物学家和野外生物学家产生了巨大的影响,刺激了各个领域的生物学家都投身到进化论的研究当中来。
接下去的十年,是达尔文主义硕果累累的十年。杜布赞斯基与莱特合作,继续研究自然群体的遗传。有趣的是,在此之前,在《遗传学和物种起源》初版中,杜布赞斯基认为自然群体中的大部分变异是中性的、非适应性的,是遗传漂变产生的。但是在与“遗传漂变先生”的合作研究之后,杜布赞斯基反而更加强调自然选择的作用。他发现许多以前被认为是漂变导致的中性变异,很显然具有适应性,是自然选择的结果,从而证明群体遗传学的创建者已提出来的“平衡假说”:自然选择不仅能够导致群体的进化,而且也能保持遗传多样性。杜布赞斯基也触及了被群体遗传学创建者所忽略的物种问题,认为物种是由群体组成的生殖共同体,不同的物种之间存在“隔离机制”(例如地理、行为或生理差异)使它们无法杂交。杜布赞斯基并指出,同一物种的不同群体之间的地理变异,特别是地理隔绝,是导致它们进化成不同物种的必要条件。迈尔发展了杜布赞斯基的这些观点,把达尔文主义应用于分类学研究,提出一个至今仍被广泛接受的物种定义(所谓物种的生物学概念:“物种是一群实际上或有可能相互交配的自然群体,它们与其他这样的群体存在生殖隔绝。”),并提出了在地理变异和隔绝条件下新种产生的模型,认为重大的进化几乎总是发生在隔绝的群体之中。他在1942年出版的《系统分类学与物种起源》是现代进化论的经典著作。如果说群体遗传学创建者解决了颗粒遗传与连续变异的矛盾的话,那么杜布赞斯基和迈尔则解决了连续变异与分立(不连续)的物种的矛盾。比物种产生更高层次的进化,即生物的不同类群之间的大进化,又是如何呢?古生物化石记录了大进化的证据。辛普森在1944年出版《进化的步调与模式》,将达尔文主义推广到古生物学。他所做的定量分析表明,达尔文主义能够很好地被用于解释化石记录,古生物的大进化可以被视为是微进化的累积结果,而且是像达尔文主义所预测的那样不具有方向性。杜布赞斯基、迈尔、辛普森都只研究动物的进化,斯特宾斯则指出植物的进化同样能被达尔文主义所解释(代表作为1950年出版的《植物的变异与进化》一书)。
20世纪40年代,现代进化论已经被成功地应用于生物学的所有领域。1942年,朱利安•赫胥黎发表《进化:现代综合》一书,综合了达尔文主义在各个领域的研究成果,现代达尔文主义也因此被称为“现代综合学说”。标志着这个伟大的综合过程的最终完成的,是1947年在普林斯顿成立了“遗传学、分类学和古生物学的共同问题委员会”。组成这个委员会的三十个学术权威代表着生物学的不同领域,但有着一个共同的观点:自然选择是一切适应性进化的机制。1959年生物学界纪念《物种起源》发表100周年,同时也在庆祝自然选择学说的全面胜利。
六、基因选择学说
现代综合进化论为进化生物学的研究搭起了一个基本框架。在20世纪50年代之后的所谓后综合时期,进化生物学的理论研究向两个方向演变,一方面是“硬化”现代综合进化论,进一步扩大自然选择的适用范围,强调生物进化的适应性和渐变性,形成选择主义或适应主义流派,被其对手贬称为极端达尔文主义,更中性的说法也许该称为强达尔文主义;另一方面则是质疑自然选择的适用范围和功效,与强达尔文主义针锋相对,强调生物进化的非适应性、偶然性、定向性和跃变性,提出种种所谓非达尔文主义学说。
