从本书第二章巴利所举的例子中得知,眼睛由许多相互关联的工作组件组成,其构造相当复杂、精巧,但其起源却可能是一些最初始的物质通过一系列的渐变逐步形成的。对此,很多人觉得难以置信。且让我们根据这些生物赋予我们的新认识回到问题中去,请回答下面的问题:
人眼有可能通过简单的一步,直接起源于全然无眼的东西吗?
人眼有可能直接起源于某种与之稍有差异的东西,也就是我们称之为x的东西吗?
第一个问题的答案显而易见是否定的,其理由恐怕比宇宙中的原子数还要多上数十亿倍。因为这需要在遗传的多维空问进行一次巨大而难以察觉的不可能的跳跃。第二个问题的答案几乎是斩钉截铁的"是",因为现代眼同与之最接近的"前辈"x之间的区别非常小。换句话说,是因为它们在所有可能的结构方面彼此相当接近。如果因为区别的程度使第二个问题的答案为否定的,那么我们只需把这个区别缩小一点,重复这个问题一一这样反复做下去,直到这种区别足够小,从而使我们得到第二个问题的肯定答案为止。
X被定义为与人眼非常相像的某种东西,它与人眼如此相似,以致于有可能通过对X的简单改变即可产生人眼。如果你的脑海中有一幅X的图片,而你觉得人眼几乎不太可能直接起源于它,这只是表明你选择了错误的x。不断地改进这个关于x的图像,使其更像人眼一些,直到你找到一个x,可以让你的确感到它作为人眼的"前辈",是合情合理的。对你来说,必须有这么一个x,即使你认为其合理性可能比我更多、或更少、或更审慎。
现在,我们已经找到了一个X,第二个问题的答案也是肯定的,那么我们对这个X也提出同样的问题。同样的理由,我们得出结论:x也可能只是通过简单的改变,直接起源于某种与之差别细微的东西,这种东西我们称之为X'。很明显,我们然后就能从X'追踪回溯与之差别微细的别的东西,如列,等等。这样就可以得出足够的X系列,我们能导出:人眼起源于某种东西,这种东西与人眼有着很大的不同。我们可能"跨"过一大段"动物空间"的距离,只要我们在其间所迈出的步幅足够细小,我们的跨越就是合情合理的。现在,我们来回答第三个问题。
是否有一个不间断的x系列,连接着现代的人眼和完全无眼这样两种状态呢?
在我看来很清楚,答案必定是肯定的,只是因为我们有着充分的足够的x系列。你可能认为一千个x很充分了,但如果你需要更多的步骤,才能完成在你看来比较合情理的整个改变,那很简单,你可以设想一万个X。而如果一万个还不够的话,那么再设想0万个,等等。显然,在这个游戏中,时间有一个上限,因为每一代只有一个X。因此,在实际中自然而然就会产生一个问题:有没有足够的时间来形成许多代的X,从而完成这个连续的过程?对于这些必需的世代(阶段)的数目,我们没法给出一个精确的答案。但我]m道,地质时间相当之长。这儿可以给你一个对我们正在谈论的巨大数字的概念,将我们与我们最早的祖先分隔开来的世代的数目,已被测定为数干个百万之巨,这也就是说,至少有10亿个X,因此我们应该能构建出一个细微变化的合理的等级系列,这个系列连接着人眼和任何事物!
至目前为止,通过这样一个或多或少的抽像推理的过程,我们已得出结论:有一个不可想像的x系列,每个X都与其邻居十分相似,因此每个X都能合情合理地转变为其邻居一一整个的X系列连接着人眼并回溯至根本无眼的状态。但我们仍不能论证这个X系列存在的合理性。我们还有两个问题得回答:
我们所假设的这个连接着人眼和根本无眼状态的系列中,它的每一个成员有可能通过其前辈的任意突变而形成吗?
事实上,这是一个有关胚胎学的问题,而非遗传学的问题,而且是一个完全独立的问题,这问题来自于使伯明翰主教和其他人为之恼火的东西。突变必须通过改变胚胎发育的既定进程才能得以实现。胚胎发育高度服从于某些方向的变异,而反抗另一些方向的变异,这是有争议的。我将在第十一章中再回到这个问题的讨论,因此这儿我只是再次强调小变化和大变化之间的差异。你推测的变化越小,X和X"之间的差异也就越小,而变异从胚胎学原理方面来解释也就越合理。我们在前面的章节中看到,在纯粹的统计数据的基础上,特别大的突变的可能性要比发生特别小的变异的可能性小得多。然而,无论从第四个提问中产生什么问题,我们至少明白,我们在X和X"之间设置的区别越小,那么问题也就越少。我的感觉是,只要这些最终产生人眼的系列中邻近的x之间的区别足够的小,那么,必要的突变差不多就是注定要发生的。毕竟,我们一直在谈论的是已有的胚胎发育进程中细微的数量级别的改变。请记住,无论我们所假定的不同代际的胚胎之间的性状差异有多么复杂,但在它门之问的每一次突变性的改变,却可能是非常小、非常简单的。
我们还有最后一个问题需要回答。
关于连接着人眼和完全无眼状态的x系列中的每一代成员,它们都状态良好,并能协助相关动物的繁殖和生存,这是可能的吗?
