試論達(dá)爾文進(jìn)化論的科學(xué)性缺失
——從遺傳理論看生物進(jìn)化

李典友，陳忠全，褚清河

（1.皖西學(xué)院環(huán)境與旅游學(xué)院，安徽六安237012；2.煙臺南山學(xué)院商學(xué)院，山東龍口265700）

1859 年達(dá)爾文在《論通過自然選擇或生存斗爭保存良種的起源》，簡稱《物種起源》[1]一書中系統(tǒng)地提出了進(jìn)化論，他以全新的生物進(jìn)化思想推翻了“神創(chuàng)論”和物種不變論，在當(dāng)時的科學(xué)界和公眾之中都引起了巨大反響。該書的出版發(fā)行被認(rèn)為是19 世紀(jì)最偉大的科學(xué)成就之一。

達(dá)爾文進(jìn)化論中的生物競爭思想不僅影響了人們對自然科學(xué)的認(rèn)識觀，而且也影響了人們對社會科學(xué)的認(rèn)識觀。適者生存甚至被認(rèn)為是生命和人類生存的基本法則，進(jìn)化論的提出被認(rèn)為是科學(xué)領(lǐng)域中的一場大革命。

然而，進(jìn)化論無論是在當(dāng)時還是現(xiàn)在，均遭到一些著名學(xué)者或公眾的反對。1959 年波普爾在一次影響較大的演講中說到，達(dá)爾文進(jìn)化論不是真正的科學(xué)理論[2-7]，因?yàn)樗暮诵膶W(xué)說自然選擇是一種全能的巧辯[8]。如果細(xì)致分析不難發(fā)現(xiàn)，適者生存其實(shí)是一種同義反復(fù)，是必然性的宣言，只是前人在研究中沒有注意到二者的關(guān)系而已。恩格斯雖然同意進(jìn)化論，但他認(rèn)為進(jìn)化論還是一個很不完善的理論。達(dá)爾文在進(jìn)化論中并沒有闡述生物界中個體之間協(xié)作的重要性，自然選擇也沒有分析引起單個生物個體之間變異的影響因素，沒有清楚地說明這種個體的偏離是怎樣逐漸成為一個品種、變種或種的內(nèi)在驅(qū)動機(jī)制。恩格斯認(rèn)為，全部生存斗爭學(xué)說，不過是把霍布斯利益競爭的戰(zhàn)爭學(xué)說和資產(chǎn)階級經(jīng)濟(jì)學(xué)的競爭學(xué)說以及馬爾薩斯的人口論從社會搬到生物界而已[9]。事實(shí)上，無論是達(dá)爾文時代還是現(xiàn)代，從科學(xué)和科學(xué)研究的角度看，達(dá)爾文的進(jìn)化論都算不上科學(xué)理論。因?yàn)榭茖W(xué)理論都是在發(fā)現(xiàn)自然或社會現(xiàn)象、運(yùn)動規(guī)律，并在提出相應(yīng)概念的基礎(chǔ)上，對事物發(fā)展變化的內(nèi)在規(guī)律及其影響因素的闡明并加以高度概括和總結(jié)。達(dá)爾文進(jìn)化論僅僅是通過他的考察和觀察得出的簡單結(jié)論，或者說基于觀察到的現(xiàn)象和收集材料的初步認(rèn)識提出的假說。而假說只有通過實(shí)證、試驗(yàn)證實(shí)后，歸納推理才能形成理論，或者通過相關(guān)學(xué)科理論研究的突破被證實(shí)而進(jìn)一步完善成為理論。

本研究試圖應(yīng)用作物育種學(xué)新理論[10]探索生物進(jìn)化的內(nèi)在機(jī)制，從而使人們正確認(rèn)識達(dá)爾文進(jìn)化論，樹立正確的科學(xué)思想和科學(xué)理論研究方法，促進(jìn)生物科學(xué)的發(fā)展。

1 達(dá)爾文進(jìn)化論提出的背景與依據(jù)

