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让我们回到问题5。好吧,人类的眼睛是从没有眼睛的情况经过一系列渐进变化的X演化出来的。那么这些X每一个都能充分发挥功能,协助主子生存与生殖吗?反对达尔文演化论(自然选择论)的学者假定答案显而易见,就是“不能”。这个答案未免天真了些,我们已经讨论过了。可是回答“对的”就很明智吗?这倒不是显而易见的,不过我认为这是正确的答案。看得见一点点比什么都看不见来得好,用不着多说。但是我还有别的理由。我们在现代的动物中也可以发现各种中间型(过渡型)的眼睛。当然,我不是说这些现代动物的眼睛都真的代表我们眼睛的祖先型。但是它们的确显示:中间型的眼睛可以运转、发挥功能。
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有些单细胞动物体表有感光点,这一点后面有光敏色素构成的“屏幕”。这个屏幕拦截(接收)从某个方向射入的光线,动物因此对于光源有了“认知”。多细胞动物中,各种不同类型的蠕虫与一些软体动物都有类似的构造,但是含有光敏色素的细胞位于体表的一个小浅杯中。这种构造利于侦测光线的方向,因为各个细胞可以负责拦截不同方向的光线,于是就有了分工。从处于一平面上的一小群感光细胞,演化成一个浅杯,再演化成深杯,每一步无论多小,都能改进视觉。现在,要是你手边已有一个很深的“眼杯”,只要将杯四周翻下去,杯底翻上来,就成为一个没有晶状体的针孔相机了。从浅视杯到针孔相机,有一个逐步演进的连续系列。
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针孔相机可以形成明确的影像,针孔越小,影像就越清晰(但是黯淡),针孔越大影像越明亮(但是模糊)。海洋软体动物鹦鹉螺,很像乌贼,是一种奇怪的动物,身体居住在类似菊石(鹦鹉螺的古生代祖先化石)与箭石(乌贼祖先化石)的壳里。鹦鹉螺有一对针孔相机眼睛。这对眼睛与我们的基本上形状相同,但是没有晶状体,瞳孔只是一个小孔,海水可以流入“眼球”里。实际上,鹦鹉螺是个谜。它们的祖先演化出针孔相机眼睛已经几亿年了,它们一直没有发现晶状体的奥秘吗?有了晶状体,影像就能既清晰又明亮。我替鹦鹉螺着急,因为从它视网膜的构造与功能看来,有了晶状体之后视力就可以立即改善,而且大大地改善。就像一套立体声音响,有一流的扩音器,可是唱盘上的针头却是钝的。这样的系统只消一个特定的改进手续,就不同凡响。在基因超空间里,鹦鹉螺似乎只要跨出一步就能走上一条改进之道,享受立即、明显的改良利益。可是它没有跨出这一步,为什么?英国萨塞克斯(SusseX)大学的兰德(Michael Land)一直很纳闷儿,我也很纳闷儿。是因为必要的突变无法发生,鹦鹉螺的胚胎发育过程经不起那样的折腾?我不相信,可是想不出更好的解释。至少鹦鹉螺更凸显了我们的论点:没有晶状体的眼睛比没有眼睛好。
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有了眼杯之后,在针孔上覆盖一层物质,只要性质有一点像晶状体,都能改善影像,几乎任何凸圆的、透明的,或半透明的都成。晶状体的功能是:收集它表面上的光线,聚焦后投射在视网膜较小的面积上。只要粗糙、原始的晶状体出现了,就有连续、累进改善的机会,厚一点、透明一点,减少影像扭曲的程度这个趋势会止于至善—我们一眼就认出的真正晶状体。乌贼与章鱼是鹦鹉螺的亲戚(三者都属软体动物头足纲),它们的眼睛都有真正的晶状体,与我们的很像,不过它们的祖先是独立演化出整套照相机—眼睛的。根据兰德的推测,眼睛使用9种基本原理(机制)形成影像,在生命史上大部分都独立演化过好几次。举例来说,鹦鹉螺的眼睛使用碟形反射板机制,与我们的照相机—眼睛完全不同,可是这种机制许多不同的软体动物与甲壳类动物(节肢动物)分别“发明”过好几次。(我们制造无线电望远镜与最大的光学望远镜,也使用这种机制,因为大型镜面比大的透镜容易制造。)其他的甲壳动物拥有类似昆虫的复眼,就是一大堆微小眼睛的集合体,还有一些软体动物,我们前面说过,拥有与我们一样的照相机—眼睛,或是针孔相机眼睛。这些不同类型的眼睛,每一种都可以在现生动物中找到可算是“过渡”阶段的形式,而且都能发挥功能。
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反演化论的宣传数据中,充满了所谓的例子,证明“复杂的系统无法通过渐进的过渡型演化出来”。不过从另一个角度来看,它们往往只不过是我们第二章谈过的“难以置信”论证,毫无价值。例如《长颈鹿的脖子》讨论过眼睛之后,继续讨论投弹手甲虫(bombardier beetle):
