進化領域的“伍德斯托克”盛會

在加拉帕戈斯群島舉行的世界進化峰會揭示了一門科學,它擁有豐富的歷史和傳統、資料和理論,以及爭議和辯論。

查爾斯·達爾文 (Charles Darwin) 曾著名地將物種起源描述為“奧秘中的奧秘”,這句話是他從天文學家約翰·赫歇爾 (John Herschel) 那裡借用的,達爾文在乘坐“貝格爾號” (H.M.S. Beagle) 進行為期五年的環球航行期間,曾在南非的開普敦拜訪過赫歇爾。這次會面發生在達爾文離開加拉帕戈斯群島幾個月後,那時他尚未解開“宏大的奧秘”,儘管有神話說達爾文在這個壯麗的群島中首次理解了進化機制。事實上,達爾文在整個航行中都是一位神創論者,直到離開加拉帕戈斯群島 10 個月後,當他回到家中潛心研究他的收藏品時,才發現了自然選擇並接受了進化論。加拉帕戈斯群島是事後才產生的靈感,他本應該在在那裡時做更好的筆記,為此他感到懊惱。

因此,2005 年世界進化峰會在“貝格爾號”首次拋錨的地點舉行,是多麼恰當——¿軍艦鳥山 (Frigatebird Hill),位於聖克里斯托瓦爾島 (San Crist¿bal) 充滿活力的小漁鎮巴克裡索港 (Puerto Baquerizo Moreno) 的海岸郊外,該島是組成加拉帕戈斯群島的十幾個主要島嶼之一,位於赤道上,是厄瓜多的一個省份。為期五天的會議(6 月 8 日至 12 日)在加拉帕戈斯藝術與科學學術研究所 (Galapagos Academic Institute for the Arts and Sciences, GAIAS) 舉行,這是一個高科技設施,周圍環繞著低技術住宅和商業場所。GAIAS 由舊金山基多大學 (Universidad San Francisco de Quito) 運營,該大學是會議的主辦方,並獲得了美國國家科學基金會 (National Science Foundation)(資助進化生物學研究生參會)、微軟 (Microsoft)(為 GAIAS 提供計算機和網際網路技術)、聯合國教科文組織 (UNESCO) 和 OCP Ecuador S.A.(一家提供額外資金的石油集團)的額外支援。

2004 年 6 月,當我參加由加州大學伯克利分校達爾文研究學者弗蘭克·J·薩洛威 (Frank J. Sulloway) 領導的加拉帕戈斯探險隊,探索聖克里斯托瓦爾島的火山高地時,我參與了會議的籌劃。在途經基多的返程途中,我遇到了卡洛斯·蒙圖法爾 (Carlos Montufar),他是該大學的聯合創始人,也恰好是《懷疑論者》 (Skeptic) 雜誌的讀者,他邀請我在他的校園演講。一年後,卡洛斯和他的同事們將一個想法變成了一場非常成功的會議,許多經驗豐富的科學家,他們在職業生涯中參加過數十次此類聚會,都宣稱這是他們見過的最好的會議。甚至有人稱之為“進化領域的伍德斯托克”。這是一場名副其實的進化理論名人堂,包括威廉·卡爾文 (William Calvin)、丹尼爾·丹尼特 (Daniel Dennett)、奈爾斯·埃爾德雷奇 (Niles Eldredge)、道格拉斯·弗圖伊馬 (Douglas Futuyma)、彼得·格蘭特 (Peter Grant) 和羅斯瑪麗·格蘭特 (Rosemary Grant) 夫婦、安東尼奧·拉茲卡諾 (Antonio Lazcano)、琳·馬古利斯 (Lynn Margulis)、威廉·普羅文 (William Provine)、威廉·肖普夫 (William Schopf)、弗蘭克·薩洛威 (Frank Sulloway)、蒂莫西·懷特 (Timothy White) 等人。


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在會議之前的八天裡,弗蘭克和我帶領 14 位會議成員乘坐一艘名為“天箭座號” (Sagitta) 的 120 英尺三桅帆船遊覽了群島。與一船的科學頭腦在一起,這是一次非常刺激的體驗,我們的博物學家嚮導胡安·塔皮亞 (Juan Tapia)(每次旅行都必須有一位獲得許可的厄瓜多博物學家)受到了來自這個尊貴團體的永無止境的問題的輪番轟炸。

會議共有 210 人參加(研究生和教授的健康組合),會議在一個炎熱潮溼的星期三晚上開始,卡洛斯·瓦列 (Carlos Valle) 做了關於島嶼地質歷史和生物多樣性的講座,他是加拉帕戈斯群島有史以來第一位獲得博士學位的居民。緊隨其後的是弗蘭克·薩洛威 (Frank Sulloway) 令人驚歎的視覺演示,內容是關於他的研究專案,旨在記錄自 1968 年首次訪問至今島嶼的生態變化(弗蘭克為此煞費苦心地徒步前往他幾十年前站立的確切地點,以便照片比較準確且有意義)。透過前後對比的照片,可以清楚地看到山羊等外來物種造成的破壞有多大,它們砍伐了某些島嶼上的整座山脈,從而剝奪了本地物種的自然資源。弗蘭克還駁斥了達爾文在加拉帕戈斯群島發現了自然選擇並在航行中成為進化論者的神話。薩洛威說,達爾文從始至終都是一位神創論者,直到他回到家中並開始研究他廣泛的標本收藏時,他才充分意識到這些島嶼的重要性。令他懊惱的是(一旦他成為進化論者),達爾文意識到他沒有記錄下他的大多數標本來自的島嶼位置,因此他不得不依賴其他“貝格爾號”船員以及極端神創論者菲茨羅伊船長 (Captain Fitz-Roy) 的筆記。