1.1 進(jìn)化論提出的時代背景

科學(xué)研究實(shí)踐作為一種獨(dú)立的精神活動，最早發(fā)端于古希臘。處在科學(xué)產(chǎn)生的萌芽時期和人類認(rèn)識發(fā)展的幼稚階段的古希臘科學(xué)，其理論體系是原始的、粗淺的，甚至包含著許多謬論，但近代自然科學(xué)是從古希臘自然科學(xué)演進(jìn)而生。近代生物科學(xué)發(fā)展到今天依然處于對生物現(xiàn)象的描述、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和推理性的思辨階段。

在中世紀(jì)早期，自然科學(xué)被牢牢禁錮在宗教神學(xué)之中，沒有任何地位，致使古希臘的科學(xué)遭到極大的破壞。從16 世紀(jì)到18 世紀(jì)，自然科學(xué)逐漸擺脫了宗教神學(xué)的桎梏，走上了精密觀測和試驗(yàn)研究的正確軌道，自然科學(xué)如天文學(xué)、物理學(xué)等都得到了前所未有的發(fā)展。到19 世紀(jì)末20 世紀(jì)初，傳統(tǒng)的科學(xué)范式不再無條件的有效，物理學(xué)新理論的創(chuàng)立從根本上改變了人們的科學(xué)觀，對科學(xué)技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了極大的推動作用。而生物學(xué)直到19 世紀(jì)，隨著試驗(yàn)條件的改善，才取得重大進(jìn)展，最突出的成就就是細(xì)胞學(xué)說、達(dá)爾文進(jìn)化論的建立和遺傳學(xué)的誕生[8]。但達(dá)爾文進(jìn)化論的思想雖然已擺脫“神創(chuàng)論”的束縛，但進(jìn)化論的研究方法和思維還未從猜測想象和經(jīng)驗(yàn)推理中脫胎而出。因此，僅僅通過觀測得出的結(jié)論缺乏系統(tǒng)性和邏輯性。

1.2 進(jìn)化論的早期理論

達(dá)爾文生物進(jìn)化論是吸收早期一些科學(xué)家生物進(jìn)化思想、猜想性的研究結(jié)論，通過旅行考察和考古獲得的觀測資料分析后形成的理論。

早在公元前384—前322 年，古希臘亞里士多德在《動物志》中就寫到：“自然界由無生物進(jìn)展到動物是一個積微漸進(jìn)的過程，因而由于其連續(xù)性，我們難以覺察這些事物間的界限及中間物隸屬于哪一邊”[11]。在《論植物》中又說，“這個世界是一個完整而連續(xù)的整體，它一刻也不停頓地創(chuàng)造出動物、植物和一切其他的種類”。達(dá)爾文進(jìn)化論中的微小變異的連續(xù)累積似乎就是亞里士多的觀點(diǎn)。而在經(jīng)歷中世紀(jì)的神創(chuàng)論、智慧設(shè)計(jì)論（目的論）、18 世紀(jì)的不變論和活力論后，法國生物學(xué)家拉馬克則提出了“用進(jìn)廢退進(jìn)化論”[12]，其主要內(nèi)容包括：自然界中存在的所有物種都是不斷發(fā)展變化的，物種就是由許多變異個體組成的集合體（群體）；所有自然界中的生物群體都存在著由低級到高級、由簡單到復(fù)雜的不同等級系列（階梯）；所有生物都具有一定的適應(yīng)環(huán)境的能力，因此，環(huán)境及其組成因素的變化會引起生物生存及其狀態(tài)的變化，環(huán)境的多樣性必將導(dǎo)致生物物種的多樣性；環(huán)境及其組成要素的改變會引起動植物習(xí)性的改變，如果環(huán)境朝一定的方向產(chǎn)生連續(xù)不斷的變化，生物個體隨著器官的用進(jìn)廢退和獲得性遺傳，微小的變異可以不斷地加以積累，最終必然導(dǎo)致生物界的進(jìn)化和發(fā)展。

1.3 達(dá)爾文進(jìn)化論的理論依據(jù)