非常奇怪,有些人认为,这个问题的答案是不言而喻的"不"。比如,我从法兰西斯希青l982年的一本书--《长颈鹿的脖子或达尔文出了什么错》所作的摘录。我可能从差不多任何一本耶和华的小册子里都能摘录出同样的话。但我选择了这本书,因为一个令人尊敬的出版商(潘图书公司)认为它适合出版,尽管里面有一大把错误,如果一个还没工作的生物学学生或者任何一个大学生被要求浏览一遍这个手稿,他马上就会发现这些错误:
眼睛要工作,那么就肯定会有下述的最低限度的配合完美的步骤(当然还有许多其他同时发生的情况,但即使是这样一个粗略而简单的描述,也足以指出达尔文进化论的水题):眼睛必须干净而湿润,这得通过泪腺和可眨动的眼睑爿保持这一状态;眼睑上的睫毛也是遮挡太阳的天然的过!器;光线穿过小而透明的保护性外膜的区域(即角膜),然层通过一个晶状体,这个晶状体将光线聚焦于视网膜的后面在那里,有10亿个光敏杆状体和视锥,可以产生光化学虏应,从而将光线转化为电脉冲。每秒钟有上百亿个这样的种学反应,通过一种目前还无法理解的方式发送达大脑,使砖脑作出适当的反应。
现在很明显的是,如果在这一过程中,一个最细小的寿西出了差错--或视网膜模糊、或者瞳孔不能扩大、或者品状体变得不透明、或者调焦时出了错--那么,一个可识别的图像就不能形成。眼睛要么是作为一个整体行使其功能,要么就根本不能行使其功能。因此,它是怎样通过一系列缓慢、稳定、无限小的达尔文式的改善,而一步步进化过来的呢?成千上亿个突变如此幸运、如此巧合地在同一时间发生,因而使得在工作中彼此缺一不可的晶状体和视网膜就这样同步进化--难道这是真的吗?一只看不见任何东西的眼睛能有什么样的生存价值呢?
这些看法经常出现,估计是因为人们想要相信它的结论。看看这段话:"如果最细小的东西出了差错......如果调焦时出错......一个可识别的图像就无法形成"。当你在用眼镜看这些话时,几率不会不是50/50。把眼镜取下,看看四周。你会同意一个可识别的图像就无法形成"97如果你是男性,那么你成为彩色色盲的几率是l2。你也可能散光,如果没有了艮镜,你的视力可能是一片模糊。当今最著名的进化理论专家也极少擦自己的眼镜,以致于他的视线可能总是模模糊糊,但他似乎过得相当不错,据他自己所说,他过去常常玩一种熟练的单眼挤压游戏。如果你没有了眼镜,在街上没能认出朋友,可能会让他们不高兴。但如果有人对你说:"既然你的视力现在不是绝对的完美,那么你四处走动时就把你的眼睛紧闭着,直到你找到眼镜为止。"这就是我在上面所引述的作者所建议的。
尽管这很明显,他还认为,晶状体和视网膜相互依赖,缺了谁都不能工作。这是基于哪种权威的理论?和我很熟识的一个人,两只眼睛都做过白内障手术。她眼睛里根本就没有晶状体。没有眼镜,她甚至不能玩草地网球或瞄准枪。但她让我确信,有一只没有晶状体的眼睛,远比没有眼睛好得多。你能分辨你是否要撞到墙或另一个人。如果你是一只动物,你当然能用没有晶状体的眼睛来侦察捕食者逼近的身影,并分辨它靠近你的方向。在原始世界里,有一些动物根本无眼;有一些动物有眼睛,虽不具备晶状体,但却比那些无眼动物拥有各种各样的优势。有一个连续不断的X系列,从一片游移的模糊到完美的人眼视觉,其图像清晰度的每一次细微的改进都可能促进这个器官的生存机会。
这本书继续引用著名的哈佛古生物学家斯蒂芬乔高德的话:我们避开了这样一个好问题?一只眼睛的5%有什么好?这样一个初期结构组织的拥有者并不一定把它用于视觉。
一只仅拥有5%的眼睛的古生物,的确可能将之运用于其他方面,而不是视觉,但在我看来,至少它有可能将其用于5%的视力。而事实上,我并不认为这是一个好问题。拥有百分之几的视力,如你,如我,都会比根本无视力的情况要有价值得多。即使只有l%的视力,那也要比全盲好得多。同时,6%比5%好,7%比6%好,依此类推,那就得到这个渐变的、不断改进的系列。
这种问题让这样一些人为之烦恼--他们对通过"拟态"而逃脱捕食者的动物有兴趣。拟棍昆虫看上去像一根树枝,因此逃脱被鸟类吞吃的命运;拟叶动物看上去像树叶;许多可食的蝴蝶也通过模仿有毒的蝴蝶来自我保护。这些模拟行为给人以深刻印象,其程度要比乌云和臭鼬之间的相似深得多。在很多情况下,他们比"我的"昆虫与真实的昆虫之间的相似程度要高得多。毕竟,真实的昆虫有6条腿,而不是8条!真正的自然选择至少有l00万次,就和我们所经历的世代一样多。正是在这些选择中,这种模拟得以逐步完善。
在这些例子里,我们用"拟态"这个词,不是因为我们认为这些动物有意识地模仿其他事物,而是因为自然选择的进程偏爱了这些能够以假乱真的个体;从另一方面来说,那些没能逼真地模拟树枝的拟棍昆虫的祖先们,就没有留下后代。有些遗传学家不认为自然选择的进化会偏爱这种模拟,美国德裔遗传学家理查德高尔密就是其中最著名的一个。就像古尔德--高尔密的崇拜者提及拟粪昆虫时说的:"看上去有5%像大粪时,可能有任何界线吗?"有人说高尔密在其生涯中被低估,而且他真的教给我们很多。诸如此类的说法近来变得很流行。下面是这些推论的一部分:福德说任何突变,只要能使那些物种从拙劣的模拟中取得一些优势,哪怕是很轻微,就有可能积累增加,而发展至比较完美的拟态。我们必须问问:这些模拟有多轻微才具有选择价值昵?
