自然界为什么会有丰富多彩的生物?这些生物又是怎样产生的?人们对于生物的演变的思想自古有之。但是最初只是在客观基础上对自然的朴素认识,直到19世纪初,才有了比较科学而系统的理论。
第一个比较完整地提出进化论学说的学者,是法国著名的生物学家拉马克。拉马克根据他在植物学等方面的研究,提出了生物进化的理论,打击了神创论和物种不变论。特别是在《动物哲学》著作里,首先提出了“动物学”这个名词,并全面系统地讨论了生物的本质、物种的性质、生命发展的趋向以及环境、习性与变异的关系等有关进化问题,集中地反映了他的进化论思想。关于生物适应环境的演化机制,拉马克提出“用进废退”和“获得性遗传”两条重要法则。用进废退,就是经常使用的器官就发达,不使用就退化;获得性遗传,就是指动物后天为了适应环境而获得的新性状,能够遗传给下一代。
但由于时代的局限,拉马克错误地认为,动物的意志和欲望在进化中发挥了重大作用。在进化论思想的形成和发展道路上,英国著名的生物学家达尔文又有了许多新的重大发现,为完成科学进化论奠定了基础。
叛逆者的追求
查理·达尔文1809年出生在英国一个小城市的世代名医家庭。他父亲的愿望就是让他当一名圣洁的医生,继承父业,或者做一名受人尊重的“传教士”。但达尔文从小就对丰富多彩的自然现象表现出浓厚的兴趣。他常常出外收集贝壳、植物标本,或钓鱼、饲养小动物。奇形怪状的昆虫、五颜六色的蝴蝶,使他眼花缭乱。哪里来这么多动物?它们为什么千差万别?这一连串的为什么,像磁铁一样牢牢吸引着达尔文。
进入学生时代,达尔文遵照父亲的愿望,曾先后到爱丁堡大学学过医学,剑桥大学学过神学,而且还获得了神学学位。然而在所有的学习过程中,他最热心和执著追求的仍然是观察和采集动植物标本。他对大自然千姿百态的各种动物,简直着了迷。
达尔文的父亲看到达尔文的这种情况,曾训斥他说:“你整天只知道捉虫子、打鸟、抓老鼠,这样下去会毁了你自己,也给我们的家庭带来耻辱。”他的老师也认为,达尔文的智力在普通人之下。
但达尔文在学习生物学和地质学时热情很高。特别是汉斯罗教授上生物课时,常带学生出外考察、采集标本,使达尔文学到了野外工作的方法和技术,也学到了拉马克等科学家有关进化论的知识,使他受到很大启发。
决定终身事业的环球考察
1831年,达尔文即将大学毕业,一个意外的事件,使他永远脱离了神父的事业。8月间,英国政府决定派遣军舰“贝格尔”号进行环球考察,急需一位生物学家同行。汉斯罗教授便推荐了达尔文。然而他的父亲正在为儿子联系牧师职业,不同意他去。在舅舅的劝说下,达尔文才登上了“贝格尔”号军舰,开始了对他一生科学活动具有重要影响的环球航行考察。因此后来有人说,如果没有汉斯罗,19世纪的英国只会多一个平庸的神父,却少一个伟大的生物学家。
1831年12月27日,“贝格尔”号从英国德文港扬帆起航,开始了漫长的环球旅行。“贝格尔”号先向南驶去,接着横渡大西洋,绕过南美洲,经太平洋到达澳洲,再经印度洋到南美洲,最后回到英国。
达尔文是带着《圣经》和当时刚出版的具有进化思想的赖尔的《地质学原理》踏上“贝格尔”舰的。在这次难得的考察中每到一处,他就要仔细观察当地的地质矿产物和动植物类型,深入比较动物化石和现在动物之间的相互关系和地理分布。对于发现的独特动物就亲手解剖、绘图,并作详细记录。
在赤道附近,距南美洲西海岸约1000千米的加拉帕戈斯群岛(现属于厄瓜多尔的科隆群岛),达尔文观察到,尽管各岛的自然条件基本相同,但各岛均有自己独特的鸟类和龟类。他想,如果生物都是上帝创造的,它们为什么不一样?特别是在古代的化石动物与现在的动物有一定的相似性,这又是为什么呢?