强达尔文主义集中研究的主要问题是,复杂的动物行为是如何进化而来的?特别是,动物的利他行为是如何诞生的?有一些利他行为是所谓“互惠利他”(reciprocal altruism),即甲帮助乙,并预料乙在以后会回报甲。这种行为对自己有利,严格地说不是真正的利他行为,用自然选择解释其起源毫无困难。但是有一些社会行为则明显是利他的,特别是社会性昆虫的无私行为,该如何解释?在达尔文研究自然选择理论时,就对工蚁的利他行为感到不可思议。它们放弃了繁殖能力,却一心一意为别的蚂蚁服务,这似乎是与自然选择相违背的,因为自然选择是一个完全自私的过程,是以个体的繁殖优势来衡量的,那些繁殖能力差的个体的后代将逐渐被淘汰,更不要说根本就不能繁殖的个体了。如何解决自私的自然选择和利他的社会行为的矛盾?达尔文注意到,一个蚁巢中所有的个体都是最直接的亲属,不是父母与子女关系,就是兄弟姐妹关系,因此一个蚁巢可以视为一个巨型的个体,其成员的分工合作就象一个个体的不同器官组织分工合作一样,工蚁放弃了生殖能力为别的蚂蚁服务就象胃放弃了生殖能力为别的器官服务一样,没什么可奇怪的。不过,在达尔文之后到现代综合完成这段时间内,利他行为的问题基本上被忽略了,在群体遗传学的创建者中,只有荷尔登研究过这个问题,指出帮助近亲的利他行为有助于近亲们所共享的利他基因的生存与传播。
在后综合时期,一场有关“集体选择”的争论使利他行为又成为热点。自然选择历来被认为是对个体所做的选择。但是在1962年,英国动物学家维因-爱德华兹(Vero Copner Wynne-Edwards, 1906-1997)认为自然选择也可以对集体进行选择,“集体选择”学说可以很容易地解释动物的利他行为,它们是为了集体(特别是物种)的利益而牺牲了个体利益。但是许多进化生物学家怀疑集体选择是否能够发生。他们坚持达尔文的观点,认为自然选择只是对个体而不是群体做出选择。如果个体只是为了集体而牺牲自己和后代的利益,就会被集体中的自私自利者坐享其成,这种纯粹利他的个体的后代要么也变成自私自利者,要么就被淘汰,因此利他行为为自然选择所不容。抨击集体选择学说最有力的是美国生物学家威廉斯(George C. Williams, 1926-),他在1966年出版的《适应性与自然选择》一书给了“集体选择”学说致命的一击。威廉斯进而指出,基因才是自然选择的真正目标,自然选择是经由基因之间的竞争而实现的。这个“基因选择”学说后来被英国动物学家道金斯(Richard Dawkins, 1941-)形象地称为“自私的基因”,成功地进行了普及而广为人知。
基因选择学说的成功,在很大程度上是由于它能够很好地解释利他行为。英国生物学家汉密尔顿(W.D.Hamilton, 1936-2000)把达尔文、荷尔登对利他行为的解释加以改进,提出了“亲属选择”的概念:一个个体能够通过帮助亲属的繁殖而影响自然选择的结果。亲属选择概念被成功地应用于破解社会性昆虫的利他行为之谜。蚂蚁等社会性的昆虫有一套独特的遗传系统:受精卵发育成雌蚁(新蚁后和工蚁),未受精的卵则发育成雄蚁。因此雌蚁的基因组一半来自蚁后,一半来自蚁王,而雄蚁只有来自蚁后的那一半,基因组是雌蚁的一半。在遗传学上,雄蚁属单倍体,雌蚁属双倍体。蚁王当然也是单倍体,它的精子不必象卵子那样要经过减数分裂(即把二倍体变成单倍体)丢掉一半基因,而是把全部的基因都传给了雌蚁。因此,对于雌蚁来说,她们的基因来自蚁后的那一半最可能有二分之一相同,但是来自蚁王的那一半则是完全相同的,姐妹们彼此之间的遗传关系不是象人那样只有二分之一,而是四分之三。如果她们生儿育女,与儿女的遗传关系不过二分之一,还不如姐妹们亲。这样,对于工蚁来说,与其生儿育女,不如一心一意照顾蚁后让她生产更多的姐妹,那样更有利于保存自己基因。