我们能不能假定:鸟类、猴子和螳螂都是如此优秀的观察者(或它们中有极其聪明者),以至于注意到了一个"拙劣"的模拟并因之而拒绝、厌恶它吗?我认为这些问题已经足够了。
在这片高尔密行走过的摇晃不堪的地面上,这些挖苦话似乎人人都有。优秀的观察者?它们之中的极其聪明者?任何人会认为鸟类和猴子得益于被拙劣轻微的模拟所愚弄!高尔密可能更情愿说:"我们真能假定那些鸟类等动物都是极差的观察者(或它们中有些是极其愚蠢者)?"然而,这儿的确有一个两难的问题。拟棍昆虫的祖先对树枝的最原始模拟,必定是极其拙劣的,一只鸟需要极差的视力才会被它愚弄。而现代拟棍昆虫对树枝的模拟已相当出色,甚至到了对花蕾和叶疤这些细节的模拟。那些鸟类肯定有着极为出色的视力,其选择捕食的行为一定促进了这些细小之处的进化,最后完成了全体性的加工。它们肯定很难被愚弄,否则这些昆虫就不会进化为很完美的拟态:它们本来会保持相对不那么完美的拟态。我们该怎样解决这个明显的矛盾呢?一类答案认为:在与昆虫伪装的同一进化时段,鸟的视力也一直在改进。说来也许有些滑稽,一只看上去只有5%像一团粪的昆虫的祖先,本应愚弄一只有5%视力的鸟类的祖先。但这并不是我想给出的答案。的确,我怀疑从拙劣初级的模拟到几近完美的拟态这一整个进化过程中,在不同的昆虫群落中也有着快速的拟态进化,并且持续了多次,在这一长长的时段里,鸟的视力已经差不多和现在一样好了。
针对两难问题的另一类答案如下所述。也许鸟或猴子的每一种物种视力不佳,只能有限地了解昆虫的一个方面,也许某个捕食物种只注意到颜色,某个物种则只注意到形状,某个物种则只注:意质地,等等。而'{在某'力'面模拟树枝的拟棍昆虫会愚弄某种捕食者,尽管它会被另一种捕食者吃掉。随着进化的不断发展,模拟的特性越来越多地加入剑昆虫的全部技能之r拟态最终的多雨性、完美。陀被许多不同种类的捕食者所促成的自然选择放到了一起。没有仃何一个捕食者明白拟念的全部完荚性,只有我们人类能看到这点。看来,这暗示着仃我们才有足够的"聪"来解读拟态。但这并,只是㈧为人类,酮的聪日,我宁愿偏向"个解释,那就是:无论在某种条件卜捕食者的视多好,当嚣于另一不同条件的时候,它的视力就能相当差劲厂。事实从我们熟知的经验中,我们能很容易地理解在不㈨拘情况,我们的视与有u。能从极差变化剑极任--如果在强烈的口光下,我削妾凝视着距离只有英寸远的"占虫,我不会被它所愚,我会注意到它长长的腿抱着树的枝丫,能从它身卜发现真"门树枝不会拥有的那种非火然的均衡。们如果我是在黄昏时分行走在一片森林之中,以同样的眼睛和大腑,我可能会无法辨别那些树枝上的仟何颜色暗淡的邑虫。昆虫的图像可能会存我视网膜的边缘通过,而不是在更敏锐的视觉中心Ⅸ域。昆虫离我大概50码出远,此在我的视网膜U形成'个细小的影像。光线搬微弱,我很难看清楚任何东阳。
事实上管拟棍昆虫的模拟宵多轻微,有多拙劣,定会有某种光线水半,或某种'K睛的距离程度,或捕食者注意力集中程度1944米 绵只汴.在发挥作用,因此一双非常好的眼睛,也有可能被这种轻微拙劣的模拟所愚弄。如果你没有找到你想像中认为合理的特别的例子,那么把虚构中的光线关掉一点,或者离虚构中的目标稍远一些!问题是,许多昆虫因为轻微地模拟了树枝、树叶或一团粪而得到了安全,因为它离捕食者较远,或捕食者是在黄昏时分看着它,或是在一片雾中观察它,或是在看着它的时候被一只雌性所分心等等。而也有许多昆虫从这些同样的捕食者掌中脱险,因为它对树枝有着惊人相似的模拟,虽然捕食者处于光线良好、距离也相对较近的条件下,但也没能发现它。
这些重要的因素,比如光线强度、昆虫与捕食者之间的距离、从视网膜中心的图像距离以及其他类似的因素,全部都是持续不断的变量。它们在全然没有视力到全然可视的各种情况中,通过感觉不到的程度在变化着。这些持续不断的变量也助长了持续不断的渐进的进化过程。
高尔密的问题--这问题只是他那套理论体系中的一个,而这套体系使他穷其全部职业生涯诉诸于极端的信仰,亦即进化是大步流星,而不是一小步--4,步的过程--现在都不成其为问题了。顺带再提一下,我们自身也已经论证了5%的视力要比根本无视力要好;正好落在我视网膜边缘的视觉质量,可能要比5%的视觉落在视网膜中央的质量还要差。然而,我仍然能够通过我眼睛的最边缘觉察到大卡车或公共汽车的存在。因为我每天骑自行车去上班,而这一事实就很有可能保全我的性命--下雨天我戴着帽子时注意到了这些区别。处于黑夜时,我的视觉质量肯定要比5%的视力处于大白天时的质量要差得多。而许多动物的祖先,可能会在黑夜中通过视觉看到某种东西,如一头呲牙咧嘴的"老虎"、或者是一段悬崖,从而得以脱离险境。