第二天上午的第一場會議以國際生命起源研究學會主席、墨西哥國立自治大學 (Universidad Aut¿noma de M¿xico) 科學家安東尼奧·拉茲卡諾 (Antonio Lazcano) 關於生命起源的講座開始,他推測原始湯有三個來源:火山噴發產生的還原性大氣、高溫海底熱泉和噴氣孔,以及太空——例如,1969 年在澳大利亞發現的 46 億年前的默奇森隕石 (Murchison meteorite) 中富含氨基酸、脂肪族和芳香族烴、羥基酸、嘌呤、嘧啶以及其他生命的化學構件。“證據強烈表明,在生命起源之前,原始地球已經擁有許多不同的催化劑、具有核苷酸序列的聚合物和成膜化合物,”拉茲卡諾總結道。這種益生元湯導致了一個催化和複製性的 RNA 世界,進而演變成今天的 DNA 世界。

加州大學洛杉磯分校 (UCLA) 古生物學家威廉·肖普夫 (William Schopf) 在評論拉茲卡諾的講座時,引用了美國國防部長唐納德·拉姆斯菲爾德 (Donald Rumsfeld) 的話:“存在已知的已知。有些是我們知道我們知道的事情。我們也知道存在已知的未知。也就是說,我們知道有些事情我們不知道。但也存在未知的未知,即我們不知道我們不知道的事情。”肖普夫翻譯了拉姆斯菲爾德的話,問道:“我們知道什麼?未解決的問題是什麼?我們遺漏了什麼?”肖普夫回答說:“我們知道生命起源的總體順序,從 CHONSP(碳、氫、氧、氮、硫、磷)到單體、到聚合物、到細胞;我們知道生命起源是早期的、微生物的、單細胞的;並且我們知道 RNA 世界先於今天的 DNA-蛋白質世界。我們不知道早期地球發生這些事件的確切環境;我們不知道導致生命的一些重要化學反應的確切化學性質;而且我們對 RNA 世界之前的生命沒有任何瞭解。”至於我們遺漏了什麼,肖普夫認為,“‘當下的拉力’使我們極難模擬早期地球的大氣和早期生命的生物化學。”

在討論環節,馬薩諸塞大學 (University of Massachusetts) 理論生物學家琳·馬古利斯 (Lynn Margulis) 以她獨特的快言快語風格,向拉茲卡諾提出了一個直截了當的問題:“您認為細胞和 RNA 世界哪個先出現?”拉茲卡諾回答說:“如果您將細胞定義為膜封閉系統,那麼脂質封閉系統有助於分子的聚合,從而導致 RNA 的產生。脂質和細胞先出現,然後是 RNA 世界。”

接下來是莫斯科古生物研究所 (Paleontological Institute in Moscow) 前寒武紀生物實驗室負責人米哈伊爾·費多金 (Mikhail Fedonkin),他做了關於元古代和太古代(可追溯到 36 億多年前,涵蓋最早的微化石和疊層石化石)進化的講座。費多金認為,全球氣溫下降和生物圈因光合作用而產生的氧合作用,在重金屬可用性的劇烈變化中發揮了重要作用,他認為重金屬對於導致複雜生命進化的代謝過程至關重要。這種富含金屬的環境充當了催化劑:“超過 70% 的已知酶含有金屬離子作為活性位點的輔助因子。快速催化的反應首先在動態上,然後在結構上將生命從礦物領域中分離出來。”一旦原核生物透過共生髮生(symbiogenesis——費多金支援馬古利斯關於現代細胞起源的理論)演變成真核生物,生命就開始蓬勃發展,在寒武紀爆發,出現了複雜的硬殼生物。

來自瑞典自然歷史博物館 (Swedish Museum of Natural History) 的斯特凡·本特松 (Stefan Bengtson) 在評論費多金時問道:“為什麼寒武紀‘大爆發’的醞釀期如此之長?”本特松指出,曾經存在過的所有生物物種中,有 99.99999% 已經滅絕,他反思道:“我們不知道,因為我們沒有其他依據。生命是一棵進化的灌木,而不是一棵進化的樹,但我們基於現存生命的資料誘使我們將灌木修剪成一棵樹,所以我們需要更多資料。”

