获得性遗传的由来及其在生物进化史中争议的起因
(2017-12-10 12:28:15)
标签:
365 |
获得性遗传的由来及其在生物进化史中争议的起因
获得性遗传,作为一个科学的命题,已经争论了一百多年,至今尚未得出最后定论,这在科学发展史上,实属罕见。产生这种争论有很多方面的原因,但是,其中最主要的原因是对获得性遗传的认识不一致。本文想从拉马克亲自撰写的《动物哲学》和达尔文亲自撰写的,《物种起源》中找寻证据,并根据实事求是的原则,来论证获得性遗传理论的由来和产生争论的原因。由于本人才疏学浅,故所提供的证据,只能供诸位研究时作参考。
一,关于获得性遗传理论的由来
关于获得性遗传的定义,百度网上是这样介绍的:“获得性遗传是后天获得性遗传的简称,指生物个体在生活过程中,受到外界环境的影响,产生带有适应意义和一定方向性的性状变化,并能遗传给后代的现象。是由法国进化论者拉马克于十九世纪提出的。”那么,这个定义是不是代表拉马克的真实想法呢?
最近,我正巧有幸看到了拉马克亲自撰写的《动物哲学》。我想,只要找到原文的出处,基本上就可以解决问题了。谁知我把《动物哲学》从头至尾仔仔细细看了一遍,竟然没有发现“获得性遗传的定义”,甚至连“获得性”三个字都没有看到。
我又仔细地查看了一下相关的内容,发现拉马克在论述家养生物起源的时候,曾经提到过下列两个著名的法则:“第一法则,一切动物在不超越发达的界限之内,任何器官若经过较频繁较持续的使用,会使器官本身逐渐強壮发达而增大,且使该器官增强与使用期成正比的能力,反之,若某一器官永续不用,则于不知不觉之间会逐渐缩小起来,致原有的能力作累进的减杀,而卒归消灭。
“第二法则,动物的种类,由于受到生活地域之环境因素的影响,致某部分器官特别常用,某部分器官久旷不用,其影响所及,自然就使个体获得某部分器官或丧失某部分器官,此等变化自然对雌雄动物是同样的,对于新生的个体亦然,于是每代新的个体都存续其上代的性质。”(见动物哲学第178页)
在这两个著名的法则中,拉马克确实提到了,“生物的某些器官在环境因素的影响下会发生变化,并指出某些器官因经常使用会变得越来越发达,反之,另一些因永续不用而越来越缩小,最终归之于消灭。”而且还指出,生物体上的这种变化,能在新生的个体上保留下来。但是,他没有说“这种变化,带有适应意义和一定的方向性。”由此可见,这两个法则,可能就是后人所说的关于“获得性遗传”的由来。但是,“带有适应意义和一定的方向性”这几个字不是他的原意,明显是后人加上去的。
必须指出的是,在《动物哲学》中,拉马克并不是像某些批判他的文章那样,在他发表获得性遗传观点的时候,单凭自己的主观臆断,而没有举出任何过得硬的实例来作证。相反的,他在论述家养生物的起源时,曾经举出了许多具有很强说服力的实例。他认为,所有的家养动物都是由它们的野生祖先经过人类驯化而来的。他在论及家鸡起源的时候指出,人类最初是把家鸡的祖先——原鸡圈起来饲养,由于其翅膀长期不用而逐渐失去了飞翔的能力,而其腿经常走路变得越来越发达。如此一代一代地遗传并积累下去,终于变成了我们现在看到的家鸡。
拉马克在《动物哲学》中还介绍了由于人们的迁徙,把鸡、鸽、犬、马等各种家养动物带至各种不同的环境下,饲以不同的食物,结果形成了各种不同的类型。
他还说,不仅家养动物是通过其野生祖先驯化而来的,连小麦、莴苣等栽培作物也同样是从其野生祖先驯化而来的。(见动物哲学第173页)
在我看来,拉马克用这两个法则解释家养生物的起源,是完全合理的,是无懈可击的。
拉马克认为,虽然生物在自然状态下的进化,要远比家养生物在人类驯化下的情况复杂得多。但是,基本原理还是一致的。所以,拉马克决定把人类驯化家养生物的原理应用到自然界生物的进化过程中去。
拉马克指出,自然界的一切生物,包括人类在内都是其他生物演化而来的。生物生存环境的变化,会导致生物体制发生变异,而这变异的遗传和积累,是一切生物演化的根本原因。由于自然界生物的繁多,而且各种生物各有其漫长的发展历史,而人的生命却有限,因此,许多问题只能凭主观的推断或猜测。他还以长颈鹿长颈的形成,和长期生活在地下的动物的眼睛失去视力为例,来涚明自己的推测。
从《动物哲学》中的这些表述来看,拉马克的这些观点确实是有道理的,但他只能解释生物产生变异的原因,还不能说明为什么所有的生物都具有适应性的问题。因此,我认为,对拉马克学说的评价,只能说是不够全面,根本不存在错误的问题。至于后来某些学者毫无根据对拉马克提出的获得性遗传理论进行指责,只能说明他们根本没有读过拉马克撰写的《动物哲学》,而单凭自己的想象信口开河而已。
。
二,达尔文并没有反对获得性遗传理论的意思
现在,在不少人撰写的文章中,都认为达尔文是反对拉马克的获得性遗传理论的,就连现在应用的中学生物教科书及教学参考资料中,也保持着类似的观点。