我们每一个人都能从自身的体验(比如处于黑暗之中)可以得知:从全盲一直到完美的视力之间有一个无法感知的、渐变的、连续不断的系列的过程,沿着这个过程的每一步都赋予了对未来结果的意义非凡的好处。我们一直用这双眼睛来看这个世界--从最初的首先不能调焦逐次渐变到双目都能调焦,我们能很快令我们自身信服一点,那就是有一个调焦质量的渐变系列,这个系列中的每一步都是在前一步的基础上改善而来的。通过逐渐调节彩色电视机的色彩平衡按钮,我们能使自身信服一点,那就是有一个从黑白到全彩色视觉的逐步改善的渐变系列。打开和关闭瞳孔的虹膜,使得我们既不会为亮光所眩,又能在弱暗的光线下视物。当我们被迎面而来的汽车灯光照得忽然眩晕时,我们都觉得像是没有虹膜。这种眩目的感觉很不愉快,甚至是危险的,但这并不意味着整个眼睛就停止了工作!前面所引用的"眼睛要么作为一个整体工作,要么根本就不工作"的观点被证明不只是错误,只需要对那些我们熟知的体验思考两秒钟,这种错误就是不言而喻的。
让我们回到第五个问题:关于连接着人眼和完全无眼状态的X系列中的每一个成员,它们的工作状态良好,并促进了相关动物的繁殖和生存,这是可能的吗?现在我们已经看到那些反进化论者斩钉截铁地以否定作答是多么愚蠢了。但答案是肯定的吗?也许不那么斩钉截铁,但我认为是肯定的。不仅仅是因为有一部分眼睛要远比无眼好得多,我们也能在现代动物中找到合情合理的中间阶段系列。当然,这并不意味着这些现代的中间阶段就真正代表了其古代的类型,但这的确显示了处于这样中问阶段的动物是能够工作的。
一些单细胞动物有一个光敏点,其后有一个小小的彩屏。这块屏替它挡住一个方向照射过来的光线,而这光线会让它产生一个这光线从何处而来的"概念"。在多细胞动物中,不同类型的蠕虫和甲壳类动物有一个类似的组织,但其彩色的光敏细胞是藏在一个小杯之中。这给了它们稍好一点的寻找方向的能力,因为每个细胞都有选择地被隔离于从它l9己那一边照射进杯子来的光线。从光敏细胞的平板状到浅杯,直至深杯的连续不断的系列中的每一步,尽管很小(或较大),但都是眼睛的改进进程。现在,如果做一个很深的杯子,然后翻转过来,最后你会做成一个无透镜的小孔照相机。从浅杯Nd,孔照相机(见图4中的说明,进化系列的第七代)是一个连续不断的渐变过程。
一个孔机形成一个清晰的图像,孔越小,图像越清晰(但也越暗淡);而小孔越大,则图像越明亮(也越失真)。鹦鹉螺是游动的软体动物,是一种很奇怪的类似鱿鱼的动物,它生活在一种已灭绝的类似菊石(见图5"带壳的头足类动物")的甲壳里面。它有一对孔相机充当眼睛。眼睛(效果)基本上和我们的一样清晰,但是它并没有晶状体,而瞳孔只是一个让海水进入眼睛内部的洞穴。事实上,鹦鹉螺本身就有点怪。自从它的祖先开始进化出一只小孔眼到至今的亿年过程中,为什么它从来没有找到晶状体的秘密?晶状体的优点是它使得图像既清晰又明亮。让鹦鹉螺困惑的是它的视网膜的质量显示,它可以真正地、极大地、迅速地受益于一个晶状体。它的情况,就好比一个高保真系统有着出色的扩音器,但留声机的唱针却是生锈的。在遗传的多维空间里,鹦鹉螺看上去就像是坐在一扇明显轻轻一碰即可打开的进化一。大门的外面,但它却没有迈出这细微的一步。为什么没有昵?苏塞克斯大学的麦克尔兰--无脊椎眼的最重要权威--曾为之迷惑,我同样也如此。是鹦鹉螺的胚胎发育过程中没有产生必要的突变吗?我不愿相信这一点,但我没有更好的解释。至少鹦鹉螺戏剧性地表明了这一点,即一只没有晶状体的眼睛,要比根本无眼的状态要好。