來自英國自然歷史博物館 (British Museum of Natural History) 的理查德·福蒂 (Richard Fortey) 接下來出場,他討論了顯生宙(從 5.42 億年前至今)進化的證據,強調了大規模滅絕事件在重置進化方向方面的重要性、進化軍備競賽在推動形態創新方面的重要性、氣候變化和地理變化與進化變化的關係,以及在多大程度上可以將進化描述為定向的。福蒂說,憑藉五億年的可靠化石記錄,我們可以追蹤進化的創造力和危機時期。他繼續說,斯蒂芬·傑伊·古爾德 (Stephen Jay Gould) 的《奇妙的生命》 (Wonderful Life) 激發了許多關於寒武紀生命大爆發的新想法,並且很快就清楚地認識到,存在著種類繁多的難以分類的生物,例如伯吉斯頁岩 (Burgess Shale) 中的生物。但是,在中國等地,存在許多寒武紀化石床,脊索動物門 (Chordata) 等重要的門類在那裡進化。“但是所有這些多樣性意味著什麼呢?”福蒂問道。“今天有 30 個現存的門。在寒武紀,有些人聲稱有多達 100 個門,但證據不支援這一點。我們現在認為,形態多樣性的爆發並沒有像古爾德最初提出的那樣劇烈,儘管進化實驗的爆發是真實的。當我們到達寒武紀時,就像在伯吉斯頁岩一樣,系統非常複雜,例如三葉蟲的眼睛。進化正在嘗試許多奇妙的變種,例如三葉蟲頭部的所有盔甲。”有趣的是,儘管經歷了五次最大的大規模滅絕事件(奧陶紀 4.39 億年前,泥盆紀 3.67 億年前,二疊紀 2.45 億年前,三疊紀 2.08 億年前,白堊紀 6500 萬年前),但許多生物類群都安全地度過了所有這些滅絕時期,例如蟑螂。“令人驚奇的不僅是損失的程度,還有生命反彈的速度,”福蒂總結道。

在隨後的討論環節中,比爾·肖普夫 (Bill Schopf) 向所有演講者提出了古爾德式問題:如果我們重放生命的錄影帶,我們最終會得到類似於我們今天擁有的東西嗎?集體的回答是,這取決於如何定義這個問題,例如“‘類似於’是什麼意思?”存在趨同進化,因此顯然有些東西會被保留下來(例如眼睛和翅膀)。從這個意義上說,實驗已經執行過了。福蒂說,這種“假設”問題毫無意義,但事實並非如此,因為反事實歷史是關於因果關係的一種合法的推理形式。

接下來出場的是康涅狄格大學 (University of Connecticut) 分子與細胞生物學教授彼得·戈加滕 (Peter Gogarten),他問道:“‘生命之樹’是一棵樹嗎?”他解釋說,當我們談論原核生物進化時,生物體之間的水平基因轉移使我們能夠理解譜系關係。“在很長一段時間內,基因轉移使存在於同一環境中的生物體彼此更加相似。這在那些生活在原本只有遠親居住的環境中的生物體案例中最為明顯。”因此,戈加滕總結道,“原核物種之間的界限是模糊的。因此,需要拓寬群體遺傳學的原理,以便將其應用於更高的分類學類別。”

馬薩諸塞大學阿默斯特分校 (University of Massachusetts-Amherst) 馬古利斯的同事瑪格麗特·萊利 (Margaret Riley) 對戈加滕的演講進行了評論,她建議我們需要修改恩斯特·邁爾 (Ernst Mayr) 對物種的定義,以適應微生物。邁爾將物種定義為:“一群實際或潛在的相互繁殖的自然種群,與其他此類種群在生殖上隔離。”將此定義應用於微生物的問題在於,不同的物種並非真正地在生殖上隔離,但它們仍然保留著使其在表型上區分開來的獨特特徵。“儘管水平基因轉移可能發生並且確實發生,但它並沒有消除生物體的表型分組,”萊利總結道。

來自墨爾本大學 (University of Melbourne) 的澳大利亞植物學家兼巡迴衝浪者傑夫·麥克法登 (Geoff McFadden) 接下來做了關於“原生生物和進化中的細胞現象”的講座,開場講述了一個有點噁心的故事,安東·範·列文虎克 (Anton van Leeuwenhoek) 如何透過用他手工製作的顯微鏡觀察自己的腹瀉糞便來發現第一批原生生物。我想,為了獲得資料,無論付出什麼代價都在所不惜,但我很高興晚餐還在幾個小時之後。達爾文顯然忽略了原生生物,但恩斯特·海克爾 (Ernst Haeckel) 將它們納入了他全面的生命之樹中,而康斯坦丁·梅列什科夫斯基 (Constantin Mereschkowsky) 是第一個認識到原生生物在早期真核生物進化中的重要意義的人。A.F.W. 辛珀 (A.F.W. Schimper) 指出,植物細胞中的葉綠體非常類似於藍細菌,但最終的理論模型由琳·馬古利斯 (Lynn Margulis) 提供:關鍵步驟是藍細菌在吞噬性真核宿主體內的內共生,她稱之為共生髮生的過程。在初級內共生中,細胞核從摻入的藍細菌中獲得了 1000 個基因。在次級內共生中,發生了第二輪基因轉移,其中真核細胞吞噬了另一個含質體的真核生物。神創論者和智慧設計理論家喜歡詢問,在一個充滿熵和資訊衰減的世界中,資訊如何增加。共生髮生是其中一個答案——整合其他生物的基因組。琳·馬古利斯將在最後一天的講座中對此發表更多看法。

