日照绵林鱼:有什么生物科学家的简介和小故事?

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达尔文

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青年查尔斯登上探险船
距今一百五十多年前的一八三一年十二月七日,有一艘排水量仅二百三十五吨的小帆船从面临英吉利海峡的雷本港向大西洋进发。二十二岁的青年查尔斯.达尔文所乘坐的这艘船是英国海军的测量船。这艘船此次出航的目的是要作为时五年的世界探险。

今天,一提到查尔斯.达尔文,大家都知道是那位在人类文化史上留有盛名的进化论提倡者,不过当他乘上那艘小猎犬号时,还是个默默无闻的小伙子呢! 当时的他已对生物的物种问题很关心。所谓物种就是生物问可以互相交配繁殖子孙的同种。像狮子和猫就不同种,而狗类中的一种高大的长毛牧羊犬(collie)和埂(terrier)就属於同种。通常,不同种的动物间,外形一看就有很明显的差异,但像狮子与老虎、狗和狼,虽然不同种即长得很像。像这种徵妙的关系到底是怎麼来的?达尔文长久以来一直为这问题大惑不解。

小蜡犬号从雷本港出发后,沿著南美海岸南下,绕过麦哲伦海峡进入太平洋,於一八三五年九月来到东太平洋赤道上的加拉巴哥群岛。在这四年的航行中,达尔文一路观察并采集动植物标本,不过,真正对达尔文脑海中所缠绕的物种起源问题有启发的,还是太平洋上加拉巴哥群岛的各种生物。

加拉巴哥群岛的生物

「明显的差异与微妙的类似」之典型

加拉巴哥群岛在厄瓜多尔西方约一千公里的太平洋上,由十四个散布在赤道附近的小岛组成。加拉巴哥(Galapagos)在丙班牙语中的意思就是「乌龟」。此群岛正如其名,岛上有重量超过一百公斤的象龟,使达尔文一行人大为吃惊,另外,还有长达一公尺以上的鬣蜥 (iguana),这种蜥蜴有住在海岸附近的海生型及住在内陆的陆生型,且两者不属同种。此外尚有鹈鹕(pelican)的同类军舰鸟、海鸥、鲣鸟、金翅雀(finich)等珍鸟。这些远离大陆的岛屿上,能远飞的鸟类及能长期挨饿的爬虫类特别多。

加拉巴哥群岛上的生物与其地地区的生物相此确实有不凡之处,不仅鸟类及爬虫类如此,其它像鱼贝类、昆虫、花草等亦复如此。例如,达尔文在那里所采集的十五种鱼,以及十六种陆生贝类中的十五种都是别处看不到的新种。加拉巴哥群岛可说是物种的宝库。

不过这些几乎全是新种的岛上生物,与一千公里外的南美太平洋岸的生物有很徵妙的相似之处,即既有明显的差异又有微妙的类似。小猎犬号在岛上停留了五个星期,临走的前几天,该群岛的副领事来向他们道别,闲谈间,副领事说:「这群岛上虽然有很多形态相似的乌龟,但我一眼就可以看出那只是属於那个岛的。」达尔文听了这句话,心中有著很大的回响,因为他在这里的鷽鸟身上也发现了同样的现象。加拉巴哥群岛上的鷽鸟共有十三种,基本上它们的形态都很相似,但喙的长度及弯曲度即各不相同。达尔文心里想,这些差异可能和各岛上的鸟类的食物,如植物种子、毛虫、昆虫等不同有关。如果真是这样,那麼导致各物种间的差异的原因不就很明显了吗?达尔文从观察加拉巴哥群岛的生物所得的灵感,为日后论生物进化的不朽名著「物种原始」奠下了基础。

青春时代的漂泊

对博物学无穷尽的兴趣

在此简单地介绍一下有关达尔文的生平。查尔斯‧达尔文与美国总统林肯同於一八零九年二月十二日诞生。他父亲是个有名的医生,母亲是陶工威治伟勒的女儿。他的祖父伊拉斯莫斯.达尔文更是个有名的医主兼博物学家,同时又是一位诗人。

达尔文的家世虽如此优越,但少年时代的达尔文并非优等生,虽然他很热衷於植物及昆虫的采集,但对学校所教的希腊语及拉丁语却一点都不感兴趣。本来想让达尔文学习法律的父亲,看到他这种情形只好改变主意,将他送到爱丁堡去学医。可是他对学医一样不感兴趣,尤其在见习外科手术时,更是吓得魂不附体。加上他知道自己将来可以继承一笔能让地安享一辈子的庞人财产,不必为生活去行医,於是他便毅然地放弃了学医。

