八、生命的演化

主讲:法兰西斯可.瓦瑞拉 路易基.路易西

演化的主要观念是如何形成的?

事物的起源对於西方人是很重要的问题。身体或大脑如何变成这样?何处是开端?我们已经听过一种开端一个人由出生到成年的发展。不过,有一个问题:使精子游泳去找卵子的这种智慧其来源是什麼?或者,我的大脑怎會知道将我的双眼安排得如此巧妙,使我看起东西来會有三度空间感?若问事物如何成为现今的状态,也就是关心到生物演化的基本问题。这就是我今晨要讨论的题目。不过首先我们需要对进化的历史,以及主要观念的形成稍加认识。

进化是关系到事物如何演变为现今的样子、具有现今的运作方式。找寻其来源是西方久远以来所关心的事,是自希腊时代就很著名的课题。我们不谈整个历史的发展,但从进化成为一门我们所认为的科学开始自查理士.达尔文CharlesDarwin於一八五九年出版他的书《物种源始TheOriginofSpecies》起,我们以此特定的生日标示近代演化理论的开端。

很不幸地,达尔文的论著因广泛流行的关系而遭到曲解,人们随便而不深入地谈论他的学说。我觉得追本溯源精确地探讨一下,他究竟从哪里开始,确实是很重要的。达尔文是活在一个大家对多样的动物世界之研究,非常感兴趣的年代。当时的人和我们一样,看到鱼在水里游而不會淹死、马有强壮的腿、鸟可以抓紧树枝不跌落,颇令他们著迷。所有这些似乎都妙不可言,而且达尔文时代的人也为生命的种类繁多,却能相容并蓄,大感惊异。达尔文也像当时许多其他人一般环游世界,并且对於所见之多采多姿的动物生活,记述详尽的笔记。

在此期间,他说服自己相信一件他同时代的人尚不清楚的事这还是一项观察,尚不成其为理论。他说:「生命的多样化或许可以此种方式去理解:设想每一物种比它的上一代改变少许,而每一代的些微变化产生了不同的物种。」譬如,他在南美洲看到许多燕雀类的鸟,而他发现领域相邻的鸟群比较相像他想,那表示它们可能在不很久远以前有共同的祖先;非常不同的动物,则表示它们在更久以前有共同的祖先。

遗传修正

简而言之,他规画出一新观念:动物的进化可能藉遗传修正modificationbydescent而行之。这在对於观察所作的描述上是了不起的创新,虽然仅只简单的叙述,但却非常重要。我还要对它多谈一谈。

如果你翻开达尔文的书找里面的图,你找不到像鸟、乌龟、或恐龙之类的图。书里只有唯一一张像一株传承树的图。譬如我们可以想像佛法的传承树(注)。主要的根源是纪元前五世纪的释迦牟尼佛;然後依序是暹罗、越南,或锡兰的上座部佛学的起源;然後又有印度的大乘佛学,那似乎因回教的入侵而中断;然後又有西藏佛教的起源,分为旧译派OldTranslationschool与新译派NewTranslationschool;由於一步步小幅度的修改,我们看到现今二十世纪各种派别的法教,但是都来自共同的佛祖。

遗传修正说明两件事,其一是解释生物界的多样性,其二是提出共同祖先的概念。这一点对达尔文极为重要,但必须将之与使他成为真正的西方科学英雄的另一观念分开。困难的问题在於,是什麼机制促成这一小步接一小步的持续变化。譬如,很明显的,由释迦牟尼佛创始的佛教历史,可能演变成各种不同的形态。它如何成为今日所见的形态呢?这是达尔文苦思经年的问题。传说,有一天他坐在马车里正在读一本书,当年英国的道路不像今日这麼好,马车颠得很厉害,以致他手上的书摔到半空中去了。就在那当儿,他说:「当然,自然淘汰naturalselection嘛!」(笑声)我们现在来看他这话是什麼意思(我们喜欢这些关於伟大灵感触发一刻的故事。如各位所知的,牛顿是在苹果掉到他头上时发现了万有引力定律)。

这里的重要之处是,自然淘汰与遗传修正不相同。自然淘汰是产生遗传修正的一个很好的机制。我要强调那是「一个」好机制,因为这是达尔文的看法,他不是说那是唯一的或充分的,这点达尔文自己川變歀。

什麼是自然淘汰?达尔文对此所作的解释,与我们今日所瞭解的相同。其观念如下:假设你有某些数量的个体,可以想成是狗或鸟,在个体之间存有差异,这些差异有的可由父母传给子女。此点导至进化理论之重要观念遗传性差异之观念,特质可以遗传,产生多样的变化。单说个体之间有差异不够。达尔文当时所见的关键在於,这种差异可以传下去,可以在後代身上重复。这种遗传性差异,同时也受环境因素的影响。