当你有了一个杯子,以此作为一只眼时,差不多任何微凹、透明、或甚至是半透明的物体置于其开口处,都会造成一种改进,因为其外形呈一个透镜状。它收集其领域范围内的光线,然后聚于视网膜的一个更小的区域中。一旦有这么一种天然的透镜,就会有一个连续不断的改善,加厚它,或使之更透明,少一些扭曲变形,最终会形成一个我们认为的真正的晶状体。鹦鹉螺的近亲鱿鱼和章钱鱼都有真正的晶状体,与我们人类的非常相像,尽管它们的祖先的照相眼的进化原理肯定不同于我们。麦克尔兰另外还推论说,眼睛用以成像,有9个基本原则,这些原则的大多数都独立地进化了许多次。比如,弯曲的反射镜的原则很不同于我们的照相眼(我们将之用于电波望远镜,而且因为造一个大镜子比造一个大透镜更容易,我们也将之用于最大的光学望远镜);而且,它是为各种各样的软体动物和甲壳类动物独立"发明"而成的。其他甲壳类动物有着像昆虫那样的复合眼(事实上是一排细小的眼睛),而如我们所看到的,其他软体动物有着像我们一样的有透镜的照相眼,或者小孔照相眼。对每个这种类型的眼睛而言,相当于进化中介质的阶段在其他的现代动物中,都是作为工作眼存在着的。
反进化论宣传充满了所谓的复杂体系的例子,如"不可能,,经过一个渐变的中介物的系列。这通常只是我们在第二章里看到的"来自个人怀疑的争论"的另一个可悲的例子。比如,紧接着眼睛的章节之后,《长颈鹿的脖子》继续讨论了投弹甲虫:
投弹甲虫向敌人的脸上喷出致命的对苯二酚和过氧化氢。当这两种化学物质混合到一起时,肯定是会发生爆炸的。因此,为了将它们贮藏在自己的身体里,投弹甲虫进化出了一种化学抑制剂,以使它们变得无害。当甲虫将液体喷出尾部时,一种反抑制剂产生使混合物爆炸。导致这种复杂、协调而又微妙的进化过程的那些一连串的事件,不是在简单的逐步发展的前提下的生物解释得了的。在化学平衡中最轻微的变化也可以迅速产生爆炸甲虫的种类。
一个生化学家同事为我提供了一瓶过氧化氢和足够的对苯二酚,相当于50只投弹甲虫的份量。我现在将要把这两种物质混合在一起。根据以上所述,它们将在我眼前爆炸。来,开始......
呃,我依然还在这儿。我把过氧化氢倒进对苯二酚里,当然,什么事也没发生。它甚至没有变热。当然,我知道它不会:我不会那么鲁莽!"当这两种化学物质混合到一起时,肯定会发生爆炸的"--这话说得相当简单、错误,尽管在众多动物学家的著述里经常被重复引用。顺便说一下,如果你对投弹甲虫很好奇,那么所发生的事实如下所述:它将滚热的过氧化氢和对苯二酚混合物喷到敌人身上,这是真实的。但除非是加入催化剂,否则过氧化氢和对苯二酚不会发生剧烈的化学反应。这也是投弹甲虫所做的。至于这个系统的进化先兆(先驱),过氧化氢和苯二酚两者都被用于身体化学的其他目的。投弹甲虫的祖先简单地临时使用周围正好己有的化学物质。这通常就是进化的工作方式。
在这本书中,和投弹甲虫同一页的有这样一个问题:"......半只肺会有什么作用?自然选择当然会淘汰那些异样的生命,而不是保留它们。"一个健康的成年人有两只肺,在支气管的分支系统的尖端部分,每一只肺都被分为30亿个细小的肺泡。这些气管的构造类似于前面章节中图2底部的生物树。在这棵树上,接下来的分支数只取决于"基因9",因此是8,而树枝的尖端数目是2的8次方,或者说是256。当你在图2中继续下去,接下来的树枝尖的数目都会翻番。要提供30亿细小的肺泡,29次连续的翻番是必须要有的。请注意:从一个简单的肺泡到30亿细小的肺泡,有一个连续不断的渐变过程,这个过程中的每一步都是由另外两个分支提供的。这种传送能够在29个分叉中得以完成,而我们可能天真地把它看做是跨越遗传空间的宏伟盛大的29步。
在肺中,所有这些分叉的结果是:每只肺的表面面积超过70平方码④之多。面积是肺的很重要的一个变量,因为是面积决定氧气吸入的比率,以及呼出二氧化碳的比率。面积是一个连续不断的变量,并不是要么就有、要么就没有的一种东西,而是每人都拥有,只是或多或少的问题。肺的面积比其他方面的因素更依赖于逐步的、渐变的改变,从面积为零一直到70平方码。
有许多动过手术的病人,只有一只肺也能走来走去,而他们有些人的肺甚至只有普通健康人的肺的/3大小。他们可以行走,但他们不能走得太远,也不能太快。这就是关键。肺的面积逐渐减① 平方码=0.836平方米--编者沣少,其结果在生存方面并不会导致那种绝然的非生即死。它对人能走多远、能走多快,是一个逐步的、持续的改变的结果。的确,对人能存活多久,这也是一个逐步的、持续的结果。死亡不会即刻降临到一个肺部面积严重减少的病人身上。当肺部面积减少到低于某个最适宜的点(以及当它增加到高于这个点时),死亡的可能性就会渐渐变大。