他父亲最后又将他送到剑矫大学,指望他学做个牧师,可是他到剑桥大学后也没照他父亲的意思去做。就在这时,潜藏在他心中很久的对博物学的爱好即完全地爆发出来。他在汉斯洛教授的指导下,阅读了许多动植物的书籍,使他在博物学领域上的知识大增。他更时常兴汉斯洛教授到野外去实地观察,他之所以能够乘上小腊犬号去周游世界,也是靠地老师一手推荐的。临上船前,他老师推荐他带一本由地质学家查尔兹.莱尔(C.Lyell)所著的「地质学原理」。在漫长的航海期间,他把那本书背得滚瓜烂熟。

促使进化论完成的人物

伊拉斯莫斯.达尔文及拉马克
最先观察到自然界生物间,在不同形态中又带有微妙的相似,而且大胆地推测人类是由植物、动物、自然进化而来的是希腊哲学家亚里斯多德。

查尔斯.达尔文的祖父伊拉斯莫斯.达尔文也在他的著作中这样写著:「由微生物而进化到各种温血动物,这种假设虽然有点大胆…」,这些生物学的假设,实际上已为进化论点燃了火花。此外,动物学家拉马克 (Lamarck) 所著的「动物哲学」一书中也作如下的阐述:「羚羊为了吃高大树木的叶子,长期以来,一直极力地把颈子伸长而变成长颈鹿。」这种想法虽然已不为今日的人们所接受,但它却是点燃达尔文进化论的导火线。

古维艾(Georges Cuvier)及旧约
对进化论的假设有著很大阻力的是旧约圣经创世纪的说法。创世纪上说,地球上所有的主物都是上帝在同一时期内创造出来的。对信仰上帝的人而言,这种由微主物进化到温血动物,及羚羊长年伸长脖子而变成长颈鹿等说法,简直是荒谬之极。在当时,圣经的教条就是科学。例如,十七世纪的爱尔兰大主教亚夏就依据旧约中所述的先后事件,而推断地球是在西元前四千零四年的十月二十六日早上九点诞生的;换言之,地球的年龄大约只有六千岁。

此外,与拉马克同时期有一位生於法国的古主物学家古维艾,当他发现些古生物的骨头后,就有如变魔术般地将那些古主物的形像描绘出来,其中有密生毛发的猛马(mammoth),也有像鲸那麼大的爬虫类。古维艾对这些动物为何绝迹,以及在高山上发现海中生物化石等事件的解释也很妙。古维艾在圣经中看到诺亚的洪水事件,於是就把上述的问题用这个事件搪塞过去。他说,地球上像圣经所记载的诺亚洪水不知己发生过多少次,因此过去的这些古生物都是被大水淹死的,同时这样大的洪水,也会把海底往上推成高山。古维艾这种说法被称为「天变地异说」,按照这个说法,地球上的剧变可以在一瞬间完成,不必经过很长的岁月。这些说法又与圣经所载吻合,因此信仰上帝的人们都以此建立理论体系,而想打破这些观念实在非常不容易。

哈顿及莱尔
但是达尔文在航海中所问读的「地质学原理」并非这样说。「地质学原理」是作者莱尔承继了十八世纪苏格兰地质学家哈顿(J.Hutton)的理论而写成的。哈顿认为海底变成高山是因为地震或人山爆发而来,而今日的山貌也是长期以来受风吹雨打的风化及侵蚀而形成的。这种依据自然法则的变动,自古至今都一样,这种学说称为「均变说」(uniformitarianism),而印证这种学说的证据是地球经长期岁月的变动所留下的痕迹。

达尔文读了「地质学原理」后,心想:「如果地球的年龄真的这麼老,那麼由微生物演变成温血动物也并非不可能。」至此,地球的年龄便成为进化论成立的先决条件。

马尔萨斯的人口论
不过,在漫长的地球历史中,生物是依何种理由来进化呢?拉马克的说法实在今人难以信服。 有一天,达尔文念了一本由T.R.马尔萨斯牧师所写的「人口论」。书上说:「人口的增加率通常会超过粮食供给的增加率。」於是达尔文就作了如下的推想:「人类以外的生物应该也是如此。如果是这样,那麼同时生下的小动物就注定有些会饿死,但是那一只该饿死?大概是不能适应所居环境的要饿死吧!」

达尔文又进一步回想在加拉巴哥群岛所看到的鷽鸟。这些由南美迁徒来的鷽鸟本来都是同种,相互之间都可交配繁殖,但来到岛上后,为了适应各岛的特殊环境而发生变异,且只有这些能随著各岛环境而产生变异的鸟才能活下来。日子一久,各岛间的鷽鸟就变成不同种而不能互相交配繁殖了。像这样由一种而变为多种的现象,达尔文称之为「自然淘汰」、人类大概也是依这个自然淘汰的法则,由微生物慢慢进化而来的吧!

