进化——对生命树的解释
进化意味着逐渐改变。在动物界,这通常是(但不总是)指动物从相对简单变得越来越复杂的过程。这些变化多数发生在新物种的形成时期,即一个老物种迅速演变为一个不同的“全新”物种的过程中。虽然希腊人较容易接受动物的行为可以改变,但他们不接受动物(包括人类)的身体结构在自然产生后会发生改变的事实。事实上,柏拉图提倡,生物是不变的或是永恒的。他的观点直到19世纪中期还影响着哲学家和科学家们。
在1809年出版的《动物学哲学》一,法国科学家让·巴蒂斯特·拉马克(Jean Baptiste Lamarck)首次对生命树进行了科学的解释。他于1844年出版的《自然创造史的遗迹》一书在英语国家的影响很大,他的观点被广为接受。这也影响了达尔文和阿尔弗雷德·罗素·华莱士(Alfred Russel Wallace)两个人,激发他们各自提出进化的主要驱动力是自然选择的观点。
达尔文的科学贡献并不在于进化观念,而是他提出了进化如何作用的系统理论。正如我们将看到的那样,达尔文的自然选择理论说明了生物的多样性和生命树的分枝模式。影响达尔文思想的书还有罗伯特·马尔萨斯(Robert Malthus)的《人口原理》(1798)和查尔斯·莱伊尔的《地质学原理》。马尔萨斯强调资源是有限的,达尔文由此认为,资源供应和需求之间存在的不平衡矛盾可能是自然选择的驱动力,促使了进化的发生。达尔文提出的形态渐变论与莱伊尔解释地球表面演变的河流作用理论很相似;达尔文认为,形态渐变导致现有物种变化为新的物种。威廉·佩利(William Paley)坚持认为,动物对栖息环境的良好适应性不可能是偶然因素导致的,一定是某个设计师的作品,而且这个设计师一定是上帝。佩利的观点激发达尔文提出一个新理论来替代早期神创论的解释。
达尔文对进化理论做出了两项具有开创性的贡献。一是,他认识到没有两个动物是完全相同的,每个个体不可能有它的复制品;二是,他提出了自然选择的观点。简言之,自然选择理论认为,由于资源有限,由于偶发的变异,一些个体比其他个体更利于获取资源。这样,获取资源多的个体就有足够的优势,其后代就比同种其他个体的后代有更强的生存能力。生物学家认为,这种优势能够不断提高动物的“适应性”。达尔文记录了许多动植物饲养者人工对动植物有效进行优胜劣汰的例子,于是,他推断优胜劣汰在自然状态下也一样存在。
在自然选择的情形中,只有在杂交后代完全继承了优势遗传基因时,选择以及随之而来的进化才起作用。达尔文当时不知道(同时代的其他著名生物学家也不知道),当他的《物种起源》一书接近完稿时,有人正在在捷克共和国一个叫布尔诺(Brno)的园寺里刻苦钻研变异的遗传学基础和遗传的基本定律。