會議上最好的演講之一是由加州大學伯克利分校 (U.C. Berkeley) 古人類學家蒂莫西·懷特 (Timothy White) 發表的,他在演講開始時引用了斯蒂芬·傑伊·古爾德 (Stephen Jay Gould) 在 1980 年代末所做的預測:“我們知道人類灌木叢有三個共存的分支。如果在本世紀末之前沒有發現兩倍多的分支,我會感到驚訝。”縱觀現存的化石記錄,似乎古爾德是對的。在 600 萬年的人科動物進化史中,至少有二十幾個化石物種。但懷特說,灌木叢並沒有那麼茂密。問題在於物種分類中“歸併派”和“拆分派”之間的差異,以及發表非凡新發現的社會壓力。例如,如果您想讓您的化石發現發表在《科學》 (Science) 或《自然》 (Nature) 雜誌上,並且想要封面插圖,那麼您不能得出結論說您的化石又是一個南方古猿非洲種 (Australopithicus africanus)。您最好提出一種解釋,表明您首次向世界揭示的這項新發現是上個世紀最壯觀的發現,並且它有望推翻人科動物的系統發育,並將所有人送回繪圖板,以重新配置人類進化樹。然而,用更懷疑的眼光審視許多這些化石,表明許多(即使不是大多數)化石屬於已經確立的類別。懷特說,例如,標記為肯亞平臉人 (Kenyanthropus platyops) 的標本非常破碎,很可能只是另一個南方古猿非洲種 (Australopithicus africanus)。懷特闡明道:“名稱多樣性不等於生物多樣性。”

懷特隨後以對最近在馬來群島弗洛勒斯島 (Flores Island) 上發現的化石矮人人類的精彩討論結束了他的演講,該島位於華萊士線 (Wallace's Line) 之外,這意味著即使在上一個冰河時代,他們也只能乘船到達那裡。(懷特確實指出,然而,在去年 12 月的海嘯之後,人們從漂浮的大型自然碎片筏上獲救,因此弗洛勒斯的創始種群有可能並非有意而是偶然漂流到那裡。)弗洛勒斯人 (Homo floresiensis) 的模式標本在梁布亞洞穴 (Liang Bua cave) 中被發現,年代為 18,000 年前,這意味著他們一定是現代人,因為所有其他人科動物物種早已滅絕。但是,他們的顱容量只有 300 立方厘米——大約與露西 (Lucy) 和現代黑猩猩的大小相同——這意味著他們能夠用微小的頭腦製造複雜的工具(甚至可能是船隻);這意味著,對於創造更高的智力來說,重要的是大腦的結構,而不是大小。第二個已發表的標本駁斥了弗洛勒斯人 (Homo floresensis) 是小頭畸形人的病理學假設。懷特說,最好的證據指向島嶼矮化,這是智人 (Homo sapiens) 迅速的斷續均衡事件,導致了這些孤立人群的萎縮。在弗洛勒斯島和其他島嶼上都可以看到這種矮化效應,大型哺乳動物變得更小(如矮象),小型爬行動物變得更大(如科莫多巨蜥)。在該物種的任何現存成員仍然存在於弗洛勒斯島內陸地區的可能性都極其渺茫,但一些觀察家指出,弗洛勒斯島的土著人民講述了一個關於矮小的多毛人類的傳說,他們從高地下來偷食物和補給品。

劍橋大學 (University of Cambridge) 教授、古遺傳學專家彼得·福斯特 (Peter Forster) 緊隨蒂姆·懷特 (Tim White) 之後,展示瞭如何透過現代人類的母系線粒體 DNA (mtDNA) 追蹤史前人類的遷徙。mtDNA 樣本透過唾液頰拭子採集,然後在實驗室進行分析之前乾燥以防止發黴。該過程於 1981 年首次完成,使用了產科病房一名婦女的胎盤,此後已成為該領域研究人員的主要手段。福斯特概述了過去 20 萬年我們人類的遷徙歷史,如下所示:在 19 萬至 13 萬年前,一位被稱為“線粒體融合體”但被稱為“線粒體夏娃”的女性單一起源,孕育了今天所有活著的人類。在 8 萬至 6 萬年前,來自非洲中部的大量人口遷徙到非洲的所有地區,以及今天的沙烏地阿拉伯地區。這次遷徙可能採取了兩條路線,一條是向北沿尼羅河和紅海周圍,另一條是向南穿過狹窄的海峽,在上一個冰河時代,海峽只有五公里寬(福斯特認為後者是最可能的路線)。在 6 萬至 3 萬年前,發生了向東南亞、北亞和歐洲的大規模遷徙。在 3 萬至 2 萬年前,人們遍佈世界其他地區,包括澳大利亞,在 2 萬至 1.5 萬年前,他們遷徙到北美,並在 1.5 萬至 2 千年前進入南美。過去 2 千年的最後一次遷徙見證了太平洋島嶼的定居。

接下來的講座會讓達爾文主義原教旨主義者陷入懷疑的陣發性痙攣,因為不列顛哥倫比亞大學 (University of British Columbia) 的動物學家萊蒂西亞·阿維萊斯 (Leticia Aviles) 總結了“多層次選擇”的證據。達爾文主義原教旨主義者(斯蒂芬·傑伊·古爾德 (Stephen Jay Gould) 創造的一個帶有貶義色彩的術語)認為,個體生物體是自然選擇的唯一目標。阿維萊斯說,在個體之下,選擇可能發生在基因、染色體、細胞器和細胞的層面。在個體之上,選擇可能發生在社會群體、族群、物種和多物種群落的層面。阿維萊斯說,從這個意義上講,“個體”取決於參照系。然後,她將多層次選擇應用於性別比例、非親屬之間的合作和多細胞性的研究。阿維萊斯繼續說,社會性蜘蛛是群體選擇的一個例子。而偏離 1:1 的性別比例不能僅用近親繁殖來解釋,因此這裡援引了群體選擇。同樣,性別比例的平衡可以透過群體內選擇和群體間選擇來解釋。“當合作成本不高時,群體、群體化和合作很容易進化。但是隨著合作成本的增加,合作水平會降低。”

