书城自然科学求知文库-生物工程的发展
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第2章 生物工程漫谈(2)

在植物园,他们遇到了一位年轻的教授正在利用假日给几个爱好植物学的学生讲解虫媒花的传粉过程和方式。达尔文对教授走出教室用实物来进行教学的方式十分感兴趣,于是他一直跟着他们,聚精会神地听着这位年轻教授的讲解:

“现在,我们再来看看金鱼草花的结构。”教授随手摘下两枚金鱼草的花,把一枝交给学生,“你们看,它的花瓣像嘴唇那样上下紧闭,花蕊和花蜜都藏在筒状的花瓣里面。”

“真是守口如瓶啊!”一个学生说,“教授,金鱼草大概是自花传粉的植物吧?”

“不,它是虫媒花。”教授摇了摇头说。“不过,大小不合适的昆虫,是别想突破‘瓶口’,进去吃蜜的。”

“这么说,还要经过‘体格检查’了。”还是那个快嘴学生开玩笑,逗得大家哈哈大笑起来。

“嗯,可以这样比喻。”教授也笑了,他用食指轻轻地弹着花瓣的下唇说,“你们看,花瓣的下唇就好像翘翘板,如果飞来的昆虫太小,身体轻,踏不开花瓣的下唇,当然就进不去;相反,昆虫大了,踏开下唇不成问题,但是花瓣筒小,它也钻不进去;只有像蜜蜂那样大小的昆虫才合适,它既能踏开下唇,又能钻进花瓣饱餐花蜜,同时帮助传粉。”

教授深入浅出的讲解,使大家明白了金鱼草花的构造以及它是如何与昆虫传粉方式相适应的,一个个都在赞叹“上帝的设计太妙了!”

达尔文一直在旁边专心听讲,同时也在考虑着一个问题,这时他终于忍不住了,“教授,上帝是先创造出花,再根据花的结构才设计了昆虫,还是先创造了昆虫,再去设计花的结构呢?”

这个问题一提出,同学们就七嘴八舌地谈论开了。有的说上帝先创造了花,有的说上帝先创造了昆虫,有的说花和昆虫是上帝同时创造的,就连年轻教授也没法说清究竟谁是谁非。其实,达尔文当时也是从神学观念提出这个问题的。一直到1859年,他自己才得出了关于虫媒花问题的科学解答。

不过,达尔文这一问,倒是引起了年轻教授的注意。本来教授以为这个青年是来看热闹的,没有在意,现在他走过来问达尔文:

“你叫什么名字?学什么专业的?”

“我叫达尔文,喜欢自然科学,特别是生物学。但是我的专业是神学。”

达尔文提到了专业时不好意思地低下了头。

“噢,科学和神学,从表面上看来,好像是水火不相容的,实际上是可以共存的。从哥白尼到牛顿,许多受人敬仰的杰出人物,他们既是伟大的科学家,又是神学家!”原来这个教授历来主张科学和神学是可以共存的,现在就用这个观点来开导达尔文。

想了想,教授又对达尔文说:“我叫亨斯洛,在我家里,每星期有一次爱好科学的青年和职员的晚间聚会。如果你有兴趣,请一起来参加。”

“那太好了!”受到这个邀请,达尔文高兴得几乎跳了起来,因为他早听说剑桥大学有一位通晓各学科,并且在许多学科上都有很深造诣的亨斯洛教授。

以后达尔文每次都准时参加亨斯洛教授家的小型学术聚会。参加聚会的都是一些爱好自然科学的青年和年长的职员以及一些当时的知名人士。每次散会他都是依依不舍地离开亨斯洛教授的家,并且经常对表哥说:“我从来没有见过这样博学、热情、诚恳的老师,真是相见恨晚哪!”