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(这种甲虫)朝敌人面庞喷出一种致命的混合液体,含有对苯二酚(hydroquinone,译按:美白化妆品的主成分)与过氧化氢(即消毒用的双氧水)。这两种化学物质一旦混合就会爆炸。为了在体内安全地储存它们,投弹手甲虫演化出了一种化学抑制剂,使它们和平共存。甲虫从尾巴喷射毒液的那一刻,加入抗抑制剂,使混合液恢复爆炸性质。这个精妙的复杂、协作过程如何演化?以一系列简单的生物步骤就能完成吗?我认为完全不成。因为所涉及的化学平衡只要出了微小的差错,甲虫就会爆炸。
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我找一位生物化学的同事要了一瓶双氧水,以及分量相当于50只投弹手甲虫体内的对苯二酚。现在我就要将它们混合。根据前述,混合液会炸到我的脸上。我已经将它们混合了……
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哈哈,我还坐在这儿。我刚刚将双氧水倒进对苯二酚里,什么都没有发生。混合液甚至没有发热。我当然知道这么做不会有事:我才不是傻瓜呢。什么“对苯二酚与过氧化氢这两种化学物质一旦混合就会爆炸”,根本是狗屎!尽管创造论信徒辗转传抄,也没有成真。(咦!不是谎言说100遍就会成真吗?)对了,要是你对投弹手甲虫真的发生了兴趣,告诉你真相也不妨。没错,这种甲虫会喷出灼热的毒液对付敌人,正是对苯二酚与过氧化氢的混合液。但是对苯二酚与过氧化氢不会发生剧烈的反应,除非加入一种催化剂(触媒)。投弹手甲虫做的就是这事。至于这个毒液系统的演化前驱,无论过氧化氢还是对苯二酚家族,在甲虫体内都有其他用途。它们的祖先不过“征用”了两种体内早已存在的化学分子,开发出它们的新用途。通常演化就是这么回事。
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《长颈鹿的脖子》讨论投弹手甲虫的那一页,有这么一个问题:“半个肺有什么用?自然选择会扫除配备这些怪玩意儿的生物,而不是拣选它们。”一个健康的成人,每一侧的肺都有3亿个气泡,位于分枝的气管系统中每一根支气管的尖端。这些支气管的建构方式,与第三章图2最下方的生物形很像。在那幅树形图里树枝分枝的次数是8,由“基因9”决定。所以树枝尖端的数目共有2的8次方,就是256个。图2由上到下,树枝尖端逐个加倍。为了产生3亿个分枝,只要连续加倍29次即可。请留意:从一个单独肺泡到微肺泡,有一个连续阶梯可以攀登,每登一级就多一次分枝机会。这个变化可以用29次分枝完成,我们可以天真地将这个过程想象成在基因空间中堂堂地走上29步。
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在肺里,气管不断分枝的结果,就是表面积超过60平方米。面积是肺的重要变项,因为面积决定了肺吸收氧气、排出二氧化碳的速率。读者想必已经看出来了,面积是个连续变量。面积不是那种全有或全无的东西。面积是可以多一些或少一些的东西。肺比大多数东西还要容易逐步渐变,从0一直到60平方米。
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许多病人动手术切除一侧的肺,仍然能四处走动,有些人肺表面积只剩下正常人的三分之一。他们也许能走,但是不能走远,也不能走得很快。那正是我想提醒读者的地方。逐渐减少肺的表面积对存活的影响,不以“全有或全无”模式表现。病人走路的能力会受影响,可是影响力以一条连续平滑的上升曲线显现,与切除面积成比例。也会以同样的模式影响余命;并不存在一个临界值,只要低于它就会送命。一旦肺的表面积低于理想值以下,死亡的概率就会大增,可是增加的模式仍然是逐步的,而不是跃进式的。(肺的表面积高于理想值的话,死亡风险也会增加,但是理由不同,与生理系统的经济规模有关,这里不赘述。)
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我们几乎可以确定,我们最早演化出肺脏的祖先,是生活在水中的。我们观察现代鱼类,可以得到一些线索,想象它们当初是怎么呼吸的。大多数现代鱼类在水中以鳃呼吸,但是许多鱼生活在泥泞的沼泽中,必须到水面上直接吸入空气。它们嘴里的气泡可以勉强充作肺,有时气泡增大,成为富含血管的呼吸囊。我们前面已经讨论过了,一个单独的呼吸囊只要不断地分枝下去,就能发展成一个含有3亿气泡的分枝系统,像我们正常人的肺一样,也就是说想象一个气泡与3亿个气泡系统之间有一个连续的X系列并不困难。