第二天的亮點是普林斯頓大學 (Princeton University) 的彼得·格蘭特 (Peter Grant) 和羅斯瑪麗·格蘭特 (Rosemary Grant) 夫婦的講座,喬納森·韋納 (Jonathan Weiner) 在他 1994 年出版的《雀喙之謎》 (The Beak of the Finch) 一書中使他們聲名鵲起。在過去的三十年裡,格蘭特夫婦每年都駐紮在達夫妮梅傑島 (Daphne Major),這是一個 120 米高、1 公里長的小型火山栓島,以研究達爾文雀和物種形成的過程。

三百萬年前,一群雀類的祖先在板塊構造非常活躍和島嶼群島形成時期飛往加拉帕戈斯群島。當這個創始種群到達時,它遇到了一個與我們今天看到的非常不同的環境:當時只有五個島嶼,而且溫度要高得多。在過去三百萬年的全球氣溫波動中,島嶼總體上呈淨冷卻趨勢。但是,當這些小雀類在 275 萬年前到達時,那裡有一個永久性的厄爾尼諾現象,島嶼溫暖潮溼,在此期間發生了物種爆發。首先是鶯雀,然後是樹雀(現在有五個物種),然後是地雀(現在有六個物種)。根據恩斯特·邁爾 (Ernst Mayr) 的異域物種形成理論(創始子代種群從親代種群中分離出來),第一批雀類降落在聖克里斯托瓦爾島 (San Crist¿¿bal),然後遷徙到埃斯帕尼奧拉島 (Espanola),然後到弗洛雷納島 (Floreana),然後到聖克魯斯島 (Santa Cruz),最後返回聖克里斯托瓦爾島 (San Crist¿bal)。在旅途中,雀類適應了當地條件。高地雀類進化出更大的喙,以啄開堅硬的甲蟲和種子。低地雀類進化出更小的喙,用於吃小種子和多汁植物。作為機會主義物種,其中一些雀類還吃海龜蛋並吸食藍腳鰹鳥的血液。對不同島嶼的不同適應導致了物種形成。

格蘭特夫婦觀察到的最強烈的環境因素是達夫妮梅傑島 (Daphne Major) 30 年來的降雨模式。格蘭特夫婦於 1973 年到達,立即目睹了一場乾旱,這場乾旱消滅了兩種雀類(大地雀 (Geospiza fortis) 和仙人掌雀 (Geospiza scandens))85% 的種群。從 1975 年到 1978 年,幾乎沒有降雨,自然選擇迅速發揮作用,改變了鳥喙的大小。1983 年,厄爾尼諾現象帶來的降雨產生了豐富的植物、樹木和仙人掌果實,所有這些都被藤蔓覆蓋。厄爾尼諾事件發生兩年後,島嶼乾涸,大種子被小種子取代,導致小而尖喙的鳥類更受歡迎。鳥喙形狀、鳥喙大小和身體大小都發生了平行變化。格蘭特夫婦總結了他們在達夫妮島上學到的關於自然選擇的四個教訓:

1. 這是一個在自然環境中可觀察、可測量的過程
2. 它的方向是振盪的
3. 它發生在環境變化時
4. 它具有進化意義

格蘭特夫婦對雀類生殖隔離機制的另一個重要觀察是:鳴叫。鳴叫是在雀類生命早期(第 10 天到第 30 天之間)的一個短暫敏感期內學會的,當時雀類還在巢中並由它們的父親餵養。只有雄性鳴叫。少數雀類學會了歌曲的變體。羅斯瑪麗講述了一個令人感動的故事,一隻雀類的喉嚨裡卡了一根仙人掌刺,這使它的歌聲更加沙啞;他的兒子們隨後學會了新的沙啞的歌曲,他們的兒子們也學會了,如此代代相傳,這是一個模因的清晰例證。

格蘭特夫婦是進化生物學家眼中的英雄,他們的僅僅出席就提升了會議的地位,會議的最後一天,舊金山基多大學 (Universidad San Francisco de Quito) 向他們授予了榮譽博士學位,以示回報。

第三天安排了前往我之前訪問過的地點的實地考察,所以我藉此機會在獅子巖 (Kicker Rock) 附近進行了水肺潛水,獅子巖是一個直接從海洋中伸出的火山栓,裡面充滿了無數種類和顏色的海洋生物,並且被鯊魚穿過岩石中十米長的裂縫所分割,這使其成為群島潛水者的首選之一。我在泥盆紀(1972 年)就獲得了潛水認證,但自從我上次潛水(1988 年)以來已經過去了一個時代,在第一次潛水時,我在水下 60 英尺處犯了向上看的錯誤——突然我感到一種令人窒息的焦慮感,當我浮出水面並緩慢下降,盯著牆壁並抑制我的垂直感受器時,這種焦慮感才消退。達爾文描述並繪製了獅子巖,但在現代技術使人類能夠在水下停留很長時間之前,大多數進化理論都是基於地表生物的。