我们的最先有肺的第一个祖先,几乎肯定是生活在水中的。通过观察现代鱼,我们可以得知它们在水中是如何呼吸的。大多数现代鱼类在水中用鳃呼吸,但是很多生活在泥水中的鱼类是在水面吞咽空气,这可以作为前者的...个补充。它们使用嘴中的一个腔室,以此作为一种天生的最原始的肺,而这个腔室有时会胀大成一个布满了血管的呼吸袋。如我们所知,一个连续不断的X系列将一个简单的呼吸袋和有着30亿个袋的复杂的分支体系--现代人的肺--连接起来,这是不难想像的。
有意思的是,许多现代鱼类保留了它们的袋子,并将之用于完全不同的目的。尽管它最初可能是一只肺,在进化的过程中它已变成了一种囊状物--一种精巧的装置,可以用于长久的平衡。身体里没有空气囊的动物通常比水略重,因此沉向水底。这就是为什么鲨鱼必须不断地游水以防止下沉。有一个大空气袋的动物,比如我们就有着很大的肺,比较容易浮出水面。在这个连续体系列中的某个地方,有着空气囊的动物可能大小正好,不沉也不浮,可以毫不费力地、平衡平稳地漂游。这就是除了鲨鱼以外的现代鱼类得以完美的聪明之处。不像鲨鱼那样,它们不会浪费任何有可能阻止其下沉的能量,它们的鳍和尾巴能够导向并能迅速推动前进,它们不再依赖于外部空气以期装满袋囊,而是有特别的腺体能够制造体,用这些腺体和其他方式,它们精确地确定囊中体的分餐,冈此使它们自身保持着精确的衡。现代鱼的某l种类能够离开水。个极端的例了是叟爬鲈,它进入水。它从我,的祖先那儿独立地进化了种大相的肺--鳃周围的空气警。其他鱼类基本,活在水,但也町以短时问地离开水。这可能是我们的讯先所做的。它们短暂地离丌水的时'u能够持续不断地变化,冉至为零。如果你是'条基本二铂水中牛活、呼吸的鱼,但偶尔冒险跑到地而上米,可能从'个沣地跳剑另'个汁地大此在旱季中得以生存,你是受旒半肺,而是l%个肺。你最初的肺有多小并无火紧要,肯定订这么'个你离开水的候刚'只肺呼吸要比你没有肺的忍受要稍一时问足一个持续不断的变量。在水呼吸和空硼乎吸之问没有一个截然的分水岭,不同的动物,在水卜度过的时问,旮的是99%,有的足98%的是97%,等等,直到完全为零。在这个过程的每一步中,肺部"积的细微增加都会是一个优势,、白女厶乐-终,这赴一个连续的、渐变的过程。
半个翅膀有什么处?翅膀足怎样开始它们的第一步的?许多动物从'个树枝跳到,'个树枝,特别是址哇小动物,整个身躯的表面接触剑空气,就像是 个天然的ls行箔,帮助实现跳跃,防.:掉落。任何增力¨农面嘶积比率的趋势都是彳帮助的,比如翅翼长住关仃的某个角。从这儿也可以看出,肯定订一个连续小断的渐变系列,随到长成滑行翼,进而到,一以扪动的翅膀。很列显,住着很多筹异,这些筹异u。日m/l"'会被有着敲原始翅膀的最'芦动物跳跃过。-样明显的是,对二最初的'了空 接触的表面积的大小和天然程度而宙,肯定有'种差异,比较小,能够被有趔膀的动物在进化中跳过去,而无翅膀的动物却不能。
或者,如果原始类型的翅翼在工作时让动物摔下去了,你不能说:"低于某种尺寸大小,翅翼就根本无用。"重申一下,最原始的翼不管有多小,是多么地不像翅膀,都是无关紧要的。应当有某种高度,姑且称之"",动物如果从这个高度落下去会折断脖子,但如果它从稍低于此的高度落下去则安然无恙。在这个严格的区域里,接触空气的身体表面积和防止摔落的能力这两者的任何改善,无论其改善程度有多小,都能决定其生死。随后,自然选择在这种最原始的翅翼中进行。当这些小的翅翼变得很普遍时,那个区分了生死界限的高度又会产生轻微的提高,而这个时候翅翼的一个轻微的改进又将对生死有决定性的影响--就这样不断反复,直到动物有了适宜的翅膀。
有些至今依然存活的动物,很漂亮地诠释了这个连续进化过程的每一阶段。青蛙的脚趾间布满很大的蛙蹼;树蛇的身体很平滑,便于接触空气;蜥蜴的身体有着翼;而各种各样不同的哺乳动物,它们的肢翼问都布满了蹼,这让我们看到了蝙蝠翼的开端方式。 与生物学家的著述言论相反,动物们不仅可能只有半只翅膀,毯 至可能只有l/4只翅膀,或者是3/4只翅膀,等等。当我们记得, 非常小的动物,无论其形状如何,它们很容易在空气中轻轻漂浮, 那关于飞行的连续性的概念就变得更容易接受了。有说服丈的理由是,存在着一个从小到大的无限的渐变统一体。