達(dá)爾文提出進(jìn)化論的主要依據(jù)是實(shí)踐考察中收集到的大量動植物資料。1831—1835 年，達(dá)爾文全程了參加“貝格爾號”的環(huán)球旅行。跟隨著“貝格爾號”，達(dá)爾文穿過了大西洋與太平洋，先后到達(dá)了南美洲、大洋洲和非洲，并抵達(dá)非洲最南端的好望角。一路上，達(dá)爾文沿途考察各地的地質(zhì)、動植物的特性，采集了無數(shù)的標(biāo)本，并將自己的發(fā)現(xiàn)做了詳細(xì)的觀察筆記。在環(huán)球航行的過程中，他發(fā)現(xiàn)每個地區(qū)都存在著既相似又不一樣的物種，而南美洲和大洋洲的一些距離不遠(yuǎn)的小島生態(tài)環(huán)境相似，但是生活的物種卻有明顯差異，從而蘊(yùn)育了物種變異的生物進(jìn)化思想。在長達(dá)5 a 的考察結(jié)束后，他回到英國，根據(jù)考察結(jié)果和他20 多年積累的對古生物學(xué)、生物地理學(xué)、分類學(xué)、胚胎學(xué)和形態(tài)學(xué)等多個領(lǐng)域的大量歷史研究資料，以自然選擇為基本依據(jù)，從生物的自然生存競爭和環(huán)境適應(yīng)性、遺傳性和變異性、人工定向培育選擇等方面，論證了自然界的物種起源和自然界生命的多樣性與統(tǒng)一性，最終在1859 年出版了劃時代的鴻篇巨著《物種起源》。

2 達(dá)爾文進(jìn)化論的內(nèi)容及其科學(xué)性

2.1 達(dá)爾文進(jìn)化論的主要內(nèi)容

達(dá)爾文在《物種起源》中總結(jié)并明確提出了物種進(jìn)化論的觀點(diǎn)。該書吸收了馬爾薩斯為爭奪食物而導(dǎo)致的災(zāi)難性競爭的思想，形成了以自然選擇為基礎(chǔ)的生物進(jìn)化論，其要點(diǎn)為：（1）物種形成的方式是連續(xù)產(chǎn)生，一般來說，伴隨著舊的物種消亡，就會有相應(yīng)的新物種隨之產(chǎn)生。達(dá)爾文認(rèn)為，自然界的物種并非一成不變，在漫長的地球演化過程中，新物種以“后代漸變”方式逐漸形成。因此，生物的進(jìn)化過程應(yīng)該是連續(xù)不斷進(jìn)行的，而不存在間斷的、不連續(xù)的物種變異和突變現(xiàn)象。（2）相似的生物在形成和進(jìn)化中都是相互聯(lián)系的，起源于一個共同的祖先。（3）生物個體間的變異現(xiàn)象普遍存在于自然界中。通過生存斗爭來不斷地進(jìn)行選擇，其結(jié)果必然是物競天擇、適者生存，不適應(yīng)者則被淘汰[6]。達(dá)爾文認(rèn)為，自然選擇，在全世界每個角落每時每刻地、不斷地挑選每一個生物品種個體中最微小的優(yōu)質(zhì)特征，排斥劣等的變異，保存積累優(yōu)良的特性，悄無聲息地、隨時隨地隨機(jī)地不斷工作，使每一個活物的有機(jī)或無機(jī)的生命條件都不斷地向高品質(zhì)方面發(fā)展。

2.2 達(dá)爾文進(jìn)化論與遺傳理論

將“進(jìn)化”一詞應(yīng)用于生物學(xué)研究實(shí)踐中的最早一位學(xué)者是瑞士人邦尼特（1762 年）。進(jìn)化一般用來表征事物的逐漸發(fā)展、變化的過程，籍此生物界不斷地由較低狀態(tài)水平發(fā)展過渡到相對高級狀態(tài)水平。達(dá)爾文的物種起源理論中的進(jìn)化與邦尼特提出的進(jìn)化具有相同意義，即生物進(jìn)化是指一切生命形態(tài)發(fā)生、發(fā)展的演變過程。而在生物學(xué)中，進(jìn)化是專指生物種群里個體的遺傳性狀在生物不同世代之間的傳遞與改變。因此，生物進(jìn)化論研究的應(yīng)該是一個遺傳學(xué)問題，而達(dá)爾文的進(jìn)化論并不符合孟德爾遺傳理論和作物育種學(xué)理論[13-14]。

