葛颂谈近代进化论的发展

        受访者：葛颂  中国科学院植物研究所副所长、研究员，系统与进化植物学国家重点实验室主任

        主持人：洪蔚  科学时报记者

          8月19日，有关植物进化生物学的国际研讨会在西安召开。生物进化研究和物理学研究一样，它将最终导向世界观的变化。然而，对于很多非专业的中国公众来说，达尔文理论的权威和完美始终被他们坚信着。事实上，从上世纪初以来，甚至更早些时候，达尔文的进化论就经历了来自不同方面的质疑甚至攻击，同时也受到不同程度的推崇甚至崇拜。达尔文的自然选择理论也在不断被修正和完善。

        《科学时报》邀请了从事植物进化研究的专家葛颂教授，对进化论要解决的问题、它的发展、国际研究动态进行了述评，从中我们可以看到——达尔文之后，进化论前进了多少。



在达尔文面前，上帝退了一步

        核心提示：19世纪，当达尔文提出，人是从猴子进化而来的时候，他所引发的宗教与哲学争论，远远超出了科学上的争论。当人们醉心于形而上哲学所提出“我是谁，我从哪里来，要到哪里去”的终极追问时，很多人或许没有想到，进化论的学者们，说到根本，也在面对这个问题，并致力于从生命演化的角度给出答案。

        葛颂：生物进化是个事实，但对生物进化的解释却多种多样。生物进化研究要解决的问题，简单说来就是回答“世界上有什么，是什么样子？”“从哪儿来、什么时候来的？”“为什么会这样？”第一个问题是进化研究的前提，在18世纪被生物分类学鼻祖林奈解决了，他所倡议的以双名法为核心的命名体系得到后来的普遍遵守，使已经发现的和未被发现的物种，都可以用属名加种名区分彼此，并按一定的规则进行编排。当第一个问题似乎可以回答的时候，人们说，那是上帝的创造，是上帝创造了所有这些可以以双名来称谓的物种。于是达尔文站了出来，根据他数十年的观察和研究回答了第二个问题，说那不是上帝的创造，所有的物种都是进化来的，它们之间有着一定的亲缘关系。解释物种之间的关系，就是在解释“为什么会这样的问题”，这是进化论的核心问题。这个问题非常广泛，世界上有那么多物种，仅高等植物中国有3万多种、世界30多万种，为什么会有这么多，为什么它们都有各自特殊的形态，有各自不同的功能，有远近不同的亲缘关系，等等。从第二个问题开始，因为挑战上帝创造世界的理论，进化论一直在与宗教的斗争中发展。到现在美国一些在宗教上比较保守的州还禁止在中学讲授进化论。我认识一个在美国的学者，他一边在从事进化论研究，一边上教堂崇拜上帝。我问过他如何调和这两者间的矛盾，他似乎可以自圆其说：这并不矛盾，生命的演化，也是上帝的安排。

        从这个意义上看，宗教在进化论面前，也部分地修正了自身，从上帝创造恒定的世界和不变的物种，修正为上帝安排了生命的演化。

        在科学面前，上帝算是退了一步。



在真理面前，达尔文退了一步

        核心提示：在达尔文进化论提出之前，法国博物学家拉马克就提出了类似的进化学说，只是缺乏系统性，其传衍理论的核心是“获得性遗传”主导了物种的进化。达尔文完整的“自然选择”进化论提出以来，受到的质疑与挑战几乎没有中断。其实，在提出“自然选择”后不久，达尔文自己就对未来可能出现更多演化证据和理论抱有一种期待，他先退了一步。

        葛颂：“自然选择”也就是“优胜劣汰”理论要有以下几个前提条件，首先要有遗传变异，没有可遗传的区别就无从选择；其次要有个体间的生存与繁殖竞争，否则就没有淘汰：而竞争的前提是繁殖过剩或者说资源有限；最后，他强调这种进化是渐进式的。这是达尔文理论的核心思想。

        后来崛起的进化论新学说，向达尔文“自然选择”的理论提出了挑战，认为进化不是至少不全是由“自然选择”为主导的。这种理论比较有代表性的是上世纪60年代日本学者木村资生提出的“中性学说”，他是一位较早从事分子生物学研究的学者，他认为，进化可以由随机因素造成，并不是有目的的，分子水平的变异并没有好和坏之分，因而选择不起作用。当然木村的理论局限于分子水平，但分子和形态两个不同层次的进化仍存在一些不衔接的地方，仍然是当前进化生物学研究的薄弱环节和难题。

