達爾文錯了嗎?

一位記者講述了現代對進化論教條提出挑戰的史詩故事

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,僅反映作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點


我的朋友詹姆斯·麥克萊倫,一位傑出的科學史學家,喜歡嘲笑我堅持認為科學的輝煌時代已經結束。在《科學的終結》中,我斷言科學將不斷擴充套件和調整其當前的正規化,例如自然選擇進化論和大爆炸理論,但不會再有任何同樣深刻的“啟示或革命”。

吉姆喜歡用可能與我的論點相矛盾的事情來挖苦我。最近,他引起了我的注意,並給我買了一本精裝本——《纏結的樹:生命激進的新歷史》,作者是記者大衛·誇曼。這本書的宣傳語聲稱,我們對生命的科學觀點正在經歷一場大變革。所以我讀了這本書。[ *請參閱吉姆對下面這篇專欄文章的回應。]

誇曼以傑出的科學作家而聞名,事實證明他名副其實。《纏結的樹》是關於科學探索生命奧秘的史詩故事。誇曼在進化生物學領域所做的事情,正如丹尼斯·奧弗比在宇宙學領域所做的那樣,即在《宇宙孤獨之心》中探索理解宇宙的奧秘,我最喜歡的科學書籍之一。兩位作家都捕捉到了研究自然最深奧秘的刺激和混亂。


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正如奧弗比的故事圍繞著一位痴迷、不妥協的怪老頭——天文學家艾倫·桑德奇展開一樣,誇曼的故事也是如此。他的反英雄是卡爾·烏斯,他是追蹤進化譜系的強大分子方法的發明者。烏斯利用該方法彙編了證據,證明存在一種主要的單細胞原核生物生命形式——古菌,我們可能就是從古菌進化而來的。

烏斯於 2012 年去世(我曾在 1990 年為一篇關於生命起源的文章採訪過他),他是一位有抱負的革命者,他認為自己被低估了,而達爾文被高估了。他曾在一位同事的手稿上寫道:“你賦予達爾文的實質比那個混蛋應得的要多得多。”烏斯尋求自然選擇之外的其他選擇,作為進化變化的主要驅動力,例如斯圖爾特·考夫曼的自組織複雜性概念(我在《科學的終結》中批判過這一概念)。

古菌是誇曼描述的“激進”發現之一。烏斯說服了許多生物學家,認為古菌與細菌截然不同,因此值得擁有自己的標籤。但古菌並沒有對達爾文理論,即我們對物種起源和進化的理解構成挑戰。我會將古菌比作早期宇宙星系形成模型的一次修正,但這並沒有威脅到大爆炸的基本框架。

橫向基因轉移是誇曼關注的另一個發現,它可以說是對傳統進化論的挑戰。它涉及不同物種之間直接傳遞基因,通常透過細菌或病毒感染。大約一個世紀前就出現了關於橫向基因轉移的初步證據,但直到最近幾十年,生物學家才認識到它對多細胞生物以及古菌和細菌進化的影響。

誇曼斷言,橫向基因轉移“顛覆了基因僅從親代垂直流向子代,而不能跨物種邊界橫向交換的傳統確定性。”進化一直被達爾文描繪成一棵“偉大的樹”,無數的分支代表著不同的物種,從共同的祖先分化而來。事實證明,樹的比喻是不準確或不完整的。一些分支是“纏結的”,透過基因從一個物種跳躍到另一個物種的橫向基因轉移而連線起來。

學者們對橫向基因轉移的革命性程度存在分歧。2000 年,W. 福特·杜利特爾在《大眾科學》上發表了題為“拔起生命之樹”的文章,報告了古菌和橫向基因轉移的意義。杜利特爾指出,描繪進化的“共識樹”是“過於簡單化”的。杜利特爾等人 2002 年發表的一篇論文認為,橫向基因轉移代表了對我們生命早期歷史觀的“徹底修正”。

2009 年,《新科學家》雜誌以一篇關於橫向基因轉移的封面故事提高了賭注,標題為“達爾文錯了”。這是一個陳述,而不是一個問題。副標題補充說“砍倒生命之樹”。(該文章的線上版本現在有一個更溫和的標題“達爾文為什麼在生命之樹問題上錯了。”)文章中,哲學家約翰·杜普雷稱橫向基因轉移是“生物學革命性變革”的一部分。我的斜體。

在反駁文章“達爾文是對的”中,哲學家丹尼爾·丹尼特和生物學家理查德·道金斯、傑裡·科因和 P.Z. 邁爾斯稱《新科學家》的文章是“虛假的”和“煽動性的”。他們說,“文章中沒有任何內容表明生命之樹的概念是不健全的,只是表明它比分子遺傳學出現之前人們認識到的要複雜得多。”

誇曼也指責《新科學家》聳人聽聞。他評論說,它的標題可能“有助於雜誌的銷售”,但它“歪曲了新發現對達爾文正統觀念構成的真正挑戰”。誇曼指出,“不能責怪”達爾文沒有預料到橫向基因轉移。“他盡了最大努力,而且做得非常好,這在他所能看到的證據範圍內。”

為了回答我標題中提出的問題:不。達爾文遠非錯誤,就他的偉大思想——自然選擇而言,他一如既往地正確。他無法預見後代內部和後代之間變異的所有來源,這些變異為自然選擇的運作提供了原始材料。他不知道基因,他錯誤但合理地推測,後天獲得的性狀可能會像拉馬克提出的那樣遺傳給後代。(正如誇曼指出的那樣,拉馬克的假設甚至在今天也經歷了“小規模的重新審視浪潮”。)