孟德爾遺傳理論表明，新物種產(chǎn)生的最重要方式是通過生物群體中存在基因差異的物種個體間的自然雜交來實(shí)現(xiàn)。生物群體個體間的雜交通常在一個生長周期內(nèi)完成，在一個區(qū)域內(nèi)，由于具有不同基因差異的物種十分有限[8]，因此，能夠產(chǎn)生新物種的種間雜交頻次也十分有限，經(jīng)由雜交途徑產(chǎn)生新物種的途徑是無法連續(xù)發(fā)生的，也不可能存在自然選擇作用下積累微小突變而發(fā)生的生物進(jìn)化。生物物種間通過雜交進(jìn)化與達(dá)爾文進(jìn)化論中提出的進(jìn)化過程是連續(xù)的、不存在不連續(xù)的間斷性變異和突變的定義不相符合。

此外，孟德爾遺傳理論表明，每個生物個體的每個性狀都由一對遺傳因子共同作用所決定的，一對遺傳因子中的一個來自父本，另一個相對應(yīng)的因子則來自母本。遺傳學(xué)中性狀（包括一些形態(tài)）的世代變化通常表現(xiàn)為基因型的變化[15]，而非基因本身發(fā)生改變。而作物育種理論[8]則表明，基因是生物物種固有的，不同的生物物種存在不同類型的基因和基因型，并決定了不同的生物種類、形狀特性和習(xí)性，而生物雜交遵循“同性耐異”雜交規(guī)律[7]。達(dá)爾文進(jìn)化論相似的生物都是相互聯(lián)系的，起源于一個共同祖先的觀點(diǎn)則與遺傳理論相悖。因?yàn)椴煌锞哂泄餐淖嫦缺厝痪哂邢嗤幕?，具有相同的基因的生物進(jìn)化成不同的生物必然是原有基因發(fā)生改變，顯然達(dá)爾文的這種猜想不符合遺傳理論。達(dá)爾文雖然確定變異、遺傳和選擇是生物進(jìn)化的三要素，卻無法揭示三者相互聯(lián)系的機(jī)制和進(jìn)化原理。而要證明生物是由低級向高級、簡單向復(fù)雜進(jìn)化這一觀點(diǎn)，科學(xué)的方法是通過考古發(fā)現(xiàn)不同年代的生物序列化石資料，并對生物化石進(jìn)行基因檢測，方可得出科學(xué)的結(jié)論，但直到今天考古發(fā)現(xiàn)并不支持這一結(jié)論。

2.3 環(huán)境對生物進(jìn)化的影響

自然選擇是達(dá)爾文生物進(jìn)化論最重要的內(nèi)容，但達(dá)爾文進(jìn)化論中并非完全是自然環(huán)境對物種進(jìn)化的影響，它還包括了生物群體中生物個體相互生存競爭對物種進(jìn)化影響的概念，而物種間競爭和前者并非同一概念，種間競爭根本不影響自然雜交基因重組，也不會導(dǎo)致基因突變，因此也就不可能影響物種進(jìn)化。

現(xiàn)代作物育種理論[4]表明，環(huán)境因子可激活相應(yīng)基因由隱性基因轉(zhuǎn)化為顯性基因，從而使物種表現(xiàn)出原隱性基因的性狀，這是物種受自然環(huán)境影響性狀發(fā)生改變的例證。但由于父母本所含基因是原來固有的，性狀也是原有基因決定的，環(huán)境條件的改變沒有導(dǎo)致物種基因的改變[16]，因此，物種不可能因環(huán)境變化改變基因進(jìn)化成別的物種，達(dá)爾文進(jìn)化論中所說的進(jìn)化，相似的生物都是相互聯(lián)系的，起源于一個共同的祖先的論斷并不成立。

作物育種理論還顯示，父母本固有的特殊基因，如抗旱基因、抗凍基因，在通常無環(huán)境因子激活的情況下，通常呈隱性狀態(tài)存在于物種中而不予表達(dá)，只有出現(xiàn)相應(yīng)的特殊環(huán)境時，物種的這種特殊基因才可能被激活表達(dá)，從而使物種表現(xiàn)出抗旱或抗寒等相應(yīng)特性。由于生物群體中多數(shù)物種均含有特殊基因，是生物應(yīng)對不良環(huán)境的內(nèi)在基礎(chǔ)[17]，而特殊環(huán)境條件的變化通常表現(xiàn)為一種階段性變化，不同的特殊氣象環(huán)境也不可能持續(xù)交替不斷發(fā)生并發(fā)展下去[18]，因此，經(jīng)由激活途徑產(chǎn)生的物種進(jìn)化也就不可能連續(xù)進(jìn)行[19]。達(dá)爾文進(jìn)化論適者生存，否則淘汰僅是一種想象和借鑒馬爾薩斯理論的推理，因此也不成立。