        更早的时候，针对渐进演化的观点，古生物学家提出过质疑，他们认为进化不是渐变的而是爆发式(突变)的，古生物领域中“间断平衡说”就是针对渐进的观点提出的。从5亿多年前寒武纪的澄江生物群的化石记录看，在很短时间内，各大动物门类都出现了，因此可以认为进化是平衡一段时间后的突然爆发，之后生物的演化可能又会平衡一段时间，甚至出现大规模的绝灭。

        其实达尔文自己在面对古生物化石时，也曾有过类似的困惑，并在他的著作中多次提到。

        但是支持达尔文理论的人认为这并不矛盾，其中关键在于渐进与突变的时间尺度到底是什么，毕竟古生物化石的时间尺度跨越得太大。

        目前在进化研究领域，“综合进化论”的观点比较被大多数学者接受，这种理论综合了从达尔文开始比较有影响有说服力的几种观点，包括承认突变的重要性、引入孟德尔遗传理论来解释遗传变异、从群体遗传学角度来定义适应性以及强调遗传漂变的进化意义等，这一学说认为这些因素在生命演化的过程中同时存在并起作用。比如随机漂变和自然选择两种方式并不矛盾，它们因环境和群体大小等条件的变化，交替起着主导作用。



在未来面前，我们已经慢了一步

        核心提示：在采访者看来，进化研究的意义似乎更多是在科学本身，并最终推动或修正现存的世界观，而在进化研究的实践者看来，它同样有着很强的实用价值。

        葛颂：进化论的很多问题可以通达哲学领域，然而它自身——和其他科学一样——同样有很强的实用价值，有时候这种实用性与哲学意义甚至同时存在。比如对火星的研究，从进化的观点看，它的最大意义在于：火星到底是我们的过去，还是我们的未来，也就是说它到底是生命的开始，还是终结。这个谜底的揭示，将是哲学性的也是实用性的。

        其他一些像对人类及其近缘黑猩猩的进化研究，对SARS病毒变异的研究等，则比较单纯地反映了进化研究实用的一面。

        目前国内与国外在进化研究的广度和深度上均有一定差异，国外进化学者的队伍比我们要壮大得多，除了一些具有传统意义的长期研究外，还有一些具有里程碑意义的浩大工程。如探讨绿色植物的起源和进化的“深绿计划”、探讨各地质时期生命演化的“深时计划”、“花基因组计划”等。最值得一提的是3年前在美国启动的“生命之树”计划。该计划提出用十多年时间，初步完成整个生命大树的框架，将地球上的所有生命逐步标定在这棵生命大树上，最终将整个生命的信息全部输入这棵“生命之树”。其中的“BAR  CODING”项目就是该计划的一部分。目前这个词没有统一中文翻译，它指的是我们在超市商品上看到的条形码。这个项目要给所有的物种编制出各自的条形码，作为这个物种的鉴别特征，从而加快地球上未知物种的发现和记载。发展下去这个物种“条形码”还将蕴藏这个物种尽可能多的信息，从哪里来、有什么功能、与其他物种有着怎样的关系等。到现在为止，这个项目还在以鸟类和昆虫为编制对象的探索阶段。它一旦完成，对很多领域的推动都将是惊人的。据有关报道，目前培养一个合格的分类学家大概需要10年时间，世界上合格的分类学家大概只有5000多人，而且队伍还在不断萎缩，如按现在的工作方式和人才培养力度，要完成地球上80%物种的发现和描述需要300年，可以想象，恐怕到那时大部分物种都灭绝了。“条形码”以及“生命之树”项目的实施将有可能完全改变我们对生命世界的认识和利用。

        主持人手记

        在见到葛颂前，主持人曾就这个话题向一位生命科学领域的院士进行咨询，他给我推荐了葛颂，并对话题的核心内容提供建议。在探讨中国进化研究发展前景的时候，他给出了这样一个命题：如果在将来，世界上还会出现一个“达尔文”，但从目前的发展情况看，中国人一定不在候选人名单上。他认为，中国的科学可能太功利了，对这样一个学科，特别是它更具有宏观意义的项目，给予的支持远远不够。他说，他会去参加8月19日召开的植物进化生物学研讨会，这样的会议他以前也参加过，中国学者所做的研究，大多不会涉及上述这些大命题的内容，而是相对显得微观、局部。这就是中国进化生物学研究的现状。 (责任编辑：泉水)

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