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有趣的是,许多现代鱼类保留了当初那个单独的气泡,赋予它完全不同的任务。虽然它当年一开始扮演的是“呼吸器”,却在演化过程中变成鳔。鳔是非常巧妙的装置,功能像水位计(hydrostat),使鱼儿能在水中一直保持平衡。动物体内要是没有空气囊,一般而言就会比同体积的水稍重一些,所以会沉到水底。鲨鱼必须不断地游动,才不致沉入水中,就是这个缘故。动物体内的空气囊若很大,像我们的肺一样,就会浮在水面上。在这两个情况之间,存在着各种可能性,空气囊要是大小适中,动物就不下沉也不浮起,而是处于水中固定深度,既稳当又不费力。这是现代鱼类(硬骨鱼)新演化出来的本领,鲨鱼这种古老鱼类(软骨鱼)就没有。现代鱼不像鲨鱼,不必浪费精力维持身体在水中的深度。它们的鳍与尾巴只需负责前进的方向与速度。它们也不需要从外界取得空气注入鳔中,它们体内有特殊的腺体制造气体。现代鱼以这些腺体与其他方法准确地调节鳔里的气压,精确地维持身体在水中的平衡。
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有几种现代鱼可以离水而居。最极端的例子是印度攀鲈(Indian climbing perch),它几乎不必回到水中。它独立演化出一种不同的肺—围绕着鳃的气囊。其他的鱼基本上仍是水栖动物,但是会登陆做短暂的停留。我们的祖先大概也这么干过。它们的登陆活动值得一谈,因为登陆的时间可以连续变化,从永久到零。要是你是一条鱼,主要在水中生活、呼吸,偶而登陆冒险一回,也许只是在干旱时期不甘坐以待毙,所以“走出去”,从一个泥坑转进另一个泥坑,要是你有半个肺,甚至1%个肺,生机都能提升。你的肺究竟原始到什么程度都没有关系,重要的是:那个肺可以让你在陆上生存得久一点。时间是连续变量。水中呼吸与空气呼吸的动物并没有截然的区别。不同的动物或者花99%的时间在水中,或者98%、97%等等,直到0%。这一路上,肺的面积哪怕只增加一点点都能增加存活的能力。这是一条连续、渐进的道路。
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半个翅膀有什么用?翅膀怎么开始演化的?许多动物从一棵树跳到另一棵树,有时跌落地面。特别是小动物,可以用整个身体表面兜住空气,协助它们穿梭树间,或者阻止跌势。任何增加身体表面积与重量比例的趋势都有帮助,例如在关节处长出一片皮肤褶。于是朝向滑翔翼演化的一系列连续、渐变的X就有可能出现了,这整个演变的终点就是可以上下扑动的翅膀。用不着说,最早拥有原始翅膀的动物有些距离跳不过。同样用不着多说的是:无论原始的翅膀有多原始、多粗陋,只要能增加身体的表面积,就能协助主子跳过某个距离,而没有翅膀硬是跳不过。
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另一方面,要是原始翅膀的功能是阻止动物的跌势,你不能说:“除非那翅膀达到一定尺寸,否则一点用也没有。”我们已经讨论过了,最初的翅膀无论是什么德行都不重要。世上必然有个高度,没有配备原始翅膀的个体要是坠落地面,一定摔断脖子,而配备了的,就能幸存。在这么一个关键高度,任何提升身体表面积的改进(以有效阻止跌势),都攸关生死。所以自然选择青睐那不起眼的原始翅膀。一旦族群中几乎个个都配备了原始翅膀,决生死的高度就会稍稍提升一点。因此原始翅膀的任何增长都能判阴阳、别幽明。如此这般,叫人赞叹的翅膀终于出现了。
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这个连续演化过程,每个阶段都可以在现有动物中找到优美的例证。有些青蛙以脚趾间的巨蹼在空中滑翔,树蛇以扁平的身子兜住空气,阻止跌势,还有身体长出皮肤褶的蜥蜴;好几种不同的哺乳类以上下肢之间的皮膜滑翔,我们因此可以遥想当年蝙蝠的飞膜是怎么开始演化的。世上不仅常见“半个翅膀”,1/4个翅膀、3/4个翅膀等等亦所在多有,与创造论者所说的正相反。要是我们还记得无论形状是什么样的小动物,往往都能轻盈地飘浮在空气中,前面讨论的“飞行的连续发展阶段”就益发令人信服了。因为动物体积也是个连续变量。
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“经过许多步骤累积的微小变化”是极其有力的概念,能够解释一大片事物,其他的概念全都无法解释。蛇毒怎么开始演化的?许多动物都会以口齿咬敌自卫,只要唾液中含有蛋白质,一旦进入对手的伤口,就可能引起过敏反应。即使被所谓的无毒蛇咬伤,有些人都可能觉得痛苦不堪。从普通唾液到致死毒液,是一个连续、渐变的序列。