世界上同一種群中的生物，都具有多種多樣的功能、習(xí)性或存在某一功能方面的強(qiáng)弱差異，遙遠(yuǎn)的過去是這樣，目前也是如此；而世界各地的自然環(huán)境在遙遠(yuǎn)的過去表現(xiàn)為具有多樣性，今天世界各地的自然環(huán)境依然表現(xiàn)為具有多樣性，從古到今，自然環(huán)境也常表現(xiàn)為階段性的重復(fù)，同一階段自然環(huán)境變化的多樣性必然導(dǎo)致生物的多樣性，過去是如此，現(xiàn)在也是如此，這是自然規(guī)律，達(dá)爾文自然選擇顯然不符合這一自然規(guī)律。

3 結(jié)論與討論

生物進(jìn)化是一個遺傳學(xué)問題，生態(tài)學(xué)中的生物進(jìn)化是指種群里的遺傳性狀在世代之間的變化。而生物的遺傳性狀則是由基因決定的，因此，生物進(jìn)化應(yīng)主要表現(xiàn)為遺傳基因或基因型的組合及其變化。遺傳基因或基因型的組合變化通常通過2 種途徑發(fā)生，一是生物種間自然雜交，二是特殊自然環(huán)境因子激活隱性[7-8]基因而表現(xiàn)出原有基因決定的性狀，而這種進(jìn)化是在生物的一個生長周期內(nèi)完成的，并非是長期積累小突變而漸進(jìn)發(fā)生的過程，因此，達(dá)爾文進(jìn)化論并不符合遺傳學(xué)理論。

孟德爾遺傳理論認(rèn)為，每個性狀都是由一對基因決定的，作物育種學(xué)理論則表明，父母本所含基因是固有的，也就是說，不同的生物具有不同的固有基因，環(huán)境條件改變不會導(dǎo)致物種基因的改變，因此，一個物種不可能因環(huán)境變化改變基因進(jìn)化成別的物種，這就說明，達(dá)爾文進(jìn)化論中所說的進(jìn)化，相似的生物都是相互聯(lián)系的，起源于一個共同的祖先的論斷并不成立。

自然選擇是達(dá)爾文進(jìn)化論的主要內(nèi)容，屬于自然科學(xué)方面的命題，但達(dá)爾文進(jìn)化論卻從社會科學(xué)的思維和普遍認(rèn)識論證自然選擇。進(jìn)化論中自然選擇的重要論斷是基于生物界客觀存在的由簡單到復(fù)雜、從低級到高級的序列，由此推論優(yōu)勝劣汰是生物進(jìn)化的動力。但何謂高級，何謂低級，《物種起源》一書中并未明確定義，即使今天，很難定義由基因決定的具有不同功能、作用與用途的不同生物或同一生物，哪個屬于高級、哪個屬于低級，生物體結(jié)構(gòu)究竟簡單好還是復(fù)雜好，這些認(rèn)識早已偏離了遺傳進(jìn)化理論的范疇，背離了現(xiàn)實(shí)。人類社會直到今天，生物中的種間差異依然存在，因?yàn)樯锶后w中種間的基因差異性是固有的。達(dá)爾文進(jìn)化論中的優(yōu)勝劣汰也不是生物進(jìn)化的動力，因?yàn)檫z傳進(jìn)化遵循基因雜交和基因激發(fā)2 個途徑。先天由基因決定的性狀、習(xí)性、功能、作用大小的差異，后天的種間競爭根本不可能改變[9-10]。事實(shí)上，生物中的物種間習(xí)性、功能、作用大小的差異其實(shí)一直都存在，也就是說，生物競爭不可能改變基因差異決定的功能、作用差異。同樣，用進(jìn)廢退也僅是外在環(huán)境影響基因表達(dá)，而不是遺傳性狀的世代變化。