由于达尔文的勤奋好学,不夸夸其谈,观察事物敏锐,搜集标本勤勉,亨斯洛教授非常喜欢他,同他的友谊日渐深厚。人们经常看到他们在一起散步,讨论学术上的问题。因此,剑桥大学的老师们称达尔文是“同亨斯洛一起散步的人”。

不久,达尔文选修了亨斯洛教授的植物学课,亨斯洛教授每星期都要带着他和几个学生到近郊采集标本;每个学期还要长途步行到某种稀有植物的产地去采集标本,或者进行两三次旅行。他们坐着驳船沿乌斯河顺流而下,到那些沼泽地去作野外调查;或者坐着邮车到乌斯河上游甚至更远的地方去采摘野百合花,在荒地上捕捉那种稀有的黄纹蟾蜍。

亨斯洛教授把整个大自然当作课堂,把旅行中遇到的每一种新奇的动植物,每一块有特点的地层都写成教材,具体生动地向学生们传授知识。达尔文发现教授在植物学、昆虫学、化学、矿物学、地质等方面的知识都是很丰富的。于是对教授更加钦佩,也更加努力地向他学习。

亨斯洛教授也像精心培育幼苗一样,注意保护达尔文的自尊心和对自然现象的好奇心。有一次达尔文在潮湿的板面上检查一些花粉粒,他发现花粉管伸出来了,他以为这是一个新的发现,马上跑去报告亨斯洛教授。他跑得满头大汗,十分兴奋地说:“教授,我有一个新发现,这花粉管伸出来了!”

对于一个植物学教授来讲,花粉管萌发是司空见惯的现象,哪里谈得上什么新发现,一般人可能会对这种少见多怪的神情感到好笑。可是,亨斯洛为了不伤害达尔文的自尊心,不给他的好奇心泼冷水,不但没有嘲笑他,反而高兴地说:“哦,你发现的这种现象是多么有趣啊!”

“是吗?”

“是的,花粉管是花粉粒萌发形成的。”亨斯洛把达尔文带来的标本放在显微镜下,让他看得更清楚些,同时解释说:“花粉管的产生,使精细胞和卵细胞的结合不再依赖水作为媒介了,这对陆生植物来说是很重要的,也是种子植物的主要特征之一。”

达尔文听了亨斯洛的讲解以后,一点也没有感到难堪,仍旧很高兴,不过他决定以后不再那样慌里慌张地去报告他的“新发现”了。

当达尔文在科学和神学之间徘徊,感到前途迷茫的时候,是亨斯洛教授使他作出了正确的抉择。达尔文遇到了亨斯洛就像哥白尼遇到了诺瓦腊,布鲁诺遇到了瑞理,牛顿遇到了巴罗一样。历史上,有许多独具慧眼的“伯乐”

发现和帮助了那些有才华,有抱负的青年,使他们成长为伟大的科学家。他们的发现和无私的帮助不仅使那些青年走向了成功之路,而且他们对于整个科学发展的进程也功不可没,他们的名字也连同那些他们曾经帮助过的成功者的名字一起被刻在了人类科学史的里程碑上。

荒凉群岛上的伟大发现

1835年秋天,达尔文乘坐的贝格尔舰结束了南美洲西海岸的考察,向一个名叫龟鳖群岛的地方驶去。几只海鸟在头顶上盘旋,远处的岛屿隐约可见。

龟鳖群岛,又叫加拉帕戈斯群岛。“龟鳖”的名字是16世纪西班牙人提出来的,因为他们看见这里有大量的大海龟,大的有180千克重,需要七八个人从地面上抬起来,觉得很奇怪,就这样称呼它。

这个群岛虽然在赤道上,但是由于低温洋流的影响,并不像南美洲的同纬度地区那样炎热,不过雨水极少,土地贫瘠,到处是火成岩。干燥的低地上稀稀落落地长着一些灌木、小草和各种奇形怪状的仙人掌。群岛上布满了火山,有许多大大小小的火山口,有的火山口正在喷着浓烟,岩浆流过的地方更是寸草不生,显得十分荒凉。

可是龟鳖群岛有许多特有的动植物。它们强烈地吸引着达尔文,他在这里看到了许多从未见过的生物。

龟鳖群岛果然名不虚传,在每个岛屿上都可以遇到不少行动蹒跚的大海龟。这些庞然大物居住在干燥的低地上,只能靠吃仙人掌过活,如果能有一块潮湿地面,那便是它们的乐园了,在那儿可以吃到一些树叶、浆果和地衣。