许多步骤中所积累的微小改变,这是一个极其强有力的概念,猷 够解释大量的事物,没有它,一切就会无从解释。蛇毒是怎样尹 始有的?许多动物咬人,而有些动物的泡沫状分泌物富含蛋E质,如果这些分泌物进入伤El中,可以导致过敏反应。甚至所谓的无毒蛇也能够咬人,某些人可能因此产生疼痛反应。从普通的分泌物到剧毒分泌物,也有一个连续不断的、渐变的系列。
耳朵是如何产生的?如果振动是来自正在摇晃着的物体,每一寸皮肤都能感知到。这是触觉的自然增长。自然:选择很容易通过感觉程度的一步步变化来提高这些技能,直到它敏锐到足以感知非常轻微的接触振动。在这个临界点上,就有了足够的敏感来感知那些声音足够大、或距离足够近的物体引起的空气振动,自然选择会发生在这个特别的器官--耳朵上,使之对物体产生的空气振动、以及产生这些振动的距离的感知能力稳步增加起来。显而易见,整个过程有着一个连续的逐步改善的发展轨迹。回声定位是如何产生的?任何有听觉的动物都可能听到回声。盲人通常都学习使用这些回声。在原始动物身上的这种技能为自然选择提供了足够的原材料,从而一步步得到改进并最终达到蝙蝠那样完美的高度。
5%的视力要比根本没有视力好,5%的听力比根本没有听力好,50/0的飞行能力也比根本无法飞行好。完全可以相信的是,我们看到的每个器官和组织,实际上都是动物通过进化的空间的连续轨迹的产物,在这个轨迹上,每个中问阶段都促进其生存和繁殖。在一只现实存活的动物身上,无论哪儿的X,由二这个x都太复杂,因此不可能通过简单的一步即可产生。根据自然选择的进化原理,肯定是这种情况,亦即一个X的一部分,要比根本没有X要好,而一个X的两部分,要比一部分好,而整个的X要比9/0的x要好。我认为,这一结论完全适应于眼睛、耳朵包括蝙蝠耳,翅膀、拟态昆虫、蛇颌、布谷鸟的习惯和所有其他在反进化宣传言论中反复提及的例子。毫无疑问,对许多想像中的x系列来说,这个结论可能不是真的;对许多想像中的进步道路,中间物可毹不是由前辈改善而来的。但是,这些X在现实世界中找不到。达尔文曾写过如下的话(在《物种起源》):
如果任何复杂的器官被论证了不可能由无数的、连续刁=断的、轻微的改善而形成,那么我的理论会完全被推翻。25年过去了,我们了解的动植物数目要比达尔文多得多,而捷我看来,一个并非由无数连续细微的改善进化而形成的复杂器官--这仍不是一个很简单的事例。我不相信能找到这么一个李例。如果它是--它必须是真正复杂的器官,而且,如同在后面章节中将看到的那样,你必须通过"细微"的方式来熟知你的所摊--那么我将不再相信达尔文主义。
有时,渐变的中间物阶段的历史很清楚地被写进了现代动物的夕形之中,甚至在最后设计成形时也显得很不完美。斯蒂芬高尔德的优秀论文《熊猫的拇指》就已经指出了一点:明显的不完美的恶态对进化的支持可能更甚于那些完美的形态。我只是给出两卟例子。
生活在海底深处的鱼因为其扁平,能贴近海底轮廓而受益。生沱在海底的扁平鱼有两种截然不同的类型,它们的扁平形状也是膨截然不同的方式进化而来。鳐鱼和虹鱼是鲨鱼的近亲,它们通列可以说是很明显的方式变得扁平。它们的身体向边侧生长而死融了日一女的"捐日B毫"日,莎种俘戋了对秉泉而戗!锅囱舄日角鱼和它们的近亲是以与之不同的方式而变得扁平的。它们是与鲱鱼、鳟鱼等有着相关关系的骨鱼(有囊状物),和鲨鱼没有任何关系。骨鱼不像鲨鱼,它是在垂直方向上通常有明显变扁平的趋势。比如鲱鱼高度要比其宽度要"高"得多。它利用自己整个垂直扁平的身躯作为游泳的表面,当它游动时,这个表面在水中摆动起伏不止。因此,当鲽鱼和鳎目鱼的祖先游向海底时,它们本应侧向而不是像鳐鱼和囱工鱼那样腹部向下。但这样就产生了一个问题,有一只眼睛总是朝下看着海底的沙地,没有得到有效的利用。这个问题在进化中解决了,下面的眼睛向上侧翻转移动。我们看到,这个眼睛向上移动的过程在每条幼小的扁平骨鱼的发育过程中都发生过。一只小扁平鱼是在海面上开始其生命的,它生长对称,像鲱鱼那样,也是垂直扁平的。但它的头骨开始以一种奇特的、非对称的、扭曲的方式生长着,因此一只眼,比如左眼,慢慢向头顶移动,并越过它到了另一面为止。鱼生活在海底,两只眼睛都朝上看着,就像是一幅奇特的毕加索式的画面。顺带提一下,有些品种的扁平鱼右边朝上,有些则左边朝上,其他则两边都有。