我被安排為星期六晚上的主題娛樂演講者,並做了關於智慧設計神創論的講座。由於我當然不需要向這個傑出的團體解釋進化論,所以我轉而關注智慧設計論者自己的著作,從他們的思想領袖開始(這些是我 PowerPoint 簡報中的幻燈片):

“智慧設計是一種嚴格的科學理論,不包含宗教承諾。科學神創論背後的創造者符合對《聖經》的嚴格字面解釋,而智慧設計背後的設計者甚至不必是神靈。”——威廉·德姆斯基 (William Dembski),《設計革命》 (The Design Revolution),2003 年

胡說八道。(今晚我使用了更強烈的描述詞。)事實是,幾乎所有智慧設計神創論者都是福音派基督徒,他們私下裡認為智慧設計和上帝是一回事。這並沒有什麼錯,但如果他們至少對此坦誠一點,我會更尊重他們。事實上,這只是為公立學校消費而構建的公開門面。在其他場合,他們是坦誠的。例如:

“因此,就其與基督教的關係而言,智慧設計應被視為一種清除障礙的行動,它清除了幾代人以來一直阻止基督教受到認真考慮的知識垃圾。”——威廉·德姆斯基 (William Dembski),“智慧設計對進化論辯論的貢獻:對亨利·莫里斯 (Henry Morris) 的回應”,2005 年

“目標是讓人們相信達爾文主義本質上是無神論的,從而將辯論從神創論與進化論之間的辯論轉變為上帝的存在與上帝的不存在之間的辯論。從那裡,人們被介紹到《聖經》的‘真理’,然後是‘罪的問題’,最後‘被介紹給耶穌’。”——菲利普·約翰遜 (Phillip Johnson),“傳教士”。《教會與國家》 (Church & State) 雜誌,1999 年

正如我在演講中也展示的那樣,智慧設計論者對他們的“科學”不真誠。他們沒有在做科學,他們也知道這一點。證據如下:

“由於智慧設計在獲得文化關注方面取得了傑出的成功,因此智慧設計的科學研究部分現在落後了。”——威廉·德姆斯基 (William Dembski),“智慧設計的研究與進展”,2002 年智慧設計會議

“我們現在沒有這樣的理論,這是一個問題。沒有理論,就很難知道將研究重點放在哪裡。目前,我們有一大堆強烈的直覺,以及少數幾個概念,例如‘不可簡化的複雜性’和‘特定複雜性’——但是,到目前為止,還沒有關於生物設計的通用理論。”——保羅·尼爾森博士 (Dr. Paul Nelson)。“設計的尺度”。《試金石》 (Touchstone) 雜誌,2004 年。

為了強調這一點,我表明即使是基督教生物學家也不需要智慧設計,正如基督教惠特沃思學院 (Whitworth College) 生物學教授李·安妮·錢尼博士 (Dr. Lee Anne Chaney) 在他們內部刊物《惠特沃思今日》 (Whitworth Today) 1995 年刊登的觀察結果所示:

"作為一名基督徒,我的部分信仰體系是上帝最終負責一切。但作為一名生物學家,我需要審視證據。從科學角度來說,我認為智慧設計並沒有什麼幫助,因為它沒有提供可證偽的東西——你根本無法證明它是錯誤的。在我看來,推斷神性似乎不是科學的功能,因為這非常主觀。"

然後我總結了智慧設計(ID)的認知模式如下:
1. X 看起來像是被設計出來的
2. 我想不出 X 是如何自然設計的
3. 因此 X 是超自然設計的

這就是古老的“間隙之神”論證:每當科學知識存在空白時,上帝就被作為因果動因而被呼叫。這與艾薩克·牛頓時代的“平面問題”類似:行星都位於一個平面上(黃道面)。牛頓發現這種排列如此不可思議,以至於他在《自然哲學的數學原理》中援引上帝作為解釋:“這個由太陽、行星和彗星組成的最美麗的系統,只能出自一位智慧而強大的存在者的旨意和統治。” 為什麼智慧設計論者不再使用這種論證了呢?因為天文學家已經用自然的解釋填補了那個空白。

我還總結了智慧設計在實踐中的應用如下:
1. 科學家不接受智慧設計作為科學
2. 因此智慧設計不會在公立學校的科學課上教授
3. 我認為智慧設計是科學
4. 因此我將遊說政府強迫教師將智慧設計作為科學來教授

這就是我所說的“政府之神”論證:如果你不能憑藉自己的優點說服教師教授你的想法,那就請求政府強迫教師教授它。 類似地,在 1990 年代初期,我發表了一系列文章,將混沌和複雜性理論應用於歷史。它在某種程度上是一種歷史理論,我曾寄予厚望,希望歷史學家會採納我的理論,付諸實踐,甚至可能教給他們的學生。他們沒有這樣做。也許我沒有清楚地傳達我的理論。也許我的理論是錯誤的。 我應該去找我的國會議員抱怨嗎? 我應該遊說學校董事會成員強迫歷史教師教授我的歷史理論嗎? 看看這聽起來多麼荒謬? 我特別喜歡這種對待智慧設計的方法,因為大多數智慧設計論者是基督徒,大多數基督徒是政治保守派,而大多數保守派贊成小政府。 事實上,我在講座結束時用自然選擇與經濟學中看不見的手進行類比,兩者都在沒有自上而下的設計者的情況下產生設計複雜性。 既然大多數保守派理解並支援自由市場的運作,他們應該本能地接受這種類比。