在用自然选择学说解释动物行为时,英国生物学家梅纳德•史密斯(John Maynard Smith, 1920-2004)提出的“进化稳定策略”是另一个与“集体选择”针锋相对的重要概念。为了争夺资源(比如食物、配偶),一个物种的成员彼此之间要进行争斗。在这种争斗中,那些能凶狠地攻击、杀死对手的个体似乎更有生存优势,但是为什么同一物种的成员之间的争斗经常只是一种装模作样的仪式,靠虚张声势就决出了胜负,而不是你死我活的?在集体选择学说看来,这是因为用仪式争斗法解决冲突可以避免伤害,对物种的繁衍有好处。但是梅纳德•史密斯给出了一个更为精致的答案。做为一个最简单的例子,假定个体在搏斗时,只采用两种极端的战术:“鹰派”不顾一切地搏斗下去,直到一方受重伤或死亡而失去搏斗能力为止;“鸽派”或者只是虚张声势地吓唬一番,一旦搏斗真正开始,就逃之夭夭。很显然,一个完全由鸽派组成的群体不可能是稳定的。因为如果突变出了一只鹰派,在与鸽派搏斗时战无不胜,有生存优势,它的鹰派后代也会越来越多。但是,一个全部由鹰派组成的群体不可能是稳定的。因为如果突变出了一只鸽派,虽然它在搏斗中每战必败,但是也不会有伤亡,而鹰派彼此之间的争斗会有伤亡,这样,在一个由鹰派组成的群体中,做为鸽派有生存优势,它的基因就会在后代中传播开去,鸽派在后代中会越来越多。只有鹰派和鸽派各占一定的比例,这个群体才达到了进化稳定策略状态。这样,通过分析动物争斗行为,梅纳德•史密斯开创了一个新领域——进化博弈论,自然选择是博弈的决策者。
七、社会生物学
1975年生物学家爱德华•威尔逊(Edward O. Wilson, 1929-)出版《社会生物学:新的综合》,标志着一门新的学科——社会生物学的诞生。威尔逊将“社会生物学”定义为系统地研究所有社会行为的生物学基础,在书中总结了相关领域的研究成果,将达尔文主义与动物行为学综合起来。在最后一章,他将动物行为学的研究成果推广开去,试图将进化论也用于解释人类的行为,把心理学和社会学也和进化论综合起来。恰恰是这一章,引起了广泛的关注和激烈的争议,引发了自《物种起源》出版以来最为激烈的一场进化论大辩论。在威尔逊看来,人类的行为在很大程度上就像其他动物的社会行为一样,是由基因决定的,是自然选择的结果。尽管其本意不过是试图为人类行为的起源提供一个进化论的解释,而不是宣扬什么政治主张,但是这种有遗传决定论嫌疑的主张让人联想起了20世纪初期“优生学”运动的悲剧和纳粹的罪恶。因此,在人权活动家看来,威尔逊是种族主义者、社会达尔文主义者。又因为威尔逊认为男女的行为差别由遗传决定,因此在女权活动家看来,威尔逊是性歧视主义者。右翼保守分子也同样不放过威尔逊,因为他居然认为进化论可以解释宗教、道德的起源。威尔逊有一度如过街老鼠,在各地做学术报告时经常遭遇抗议示威,甚至遭到袭击:他在美国科学促进会的年会上做完报告后,一个听讲者朝他泼了一脸冷水。连他的同事好友、遗传学家列万廷(Richard Lewontin, 1929-)也与他反目成仇。他们两个人曾在芝加哥大学一起将群体遗传学结合进生态学。威尔逊搬到哈佛大学后,也请列万廷搬了过去。为了抗议越南战争,列万廷放弃了美国科学院院士的头衔,成立“科学属于人民”、“生物学辩证法组织”,反对任何形式的打着科学旗号的反动势力。在列万廷看来,威尔逊已与反动派为伍了。
面对着来自左右两方面的攻击,威尔逊能够用来支持自己的观点的证据很少。其中最强有力的,是有关人类乱伦禁忌的研究。对人类乱伦禁忌的起源,历来有两种不同的看法。弗洛伊德(Sigmund Freud, 1856-1939)和列维-斯特劳斯(Claude Levi-Strauss, 1908-)认为乱伦禁忌是文化现象。弗洛伊德相信,人类普遍存在恋父、恋母情结,乱伦禁忌做为一种强加的道德观念抑制在家庭成员中自然产生的性欲望。与弗洛伊德同时的芬兰社会学家威斯特马克(Edward Westermarck, 1862-1939)的观点恰好相反,把乱伦禁忌当成遗传现象。他认为其起因是因为熟悉消灭了性欲望,也就是说,儿童发育时期的亲密关系(母子之间,同胞之间)导致性吸引力的消失。