現在我們知道,變異有很多原因,包括突變、內共生、遺傳漂變、有性重組、表觀遺傳因素,是的,還有橫向基因轉移。但是,所有變異,無論採取何種形式,都充當自然選擇的養料,自然選擇仍然是主要的進化力量,而自然選擇是由達爾文(和華萊士)發現的。

回到生物學/宇宙學類比,自然選擇進化論和大爆炸理論分別為理解生命和宇宙提供了基本框架。每個正規化都在不斷經歷修正和擴充套件。但是,正如大爆炸理論吸收了二十年前宇宙膨脹正在加速這一驚人發現一樣,進化論也輕鬆地包含了橫向基因轉移。

托馬斯·庫恩區分了“常規”科學(支援主流正規化)和“革命性”科學(顛覆正規化)。橫向基因轉移和古菌代表了常規科學,它充實了達爾文對生命的革命性願景。自達爾文以來的所有生物學都是常規的。

卡爾·烏斯絕不是唯一一位對達爾文的統治地位感到惱火的現代思想家。卡爾·波普爾不是達爾文的粉絲,哲學家傑裡·福多和認知科學家馬西莫·皮亞泰利-帕爾馬里尼也不是,他們是《達爾文哪裡錯了》的作者(我曾將其斥為“存在致命缺陷。”)。但達爾文的批評者都沒有對他造成任何 серьезный 損害。自然選擇進化論類似於資本主義。這兩種正規化都具有吸收反對意見的不可思議的能力,就像一種微生物透過內共生吞噬另一種微生物一樣。

話雖如此,我發現誇曼報告的發現非常有趣。他這本書的一個副主題是橫向基因轉移可能如何影響我們的自我概念。“這些發現對人類身份的概念有什麼影響?”誇曼問道。“什麼是人類個體?你什麼?”好問題。我剛剛寫了一本關於探索解決身心問題的書,這本書提出了一個問題:我們到底是誰?

正如誇曼報道的那樣,對於嚴格來說屬於我們自己的每個細胞,我們的身體大約包含三個細菌細胞——在我們的腸道、口腔和其他地方。細菌比人類細胞小得多,但仍然佔我們總體重的百分之三。誇曼說,我們基因組中約有百分之八是由“入侵我們譜系的逆轉錄病毒的殘餘物”組成。我們是“馬賽克”。我們包含著無數,但我們仍然是獨立的個體。

最後一個觀點,或者更確切地說,是一個預測,這是我第一次在《科學的終結》中提出的。無論他們學到多少,生物學家永遠不會真正知道物質最初是如何變成生命的,就像宇宙學家永遠不會知道宇宙是如何開始的一樣。此外,我們永遠不會找到關於我們到底是誰的最終、明確的答案。科學愛好者應該對這些謎團的持久存在感到欣慰。只要它們存在,我們對自我認知的追求就會持續下去。

*以下是詹姆斯·麥克萊倫對這篇專欄文章的回應。有關我們正在進行的關於吉姆所說的科學“真理”的爭論的更多資訊,另請參閱我的書《身心問題》的引言延伸閱讀中的前三項。

親愛的約翰:

我很榮幸你再次在你的精彩部落格中提到我,但閱讀你最新的文章“達爾文錯了嗎?”讓我對兩點感到猶豫。

 首先,你沒有論述當前進化論的認識論地位。即使假設你所說的關於進化或宇宙學以及“科學的終結”的一切都是正確的,科學因此已經確定了關於自然界永恆不變的真實事實的含義,也幾乎不是不證自明或有正當理由的,本身而言。我一度以為你實際上同意我的觀點,即我們無法逃脫語言和文化的侷限性,這些侷限性束縛了我們人類可能說出的任何句子,無論是科學的還是其他的……我們被困在我們這些稍微多毛的猿猴試圖弄清楚我們處境的喋喋不休中,但是,唉,我看到你正在倒退。

 (順便說一句,這種後現代主義的科學觀點幾乎不排除科學未來的輝煌時代!科學講述的故事也許是有史以來最偉大的故事,也是人類成就的驚人證明。如果我們能掌握暗物質、生命的起源,甚至,恕我直言,意識,誰知道未來會發生什麼。你的“科學的終結”論調太狹隘了。)

 其次,我認為誇曼仍然是正確的,即總的來說,圍繞古菌、橫向基因轉移、內共生、微生物組以及所有其他方面的連續發現構成了一種新的生命觀,並改寫了進化史,這些觀點與《物種起源》中發現的觀點截然不同。簡而言之,量的變化產生了質的變化,在我看來,現在我們在理解生命及其曲折方面生活在一個不同的世界。“自然選擇”可能仍然是一個驅動因素,但背景已經發生了根本性的變化,因此自然選擇本身的意義也發生了變化。

 和你一樣,我不認為這些變化會造成革命本身,但近幾十年發生的事情也不是庫恩式的“常規科學”。遺傳學、分類學、古生物學等廣泛學科的科學家們並沒有解決達爾文正規化所規定的問題,他們在新領域取得了巨大的新發現,這些新發現從根本上重構了該正規化以及思考生命及其歷史的背景。這種新的生命觀是宏偉的,那麼為什麼要強迫它適應十九世紀理論的普羅克魯斯忒斯之床呢?

你的朋友,吉姆

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