會議的最後一天以康奈爾大學進化理論家威廉·普羅文完全非正統的講座開始。 他從放映室對我們應該自己閱讀的文字幻燈片進行了週期性的畫外音評論(他宣稱“我不讀幻燈片”),但他只將幻燈片在螢幕上停留了幾秒鐘,不足以閱讀(並且伴隨著響亮的音樂迫使他對著麥克風大喊大叫)。 他的演講要旨是我們需要一種新的進化理論,之後他列出了 11 個問題,其中包括以下陳述:“自然選擇不會塑造適應性,也不會導致基因在種群中傳播,或者真正做任何事情。相反,它是特定原因的結果:遺傳變化、發育原因、生態原因和人口統計學。自然選擇是這些原因的結果,而不是自身的原因。它不是一種機制。”

普羅文的白鯨是隨機遺傳漂變理論,這讓他感到困擾。 他說,這不是隨機的。“減數分裂時染色體的隨機分類是確定性的。 產生隨機遺傳漂變的確定性隨機數生成器是什麼? 隨機二項式抽樣。 用近親繁殖代替隨機漂變,那麼一切就都說得通了。 個體基因座的等位基因頻率漂變,也就是說,它們的頻率隨機變化。 連鎖和重組被忽略了。 隨機漂變在每個基因座都是獨立的。 當種群規模較小時,隨機漂變更大。 近親繁殖和隨機漂變用同一個變數來衡量,即近親繁殖係數 F。 近親繁殖會增加頻率變化。” 在提供了大量例子後,普羅文總結道:“來自等位基因庫的隨機抽樣是不存在的。“基因庫”是一個糟糕的術語。 對於種群或物種來說,不存在基因庫這樣的東西。 西沃爾·賴特的模型要求每代染色體在每個基因座上都被切割。 這是一個無望的要求。 隨機漂變必須與近親繁殖區分開來。 近親繁殖效應源於將染色體與自身配對在一起,從而使它們成為純合子。 隱性性狀通常會被揭示出來。 隨機漂變也必須與奠基者效應區分開來。 奠基者效應會導致近親繁殖效應,但不會導致隨機漂變,因為新種群太小了。”

由於這一切都超出了我的理解範圍,而且由於在討論環節中沒有人挑戰他,甚至沒有人提問,我私下向在場的進化理論家們徵求了他們的意見。 除了林恩·馬古利斯——她說她認為普羅文基本上是對的,即使他沒有清楚地表達出來——之外,在場的其他人都不認為普羅文對現代進化論的挑戰有任何價值。

接下來是來自美國自然歷史博物館的尼爾斯·埃爾德雷奇,他(與斯蒂芬·傑·古爾德共同)創立了間斷平衡理論,他在演講的第一部分很好地總結了該理論,該理論挑戰了達爾文的漸進主義。 但他的主要重點是達爾文,解釋說他同時實踐了培根式歸納法和假設演繹法。“最初,達爾文只是收集資料,讓自然向他走來,然後他形成了可以檢驗的假設。” 從他對達爾文的信件和筆記本的閱讀中,他向聽眾展示了其中的引文,埃爾德雷奇得出結論,達爾文在“貝格爾號”航行期間轉變為進化論者。 後來我問了弗蘭克·蘇洛威這件事,他說這絕對是錯誤的,並補充說,有人曾經問達爾文,他是否在航行期間成為進化論者,達爾文明確地回答說沒有。

亞利桑那大學的進化生物學家理查德·米喬德發表了本次會議上最精彩的講座之一,清晰而簡潔地概述了他對個體性進化轉變(ETI)的研究。 什麼是“個體”? “在拉丁語中,它的意思是不可分割的; 在哲學中,它的意思是空間和時間上的獨特性; 在生物學中,它的意思是遺傳同質性、遺傳獨特性、自主性和生理統一性。” 進化個體包括基因、基因網路、原核細胞、真核細胞、多細胞生物、社會群體和交配對(有性種群)。 “進化不僅發生在種群的突變變化中,也發生在個體性進化轉變期間,此時群體變得如此整合,以至於它們進化成新的更高級別的個體。” 米喬德專注於兩個這樣的 ETI:(1)無性到有性,(2)單細胞到多細胞。“任何水平的自然選擇都需要適應性的可遺傳變異,”米喬德解釋說。“適應性有兩個基本組成部分,繁殖力和生存力,而投入到一個組成部分的資源通常會削弱另一個組成部分,導致適應性成分之間的權衡。 適應性權衡在 ETI 期間具有特殊的意義。 例如,在單細胞個體中,同一個細胞必須貢獻兩個適應性成分; 然而,在多細胞群體中,細胞可能專門負責一個成分或另一個成分,從而導致生殖和營養功能的專門化。 隨著細胞專門化,它們放棄了對群體的自主權; 結果,適應性和個體性從細胞水平轉移到群體水平。”