海龟是喜欢水的,可是它们在那一年只有几天下雨的干燥地带,也能生活下去,因为它们能够爬行十几千米的路程去寻找到水源。达尔文曾经跳上一只大海龟的背,乘着它到达了一个靠近水源的地方,看到了一幅非常有趣的画面:一队已经喝饱水的大海龟刚要离去,另一队又伸长头颈匆匆地向水源前进。大海龟一到水边就一头伸进水面,贪婪地喝个不停,直到喝够了才肯离开。它们不但把肚子喝得胀鼓鼓的,而且在膀胱和心囊里贮满了水。当地居民在干旱地区行走,口渴难受的时候,就杀死一只海龟,喝掉它膀胱和心囊里的液体,以应生命之需。

“先生,您尝尝看,比得上你们的咖啡吗?”当地居民热情地邀请达尔文同他们共饮。

出于好奇心,达尔文品尝了它的滋味,然后说:“嗯,略微有点苦,但是很可口。不过,还是心囊里贮存的水滋味最美。”

“用海龟肉炖的汤就更鲜美了。我们都是流放到这里来的犯人,现在定居下来,主要就是靠这种龟肉过活的。”

“我们已经吃过龟肉了。头几天,总督劳森先生就是用龟肉招待我们的。

他还告诉我们,从前西班牙人到这里来,就是根据这种海龟爬行的路线找到第一个水源的,”达尔文说,“劳森先生那天请我们吃的海龟是从詹姆斯岛捉来的。他说那个岛产的龟,它的肉比别处的要鲜美点。真是这样的吗?”

“是的,你们英国人劳森先生在这里居住很久了,他说詹姆斯岛产的龟肉味道最鲜美是确实的。我们一看龟背的形状和特点,就知道它是哪个岛上产的,肉好不好吃。”

达尔文听说不同岛上的龟形状不同,连忙问那些当地居民:“为什么各个岛上龟的形状不一样?”

“这个问题应该去问上帝,为什么不在每个岛上创造出味道同样鲜美的海龟来。”一个当地的居民说,“我们只知道从龟背的形状来识别它是哪个岛上产的,味道好不好吃。这对我们来说,已经足够了。”

那人的一席话,再次把达尔文的思想引到了那个“秘密中的秘密——新的生物在世界上初次出现”的问题上。一群彼此离得很近的岛屿,地质构造和气候条件都相同,高度也差不多,为什么同一物种的生物在各个岛屿上会不一样呢?他带着这个问题继续考察。

怪模怪样的钝齿鬣蜥,又使他想到了同样的问题。这种罕见的大蜥蜴分海生种和陆生种两类。海生钝齿鬣蜥长约1.2米左右,体重10千克左右,趾间长有不完全的蹼,可是有强劲的爪子能牢牢地抓住海底的岩石。退潮的时候,它们常常和螃蟹结伴而行,以前来考察的人断定它们靠螃蟹和鱼生活。

其实不然,它们完全是靠海藻生活的。陆栖钝齿鬣蜥虽然小一些,但是也有五六千克重。它们经常进行日光浴,用自己身上的虱子盛情地招待反舌鸦。

奇怪的是,它们不是分布在加拉帕戈斯群岛的每个岛上,却是集中在群岛的中央部分,并且只从中心岛分布到四周一定距离的地方为止,看上去好像是在这个群岛的中心岛上被创造出来的。雄蜥蜴身体的颜色也十分有趣,在一些岛上全是灰暗的,在另外一些岛上却是十分鲜艳的。起初,达尔文对这点感到迷惑不解,后来就开始思索加拉帕戈斯群岛的每个岛屿上是不是都有自己独特种类的生物呢?每个独特种类的生物是不是在各自生活的特定的环境中产生了变异呢?对鸟类的考察,使他的思想有了进一步的发展。

达尔文在这里一共采集到了26个类型的陆栖鸟类,除了有一种是从美洲飞来的,其中25种类型都是这个群岛所特有的。在采集过程中他发现,查理士岛上所有的鸟都属于一个种类——三环反舌鸟,阿尔贝马尔岛上所有的鸟都属于最小的一种反舌鸟,而詹姆士岛和查塔姆岛上的所有的鸟却都是属于黑色反舌鸟。更加令他惊奇的是,同样的雀属鸟儿,在不同的岛屿上,鸟嘴的长短和粗细也都各不相同:又粗又大的是大嘴地雀,其次是勇敢的嘴最小的小嘴地雀,鸟嘴又细又长的是舍契德雀。从前到过这里的旅行家都来去匆匆,谁也不可能发现这样的秘密,他们根本没有想到在这些相距很近的岛上地雀的嘴巴会有这么大的区别。