在考察中,达尔文经常把考察的结果与《圣经》和《地质学原理》作比较。无数的科学现实,使达尔文感到神学的观点不能自圆其说。他开始重新思考,并且断定生物物种不是上帝创造的,也不是一成不变的。生物在漫长的进化过程中,没有神的力量,而只有自然的力量。适者生存,不适者被淘汰,他进一步明确了生物进化思想。
1836年10月2日,“贝格尔”号凯旋回国。通过这次环球考察,达尔文不仅为日后的研究准备了丰富的资料,而且从一个天真幼稚的未来牧师转变为一个训练有素的生物学家,从一个物质不变论者变为物种进化论的奠基人,环球考察功不可没。正如达尔文自己所说:“贝格尔舰上的旅行,是我一生中最大的事件,并且决定了我的全部研究事业。”
生物学史上的丰碑
达尔文回国后,一方面忙于标本鉴定和资料整理,另一方面对生物进化问题进行深入的研究。生物为什么会进化?它们又是怎样进化的?达尔文决心揭开这个不解之谜。
从1837年开始,达尔文广泛搜集一切有关动植物在人工培养或自然状态下发生变异的事实,同时进行一些动植物培育实验。他详细地研究了中国关于金鱼人工选择的过程和原理,观察分析了各种植物和果橄的人工选择的成果。
达尔文得出结论:具有各种不同特征的动植物品种,可起源于共同祖先;它们在人工的干预下,保留和发展了对人类有利的变异,逐渐形成了人们所需要的新品种。
那么在自然界的物种是怎样进化的呢?1838年10月,达尔文偶然读到英国经济学家马尔萨斯的《人口论》一书,他从书中的弱肉强食观念受到启示,得出了自然选择、适者生存的结论。这就是说,自然界普遍存在着生存斗争,生物必然要跟环境作斗争,才能生存和留下后代。其后代适应环境的就生存下来,否则就被淘汰了。
从人工选择到自然选择,是达尔文思想上的一个飞跃。
在掌握了大量的选择、变异、进化等方面的实验证据,经过长期考虑,直到1856年,达尔文才开始写作酝酿近20年的生物进化论巨著——《物种起源》。1858年,就在达尔文书稿写到一半时,他接到了英国另一位自学成才的生物学家华莱士论述物种起源的论文,希望能得到达尔文的指教。
达尔文看过华莱士的论文,为不谋而合的结论而震惊。为了避免引起误解,他将论文转交给著名地质学家赖尔,建议立即发表。赖尔深知达尔文27年的卓绝探索;他们二人不同的经历得出相同的结论,这是难能可贵的科学成就。赖尔建议把华莱士的论文和达尔文1844年写的提纲同时发表,并劝达尔文尽快完成《物种起源》的写作。达尔文和华莱士之间的这段友谊,成为近代科学史上的千古美谈。
凝结达尔文全部心血的科学巨著——《物种起源》,终于在1859年他50岁时在伦敦出版了。这是科学史上的一个丰碑,划时代的科学巨著。《物种起源》揭示了生物进化的奥秘,系统论述了变异和遗传、人工选择与自然选择、物种与物种形成等几个重大问题。其中,变异和遗传是达尔文进化论中的重大发现之一。
《物种起源》的诞生,首先是在生物学上完成了一项伟大的革命,它第一次把生物学建立在完全科学的基础上,从而使19世纪的生物科学各个分科都获得了很大发展。不仅揭示了生物进化的奥秘,而且把人们的思想从“神创论” 的禁锢中解放出来。进化论成了人们认识自然界、研究生物学的一把钥匙。
对于进化论,恩格斯给了极高的评价:进化论是19世纪自然科学史上的三大发现之一;是大规模地证明自然历史发展的非常有意义的创举。
达尔文一生共出版20卷著作,这是留给人类的宝贵财富。1882年4月19日,达尔文终于耗尽了毕生精力,与世长辞,享年73岁。人们为了尊重和纪念这位杰出的科学家,将他安葬在英国另一位伟大科学家牛顿墓的近旁。