一八四四年起,达尔文就开始将这个物种的起源及生物进化的关系写在笔记簿上,当时,刚好是他叩一位表妹结婚,并定居在伦敦郊外的次一年。

渥列斯的信
一八五八年的某一天,达尔文收到一封信,是由一位往在东印度群岛名叫亚弗烈‧拉歇尔‧渥列斯的男子写来的,信中阐述了他对物种起源的看法,并论及人口论与自然淘汰的问题,这些理论与达尔文的想法不谋而合。向来淡泊的达尔文,在接获这封信后也不禁非常惊讶,於是和朋友商讨后,决走将与渥列斯共著的论文发表在「林奈协会杂志」上。次年,达尔文又将他研究的精髓「物种原始」全部公诸於世。

致力研究及著述的晚年

自从达尔文在进化论中阐述「人类是猴子的子孙」后,引起了各方激烈的反驳,幸而有一位名叫汤姆逊.亨利.哈克斯列的生物学者极力地为进化论辩护,才使达尔文得以不受外界干扰而安静地思考著述。对辩论极端厌恶的达尔文,最后只好专心一意地过研究生活。他的健康情形虽然不佳,但耐性很强,生活很有规律。每天工作虽然只有一至二小时,但完成了不少研究。地所作的实验非常简单,并不太依靠仪器,研究时使用的仪器大都只用到放大镜,而很少动用显微镜。

达尔文死於一八八二年四月十九日,享年七十三岁。他的遗骸葬於牛顿、法拉第等英国伟人长眠的西敏寺寺院。

「物种原始」出版七年后,一八六六年,孟德尔发表了遗传论文,对巩固达尔文进化论的地位有很大的意义。但这篇遗传论文一直等到三十四年后的一九零零年,由弗里斯、柯连斯、捷尔马克等人实验证实后,才被承认其价值。当时所推断的地球年龄才一忆年,但相信进比论及均变说的人们都认为地球的年龄应该比这要长。事实上现在已经证实他们是对的,以目前的科技推断,地球的年龄是四十五亿年。

科学家布丰

布丰(Georges Louis Leclere de Buffon,1707—1788)法国博物学家,作家,生于蒙巴尔城的贵族家庭。从小受教会教育,爱好自然科学。26岁入法国科学院,后担任皇家花园(植物园)主任,被法兰西学院接受为院士。

布丰以关于自然史的著作闻名,是最早对“神创论”提出质疑的科学家之一。他在从事比较解剖学研究中发现,许多动物具有不完善的没有用处的退化的器官,如果物种是万能的上帝创造的,那么这些不完善的器官怎么会存在呢?

布丰在他的百科全书书式的巨著《自然史》中描绘了宇宙、太阳系、地球的演化。他认为地球是由炽热的气体凝聚而成的,地球的诞生比《圣经》创世纪所说的公元前4004年要早得多,地球的年龄起码有10万年以上。生物是在地球的历史发展过程中形成的,并随着环境的变化而变异。布丰甚至大胆地提出,人应当把自己列为动物的一属,他在他的著作中写道:“如果只注意面孔的话,猿是人类最低级的形式,因为除了灵魂外,它具有人类所有的一切器官。”“如果《圣经》没有明白宣示的话,我们可能要去为人和猿找一个共同的祖先。”

尽管布丰用的是假设的语气,并用造物主和神灵来掩盖自己的进化论,但是还是遭到了教会的围攻。在压力下,布丰不得不违心地宣布:“我没有任何反对《圣经》的意图,我放弃所有我的著作中关于地球形成的说法,放弃与摩西故事相抵触的说法。”直到18世纪,宗教还在顽固地维持着对科学的统治。