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耳朵怎么开始演化的?只要让皮肤接触震动源,任何一片皮肤都能侦测震动。这是触觉的自然延伸。自然选择很容易强化这种感觉,只要逐步增加皮肤的敏感度就成了,最后连最轻微的接触震动都能察觉。这时皮肤已经十分敏感,空气传导的震动,只要强度够、距离近就能自然地察觉。自然选择会青睐特别化的感官—耳朵—的演化,以这个感官捕捉遥远震动源发出的空气传导震动。我们很容易看出这是一条连续的演化道路,感官的敏感度会逐步、渐进增强。回声定位的本领是怎么开始演化的?有听觉的动物也许就能听到回声。盲人往往学习利用这些回声。哺乳类祖先只要有一丁点儿这样的本领,就足够自然选择施展了;自然选择锤炼这个原始的本事,将它逐步、渐进地改善,终于打造成蝙蝠的回声定位系统。
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5%的视觉比没有视觉要好。5%的听觉比没有听觉要好。5%的飞行效率比不能飞要好。我们观察到的每一个器官或装备,都是动物空间中一条连续、圆滑轨迹的产品,在这条轨迹上每前进一步,存活与生殖的机会就增加一分。这个想法完全可信。无论什么地方我们发现一只活的动物有个X,X代表一个复杂的器官,不可能在动物空间中凭偶然性一步就创造出来,那么根据以自然选择为机制的演化论(达尔文理论),我们可以推论:动物拥有一部分X必然比没有X要好过,X加多一点点比维持原状好过,完整的X比九成的X好过。我接受这些命题,毫无困难,无论X是眼睛;是耳朵,包括蝙蝠的耳朵;是翅膀;是以伪装或拟态自保的昆虫;蛇的上下颚;刺;布谷鸟利用其他鸟种为自己孵育幼雏的习惯;总之,所有反演化论文献中用来驳自然选择论的例子。我也同意:对许多可以想象的X,上面的断言并不成立;许多想象得到的演化路径上,处于中间阶段并不会比前一阶段更好。但是那些X在真实世界中没有发现过。
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达尔文在《物种起源论》(1859年11月第一版)中写道:
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如果世上有任何复杂的器官,不能以许多连续的微小改良造成,我的理论就垮了。
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125多年了,我们对动植物的了解比达尔文多得多了,可是据我所知,还没有发现任何一个这样的例子。我不相信我们会发现这样的例子。果真发现了(它必须是个真正复杂的器官,而且本书以下各章会讨论到,对于“微小”这个形容词,你必须谨慎),我就不再相信达尔文演化论了。
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有时候,逐渐变化的中间阶段(演化史)在现代动物的身体上留下了清楚的烙印,甚至以“最终产物一点都不完美”这个事实来提醒我们。古尔德写过一篇精彩的专栏文章《熊猫的拇指》(1976),将这一点发挥得淋漓尽致:不完美的器官比完美的器官更适合当作支持演化论的证据。我只想提出两个例子。
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生活在海底的鱼,要是身体扁、贴近海床,会很有利。生活在海底的扁鱼有两大类,它们非常不同。一种是鲨鱼的亲戚,鳐鱼与魟鱼(skates and rays),它们的身体也许可以用“毫不出奇的扁平”来形容。它们的身体向两侧发育,最后形成“巨翅”。它们就像让压路机碾过的鲨鱼,可是仍保持身体原来的对称模式,而且上下的轴线也保留了。鲽鱼、鳎目鱼、大比目鱼以及它们的亲戚,是以不同的方式变成扁鱼的。它们都是硬骨鱼(现代鱼),身体里有鳔,与鲱鱼、鳟鱼是亲戚,而与鲨鱼(软骨鱼)没有关系。硬骨鱼与鲨鱼不同,一般说来身体朝纵轴发展。例如鲱鱼身体两侧向中央贴近,给人的感觉是它比较“高”。它的侧面扁平宽阔,是“游泳面”,以头尾纵轴(脊柱)上的波浪运动推动身体前进。因此鲽鱼、鳎鱼的祖先到海底生活后,很自然地就以一个侧面躺在海床上,而不像鳐鱼与魟鱼的祖先以腹面贴着海床。但是这样做引发了一个问题:一只眼睛永远向下贴近海床,一点用处都没有。它们在演化过程中解决了这个问题:将“底下”的眼睛移到上面来。(译按:这就是“比目”一词的由来。)
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