威斯特马克认为,这是自然选择的结果,因为乱伦后代得隐性遗传病的机率大大增加,具有生存劣势。也就是说,生物学的原理是支持这种解释的。以后的研究证实了威斯特马克的观点,乱伦禁忌的确是遗传决定的。这些证据来自三个方面:一、社会生物学的研究表明,所有的灵长类动物都存在乱伦禁忌,那么人类做为灵长类的一员,似乎也应该有这样的本能。这种现象,最早于五十年代在日本的一个动物园观察到。那里饲养的日本猕猴存在着社会等级制度,最高等级的雄猴与任何一头雌猴频繁交配,却避开了它的母亲。以后这种现象在所有的灵长类中都被观察到,包括最为淫荡的矮小种黑猩猩。在许多灵长类,为避免近亲繁殖,青春期的成员将加入别的群体,而那些呆在一起的同胞,一般也避免彼此交配。二、跨文化的人类学研究表明,所有的人类社会,不管多么野蛮,也都存在乱伦禁忌,也就是说,这很可能是与文化无关的一种本能。也许有人会举出反例:古埃及、印加和夏威夷的王室要求王室的同胞通婚。但是这只是王室的特例,可以认为是为了保证王权不旁落而采取的违反自然天性的举动。三、社会学的调查也支持熟悉消灭了性欲望的说法。在以色列的集体农庄,成员的儿女被混在一起集体抚养。调查表明,那些在同一组里一起长大的小孩,特别是那些在三到七岁之间一起长大的小孩,彼此之间虽然感情深厚,却不存在性的吸引力。近年来,斯坦福大学的人类学家阿瑟•沃尔夫(Arthur P. Wolf)调查了台湾14400名妇女的婚姻史。这类婚姻都是包办婚姻,但是分为两类:一类是童养媳,一类由媒人撮合,在结婚当天男女双方才见面。结果也支持预测,前者的离婚率更高,生育率更低,表明小时候一起生活的确破坏了性吸引力和婚姻幸福。
威尔逊开创的这个研究领域,虽然仍不乏争议,却已被越来越多的人承认。近十几年来,行为遗传学和神经生物学的研究已提供了大量的证据,足以证明至少人的某些行为,是受遗传因素影响的。遗传因素必定是长期进化而来,那么,用进化论解释人的本能行为的由来,就成了一个可以成立的课题。社会生物学中针对人类行为的这部分内容因此独立出来,形成一门被称为进化心理学的新学科。但是,这门学科从它诞生之日起,就已先天不足。它既不可能在人类进化史上找到任何心理“化石”做为直接证据,也不会被允许以人为材料进行进化实验,因此注定了它不可能像进化生物学一样成为真正的科学,而必定像它所希望取代的社会科学一样在科学与非科学甚至伪科学之间徘徊。由于缺乏直接的证据,进化心理学的研究只能依赖从间接的证据得出推论。这些间接的证据来自四个方面:生物学的原理(一种行为有无生物学上的优、劣势,自然选择能否因此起作用),跨文化的研究(如果一种人类行为在不同文化中都存在,就可能是先天的),与其他动物特别是灵长类动物的社会行为的比较(如果一种社会行为在其他动物中也存在,那么可能是一种本能),以及在人类社会中做的调查。显然,一个进化心理学的结论能否令人信服,取决于这些证据是否确凿。对乱伦禁忌的研究成果被认为是进化心理学的一个胜利,但是进化心理学的结论很少像乱伦禁忌这样有强有力的证据,而且不涉及敏感的社会问题。毕竟,把乱伦禁忌视为本能,不会冒犯任何人。当触及敏感的社会问题时,就可能遭遇强烈的批评,而如果没有足够的证据支持自己,那是咎由自取。2000年,美国生物学家兰迪•桑希尔(Randy Thornhill)和人类学家帕尔默(Craig T. Palmer)合出一本书《强奸的自然史》,声称强奸是一种自然行为,是男人的本能,是男人用于传播基因的一种生殖策略,理所当然地引起了众怒。他们能用于支持自己的观点的证据都经不起推敲,连许多进化心理学家也认为是一个耻辱。 |
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