其实,根据我对达尔文亲自撰写的《物种起源》的考证,达尔文并没有反对拉马克的获得性遗传理论的意思。相反的,他对拉马克表示相当尊重,他在《物种起源》的“历史概述”一文中,他不仅比较全面的介绍了拉马克的生物进化学说,而且还称拉马克是以科学精神讨论物种起源问题的第一人。正是由于达尔文的推崇和介绍,拉马克的生物进化学说才得以重新为世人所认识。(见《物种起源》1972年版第一页)
在《物种起源》一书的正文中,尽管达尔文很少提到拉马克的名字,但是,他却以整整一章的篇幅讨论了家养生物的起源,确认了拉马克的获得性遗传理论在家养生物驯化过程中的作用。同时,他又认定,单凭后天获得性的遗传理论,还不足以解释自然界中各种生物适应性状的来源问题。因为,在人类驯化家养生物的过程中,遗传性状遗传的积累,可以靠人工选择来解决。那么,在自然情况下,遗传性状的遗传又靠什么来积累呢?达尔文指出,自然界中各种生物遗传性状的积累,必须靠自然选择学说来解决。同时自然选择学说还可以妥善的解释各种生物适应性的起源问题(见《物种起源》第一章)
达尔文的自然选择学说包括四句话,十六个字,即“过度繁殖、生存竞争、遗传变异、适者生存。”尽管达尔文的自然选择学说所包含的四句话的意思并不完全确切,比如,过度繁殖的现象在自然界中并不存在,一切生物的适应性也不完全是生存竞争的结果,但是,它毕竟通过生物在不同生活条件下发生的変异和変异的遗传,正确地解释了生物进化的途径,同时也通过生存竞争正确地解释了大多数生物适应性的来源问题。所以,当达尔文的自然选择学说一出来,立刻就为大多数生物学者所接受。
由此可见,在达尔文在世的时候,根本不存在获得性遗传理论被否定的问题。相反的,经过达尔文的修正和补充,使原本的获得性遗传理论更加趋于完善和令人信服。
三,新达尔文主义的创立和获得性能否遗传之争的开始
本来,拉马克创立的以获得性遗传理论为主体的生物的进化学说,经过达尔文的补充以后,就基本上完整了。那么,为什么不久以后,获得性遗传理论又被全盘否定了呢?
原来,在达尔文去世以后不久,一直自诩为达尔文学说的笃信者魏斯曼,发表了一套“种质连续学说”,根据这种学说,生物细胞内存在着两种主宰着生物的性状的物质,其中一种称之为“种质”,它存在于细胞核中,控制着生物体上一切可以遗传的性状,且不受任何外界环境的影响。另一种物质称之为“体质”,存在于细胞的其他部位,它专门接受环境因素的影响。由于环境因素影响引起变化只能影响体质而不能影响种质。所以,由环境因素引起的変异,是绝对不能遗传的。为了验证自己提出的学说的正确性,他精心设计了一套老鼠断尾实验,他选择了一对健康的老鼠,断去其尾巴以后使之交配,然后再其后代中做重复这样的实验,先后进行了二十二次,最后得出的第二十三代老鼠仍然长着一条很长的尾巴。于是他就向全世界公布了这个实验的结果,并声称:拉马克的获得性遗传理论,被他所做的老鼠断尾实验推翻了。
老鼠断尾实验的公布,立即引起全世界生物界巨大的哄动。各种报章杂志纷纷发表评论,声称这是继达尔文发表了物种起源以后生物学界的又一次革命。在众多学者的支持下,魏斯曼于1885年正式成立了新达尔文主义学会,并宣布该学会的宗旨是彻底否定后天获得性遗传理论。对于达尔文的自然选择学说,要继续坚持,但是,只保留其中的“生存竞争和适者生存”两个部分,魏斯曼这样做的目的是,既可以打着达尔文主义的旗号,同时又表示了和原来的达尔文主义有所区别。
与此同时,另一部分生物学者,继承了拉马克关于后天获得性能够遗传的原理,和新达尔文主义的主张唱对台戏。这一部分学者,被人们称之为新拉马克主义者。于是,在全世界生物学界,就正式开始了旷日持久的关于后天获得性能否遗传的争论。
魏斯曼的新达尔文主义理论创立初期,因大多数学者不了解获得性遗传的真实含义,误以为断去老鼠尾巴就是后天获得性,且该实验简单易懂,人人可以动手去做。因此,很快为大多数学者所接受,并在一度时期作为生物学上的最新发现编写进了生物教科书。
后来,科学家通过对细胞的深入研究,并没有发现魏斯曼所说的种质和体质,同时也搞清了切断老鼠的尾巴是纯粹对老鼠的伤害,而并非老鼠因受环境因素的影响而发生的変异。特别是在最近一段事时期,人们通过对“表观遗传”的研究,发现了越来越多的后天获得性能够遗传的证据。因此,新达尔文主义者所主张的后天获得性不能遗传的观点,在人们心目的位置,就一落千丈了。
现在,虽然很少有人再提起魏斯曼的名字和老鼠断尾实验了。但是,新达尔文主义的影响依然还存在。例如,在我国现在应用的生物教学参考资料中,尽管已经删除了魏斯曼的老鼠断尾实验的内容,却仍然认为后天获得性是不能遗传的。更有甚者,有个别在我国生物学界颇有影响的人物,还公然宣称:获得性遗传理论早已被现代遗传学抛弃了,获得性遗传理论是被淘汰的理论。
看来,由老鼠断尾实验在我国造成的负面影响,还得过相当长的一段时间以后,才能真正彻底的消除掉。