米喬德的演講為本次會議倒數第二個演講做了完美的鋪墊,演講者是本週末公認的明星林恩·馬古利斯,她以在內共生起源方面的開創性研究而聞名。 馬古利斯首先優雅地感謝了會議主辦方,並說:“這是我參加過的最棒的會議,而且我參加過很多會議。” 然後她開始工作,宣佈新達爾文主義的死亡。 她呼應達爾文,說:“當我發現我不是新達爾文主義者時,就像承認謀殺一樣。” 但是,她很快補充說,“但我絕對是達爾文主義者。 我認為我們遺漏了關於變異起源的重要資訊。 在這一點上,我與新達爾文主義的霸凌者不同。” 然後她概述了她的細胞核起源理論的基礎,即古細菌(嗜熱原體)和真細菌(螺旋體)之間的融合。 “我們生活在一個細菌星球上,”她反思道。“細胞是生命的基本單位。 一個最小的細胞具有 DNA、mRNA、tRNA、rRNA、氨醯化酶、聚合酶、能量和電子來源、脂蛋白膜和離子通道,所有這些都包含在細胞壁內,並且是一個自生(自我調節反饋)系統。” 她解釋說,生命中最大的突破發生在原核生物(具有擬核的細胞:原核生物界、原核生物門;古細菌、真細菌)和真核生物(具有細胞核的細胞:原生生物界、真菌界、植物界、動物界)之間。

在這個框架內,馬古利斯繼續說道,生命史可以分為三個主要的宙:太古代(35 億至 25 億年前)、元古代(25 億至 5.4 億年前)和顯生宙(5.4 億至 0 年前)。 馬古利斯諷刺道:“大多數進化生物學家處理的是顯生宙,這就像說歷史始於 1909 年福特汽車公司在密歇根州迪爾伯恩開業一樣。” 進化的主要步驟涉及內共生起源,馬古利斯簡潔地將其描述為“獲得性基因組的遺傳”,更正式地描述其與共生的關係為“不同型別(物種)成員之間長期的物理關聯”。 馬古利斯總結說,新達爾文主義的問題在於,“僅 DNA 的隨機變化不會導致物種形成。 內共生起源——新的行為、組織、器官、器官系統、生理學或物種的出現是共生體相互作用的結果——是真核生物(動物、植物和真菌)進化新穎性的主要來源。”

在隨後的討論期間,沒有人直接挑戰馬古利斯,所以我再次在講座結束後詢問了該領域的一些專家。 我收到的總體印象是,馬古利斯在拒絕新達爾文主義方面走得太遠了,但由於她在內共生起源在第一個真核細胞起源中的作用方面是正確的,他們正在採取觀望態度。 一位科學家補充說,由於馬古利斯將在當天下午獲得榮譽博士學位,因此在這種場合挑戰她似乎不合適。

最後一場演講是由斯坦福大學的進化生物學家瓊·拉夫加登發表的。 進化懷疑論一定在空氣中瀰漫,因為在馬古利斯宣佈新達爾文主義死亡之後,拉夫加登宣佈達爾文性選擇理論的死亡。 達爾文說,雄性比雌性有更強烈的激情,雌性是害羞的,雌性選擇更有吸引力、更有活力和武裝精良的配偶。 拉夫加登解釋說:“人們驚訝地發現動物出於純粹的社會原因(包括在 300 多種脊椎動物中的同性性行為)有多少性行為,以及有多少物種具有性別角色逆轉,其中雄性是黯淡的,而雌性是色彩鮮豔的裝飾,並競爭雄性的注意力,並且大多數植物和大約四分之一的所有動物物種都有無法歸類為雄性或雌性的個體。” 作為回應,佐治亞大學的進化生物學家帕特里夏·戈瓦蒂指出,拉夫加登在識別達爾文理論的例外情況方面是正確的,而且我們還有很多不知道的地方,但她補充說,自從達爾文時代以來,在配偶選擇和競爭方面已經瞭解了很多東西,不應被忽視。

最後,關於當今進化論的現狀,可以怎麼說呢? 紐約州立大學進化生物學家道格拉斯·弗圖伊瑪寫了一本關於進化的書(字面意思——他是進化生物學最暢銷教科書的作者),他在一次特別激烈的交流後評論道,“我忍不住想引用吉爾伯特和沙利文的《天皇》中的話:‘我是對的,你也是對的,一切都是正確的,而且是儘可能地正確。’” 弗圖伊瑪解釋說,他在某些方面與每個人都達成了共識,在各種辯論和爭議中,但在最後,更多的研究和更多的資料將解決一些問題並開闢新的問題。

科學最偉大的力量就在於此:不僅能夠經受住這樣的衝擊,而且實際上還能從中成長。 創造論者和其他局外人認為,科學是一個舒適而封閉的俱樂部,會議的目的是為了強制同意黨的路線,圍成一圈對抗任何和所有潛在的挑戰者,並在最具爭議的問題上達成共識。 這種結論是如此錯誤,以至於任何參加過科學會議的人都不可能得出這種結論。 世界進化峰會,像大多數科學會議一樣,揭示了一種歷史悠久、傳統深厚、資料和理論豐富,以及充滿爭議和辯論的科學。 由此我得出結論,進化論從未如此強大。

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