骨鱼的整个头骨保留了它的祖先的那种扭曲变形的痕迹。它的极其不完美,是其古代进程的强有力的证据--这是逐步改变的进程,而非有着完美精巧设计的进程。没有一个明智的设计者,当他在一块干净的画布上来自由设计扁平鱼时,会将它想像成这样一种极古怪而丑陋的东西。我怀疑大多数明智的设计者会以类似于鳐鱼之类的动物为参照物进行设想。但进化决不会从一块干净的画布上开始。它必须从已存在的事物开始。鳐鱼的祖先是能够游泳的鲨鱼。鲨鱼一般不像会游泳的骨鱼与鲱鱼那样,变得垂直扁平。如果有什么区别的话,鲨鱼已经从背部到腹部稍稍变得有些扁平了。这意味着当一些古鲨鱼开始进入海底时,有一个向鳐鱼形状进化的连续过程,这一过程中,每一个中间状态都是一个微细的改善,在这个已有的海底条件下,每一个改善都超越了其扁平程度相对较小的前辈。
另一方面,会游泳的鲽鱼和大比目鱼的祖先就像鲱鱼那样,也是从两侧变得垂直扁平,当它们游向海底时,它们用自己的侧面朝向海底,要比用像刀锋一样尖利的腹部朝向海底,更容易取得平衡。尽管其进化过程最终注定是要走向两只眼睛挤在一面的这个复杂而扭曲的结果,尽管鳐鱼变为扁平鱼的方式最终可能是其作为骨鱼的最好设计,那些沿着进化之路开始进化的、有望进化为这种鱼的中间状态的动物,在短时期内很明显不如其侧面朝向海底的竞争对手做得好。在贴近海底方面,那些以侧面朝向海底的竞争对手要做得好得多。在遗传的多维空间里,有一个连续的轨迹,连接着会游泳的古代骨鱼和有着扭曲头骨、并以侧面朝向海底的扁平鱼。没有一个平滑的轨迹连接着这些骨鱼祖先和以腹部朝向海底的扁平鱼。这种推论并非完全属实,因为有一些骨鱼已经进化成有些类似鳐鱼那种对称的扁平形式。也许它们会游泳的祖先因为某种原因已经变得轻微扁平了。
进化过程会因为中间状态的动物不具备优势而不会发生,如果具备则最终可能实现--关于这一点,我的第二个例子与我们眼睛(以及所有其他的脊椎动物)的视网膜有关。像任何其他神经一样,视觉神经是一根缆,是一束各自"绝缘"的线,大概有300多万根这样的线。每一根线从视网膜中的一个细胞连接到大脑。你可以设想它们将300万光电管的储藏库(事实上是300万个从更大数目的光电管收集信息的中继站)和处理信息的电脑连接起来。它们从视网膜上被收集到一束之中,这就是眼睛的视神经。任何工程师会很自然地认为,光电管捕捉光,用它们的线将其导回大脑。光电管可能偏离光线,因为它们的线偏离了最靠近光的一边--对此说法,工程师可能会觉得很可笑。然而这的的确确发生在脊椎动物的视网膜上。事实上,每个光电管其后都有一根线连接着,而这根线向离光线最近的那一边伸出。这根线必须穿越视网膜的表面,到达某个点,在这儿它穿过视网膜上的一个小孔,即"盲点"与视神经汇合。这意味着光线并非经过一条不受限制的通道到达光电管,而是通过一'片相互连接的线的森林,可能会遭受某种程度的减弱和变形(事实上可能不会太多,但它仍可能冒犯任何一位小心眼LV'工程师)。
我不知道对这一奇怪阶段确切的解释是什么。进化的相关阶段太久远了。但我敢打赌,这和轨迹有关。为了使视网膜步入正确方向,无论起源于二眼睛产生之前的任何远祖器官,这条轨迹必须被跨越。可能有这么一条轨迹(但这是假设中的轨迹),在实际存在的中间阶段的动物身上实现了,被证明是没有优势的--只是暂时没有优势,但这就足够了。中间阶段动物能看见的可能比它们的祖先还要少,而且,如果说它们正在为自己遥远的后代在发展更好的视力,这并不会给人以安慰。重要的是此时此刻的生存。"多罗的法则"声明,进化是不可逆转的。这经常与进步的不可避免性等许多理想化的无稽之谈混淆到一起,也经常与那些说什么进化违背了热力学第二法则的无知的胡言乱语联系在一起。没有理由可以证明为什么进化的通常趋势不能反转。如果有一个向更大的鹿角进化的趋势,那么很可能在接下来的进化中鹿角又变得更小。"多罗的法则"事实上是一个声明,它宣布任何一个进化点不可能两次遵循同样的进化轨迹(或者是任何特殊的轨迹),这在统计意义上是不可能的。一个简单的突变步骤很容易逆转。但是对于更多步骤的突变来说,即使是只有9个小基因的生物形态,从数学上说,所有可能轨迹的空间是如此之大,以致于两个轨迹抵达同一点上的机会也会变得极其小。而那些基因数目更多的动物就更甚。"多罗的法则"没有任何神秘不可测之处,它也不是我们可以在自然中进行测试的,它只是简单地遵循于可能性的基本法则。