他在皇家博物馆工作时编成巨著《自然史》。1739年起任巴黎植物园园长。1753年当选为法国科学院院士。

布丰撰写了博物学巨著《自然史》。布丰于1749至1788年间发表的一套36册《自然史》,该书包括《地球形成史》、《动物史》 、《人类史》、《鸟类史》、《爬虫类史》等。这是一部说明地球与生物起源的通俗性作品。全书共44卷,前36卷于布丰在世时完成,后8卷由他的学生于1804年整理出版。《自然史》的第一卷于1749年正式出版。书中《地球的理论》提出了地球成因假说,认为地球是太阳与彗星相撞击而分离出的一个块体,逐渐冷却而成。布丰这一思想在1779年发表的《自然纪元》一书中得到进一步阐述。提出地球的形成过程分为7个阶段,估计地球年龄为75000年。但在个人的笔记中,却认为地球年龄为300万年。《自然史》对岩石的水成说作了许多论述。认为地球表面的起伏,诸如山脉、河谷等,都是由于海底受涨潮、退潮以及海流作用的结果,夸大了海洋的地质作用。《自然史》的第32~36卷为矿物自然史,囊括了前人关于矿物的大量资料,为后人留下了可供参考的文献。布丰关于物种可变性和进化论的思想,在当时有着积极的启蒙作用。

他以大量实物标本作推论,反对“权威”的臆说,对自然界作了唯物主义的解释。该书的文学成就也普遍受到赞扬,文笔细腻生动而富于感情,如《自然的分期》是一部史诗,作品对狮、虎、熊、狗、狼、狐狸等进行了形象的、拟人化的描写,生动活泼,趣味横生。另外,法语中的名句“文如其人”、“风格即人”,是从他的著名讲演《风格论》中的“风格则是属于个人的”引申而来。。他用人工方法把动物分类,依它们与人的关系来分等级。不过,这位自然主义作家用的是颇科学的方法:他细致地观察,订定及应用评估生物物种原理,找出三大种类王国的一致性。他不单以文字对动物作解剖及生理上的描写,而且辅以版画,令人对不同生物物种的特性有更深了解。布丰以生理角度来描写动物,为艺术家提供了丰富的选择,他可以挑选这样那样的特征来作画。例如,布丰对马就有如下描述:“人类历来最了不起的征战,就是驯服了这种既傲气又烈性子的动物。它与人共负战争的疲累,同享打胜仗之荣耀;它无畏如其主子,洞悉险境然大胆直面之,惯听剑战之声,甚至爱上它,追寻它,闻战声而抖擞;在狩猎中,在比武大会上,在赛马途中,它分享主人的喜悦,它是那么光芒四射,耀眼生辉。然而,其驯服之处一如其勇猛,它容不得自己使性子,行事知所进退,不但听命于执缰者之手,似乎还可会其意,按感知来行事:或奔突,或碎步。每一个动作,目的就是为了取悦——这动物全然忘我,只为别人的意志而活,甚至有预测他人意愿的能耐,然后准确地落实在行动上。它善解人意,毫无保留地、全不拒绝地、全心全意地服务,鞠躬尽瘁,死而后已”。《自然史》展示的艺术家的一种人生态度。他以异常平静,悠然自得的语言去歌颂大自然的一草一木,盈尺之内呈现着造物的尊严与灵性。

他是现代进化论的先驱者之一,发表了不少的进化论点。他不相信地球像《创世记》所讲的那样只有6000年历史,他估计地球的历史至少是7万年;在未发表的著作中,他估计地球的年龄是50万年。他研究过许多植物和动物,也观察了一些化石,注意到不同地史时期的生物有所不同。他接受了牛顿关于作用于地球上的力学规律也适用于其他星球的论点。认为大自然应包括生物在内;自然界是一个整体,各部分相互联系、相互制约。他还指出林奈只注意到物种之间的细微差异,而没有把生物看做自然秩序的一部分。

他认为物种是可变的。生物变异的原因在于环境的变化;环境变了,生物会发生相应的变异,而且这些变异会遗传给后代(获得性遗传)。他相信构造简单的生物是自然发生的,并认为精子和卵巢里的相应部分是组成生物体的基本成分,他不赞成“先成论”而支持“渐成论” 。

引导他形成进化观点的主要是两类事实:一是化石材料,古代生物和现代生物有明显区别;二是退化的器官,例如,猪的侧趾虽己失去了功能,但内部的骨骼仍是完整的。因此,他认为有些物种是退化出来的。他的进化观点遭到教会的强烈指责,迫使他不得不宣布放弃与教义不一致的论点。