回到贝格尔舰上,达尔文在船舱里对地雀标本进行了细致的比较。鉴定后对舰长菲茨罗伊说:“根据我收集的鸟类标本,我敢说物种不是不变的。”

“真有您的,我的生物学家,您居然要推翻物种不变论了。”菲茨罗伊舰长很不以为然地说,“难道您忘了大科学家林耐和您的导师是怎么说的了吗?”

“他们都说物种是不变的。”达尔文说,“不过物种不变论是无法解释地雀嘴从大到小有这么多类型的。为什么在这些相距不远,甚至鸟鸣相闻的各个小岛上,会有各自特有的生物呢?”

“那是上帝创造的结果啊!《圣经》上不是说得很清楚吗?”“那么,上帝为什么要这样煞费苦心地在不同的岛屿上把鸟嘴创造成粗细长短各不相同的呢?”

“这正说明了上帝的仁慈和智慧。”菲茨罗伊津津乐道地说,“又大又粗的嘴巴是为了在坚硬的岩石上啄食物有劲,又小又细的嘴巴是为了吃草丛里的食物方便。”

“为什么鸟嘴除了这种明显的区别外,还有介于它们之间的过渡类型呢?上帝为什么把加拉帕戈斯群岛上的生物创造成南美洲的类型却又不完全相同,为什么不按照我们英国的生物类型创造呢?”

达尔文连珠炮般地提出了一系列问题,问得菲茨罗伊舰长张口结舌,无话可说。他沉思片刻后反问达尔文:

“按照您的看法,应该怎样解释呢?”

“根据我的调查和反复思考,我认为加拉斯群岛上的生物是从南美洲迁移过来的。它们有的乘风飞来,有的是随着浮木漂泊而来的,有的是攀附在大鸟的脚上来的……可是,不管有多少物种能够漂洋过海,能幸存下来的总是少数。这就是为什么加拉帕戈斯群岛上的生物种类不像其他地区那样繁多的原因。”达尔文解释说,“这些新来的物种在环境条件的长期影响下慢慢地产生了变异,就发展成了现在的状况,它们不过是南美洲鸟类的变种罢了。

这类变种是在远离大陆的小岛上特殊生活条件下形成的。因此,各个小岛上的鸟类都具有它们在南美洲祖先的某些基本特征,而又不完全一样。”

“上帝哪里去了?”菲茨罗伊生气了,“《圣经》上明明说生物是上帝创造的,物种是不变的,那么该把谁的话当作真理呢?上帝的,还是您达尔文先生的?”

“随您的便,我并不希望您把我的话当作真理,我只是尊重事实。”

事实证明,达尔文说的确是真理,进化论的观点就萌生在这个不起眼的群岛上。

谁是命运的操纵者

生物界中究竟谁能够生存,而谁又注定要死亡?是什么决定它们的命运呢?怎样揭示“秘密中的秘密——新的生物如何在世界上初次出现?”带着这许多问题,达尔文广泛地研究各种资料,经过无数次地深思熟虑,终于找到了答案,并用22年宝贵的时光写出了一本名叫《物种起源》的书稿。

为了与别的学者交流思想,探讨《物种起源》,达尔文把他的亲密朋友、著名生物学家胡克博士请到家里。宾主坐在客厅的沙发上,一边喝着咖啡一边促膝谈心。

达尔文说:“根据我在环球考察期间观察到的大量事实,和我最近阅读的大批农业方面和园艺方面的书籍,思想上总算理出了一个头绪,我确信物种不是不变的,这和我原来的观点相反,我觉得自己好像是犯了大罪一样。”

“这不是什么新东西,查理(达尔文的爱称)。人类一直在创造新的植物品(物)种,还有各种赛马、信鸽的新品(物)种。”胡克道。

“可是那是人工的,是人们干预造成的。真正的问题是物种在自然状况下是否始终不变?难道它们就不会改变自己去适应变化的环境,产生新的形状、颜色和器官吗?”