环境因素发生作用的一个好例子,就是当行星上的温度突然发生钜大变化的时候。天气变得异常寒冷而进入冰河时期,那时某些个体比较耐寒,例如它们比较胖或有较厚的皮毛,如果那些耐寒的因子是遗传性的,那麼在下一代中间,带有耐寒因子之个体的後代,将占新生代总数的较大部分,因为會有较多具有那些特质的个体存活并繁衍,而将其特质传递给後代。因此,环境的压力自然地选择特定的个体,产生遗传的修改。我们现在有了机制,知道它如何作用,环境因素在各种特性中加以挑选。自然淘汰一词,在人们的脑中有各式各样的联想,但是就一遗传生物学家的观点来看,它有非常精确的意义。其意义即是:被选择的是遗传性差异,并且那不是由一代理人来选,而是由环境的状况来选,这就是达尔文在马车中的灵感。

达尔文在年少时曾有很长一段时间在农场中渡过。许多农夫都用马与狗做家畜的配种实验。狗是很好的例子。如果选两支狗来配种,很容易观察所产生的各种特性。一个人可能喜欢某支小狗,所以选它来配。若由人负责做选择,这整个事情很容易理解。达尔文却认识到并不需要人来选择,达尔文将显而易见的事环境设下的限制与他对於遗传性差异的知识相结合,此二条件合成遗传修正的机制。因此遗传修正不再单只是描述,它成为实际理论的解释,因为它如今也包括了实际运作之机制的叙述在内。

图16是一真正传承树的实例。图中确实显示出,当一个人实际去检视动物遗留下的化石时特别是海洋中的有壳软体动物,它们留下非常清晰的化石记录他會发现与达尔文所说完全相符的事。虽然达尔文当时并没有如此丰富的证據,现在已完全被证实,如果你追溯这些化石的形状一段长时间,你會看到化石形状变化的图形很像一株传承树。生物学家为这一群群稍有类似的贝壳各取了科名。譬如,我们可以在不同的位置看到,有些本来跟其他强势的大科比起来很小的科,後来却因为某种事故发生,使其他各科统统被消灭,而它成为唯一幸存的一科。这一科即是经自然所选择的。

所以遗传修正是以自然淘汰解释的,而与自然淘汰密切相系的观念是:會有连续不断重大的环境变化,促使一物种的某些特点或整个物种较其他特点更受欢迎、更为可取。我在这里必须相当坦率地说,虽然大多数生物学家深信自然淘汰是进化上有效的机制,但还并不清楚它是否可以解释每一案例,更不确定它能否用来预测。暂时我只是绘出达尔文眼中的图画而已。

适应

我等一下會谈到目前自然淘汰所受到的批评,但是我必须先介绍与自然淘汰相伴的另一观念,那就是自然淘汰永远产生一个对环境最理想或良好的适应。适应是以一有机体能够成功地繁衍後代之程度来衡量,这是微妙但很重要的一点。一般我们谈到适应,意思是指鱼可以游而马可以跑。这并非进化理论上的意义。进化理论所说一适应良好的植物或动物,是指它可以留下许多後代,或是它的後代确定可以存活,二者之一即是。如果一物种没有後代,那物种以後即将消失。因此,一者,这动物有许多後代使它们有延续传承的好机會;或者,只有少数後代,但却受到很好的保护,确定可以生存下来。人类是使用第二种策略的,昆虫则是采第一种策略。任一方式均可确保後代的延续,而那即是适应能力的度量。

到此为止,我们已经将故事说到一九一或一九二年代了。那时人们开始问一个问题:在遗传差异背後的机制是什麼?某些特性如何一代代传下去?人们开始探索遗传,终於发现在一新生命的产生过程中,在精子使卵子受精时,细胞核里有特异的元素染色体

chromosomes存在。每一细胞中有固定数目的染色体,它们在下一个新细胞正要生成之前,将自己复制一分。这就是父母可将带有遗传差异的东西传递给後代的机制。

嘉瓦仁波切:DNA(被认为是携带遗传暗码的主要物质)与染色体是怎样的关系?

瓦瑞拉:染色体在显微镜下看来像一条相当大而蜷曲的蠕虫。如果将显微镜的放大倍数提高来做更深入的分析,你會发现染色体如同两种成分形成的网路,某些蛋白质与核酸,包括DNA脱氧核糖核酸)。DNA是染色体中非常密集的线状物。如果我将任何动物身上一个细胞里的DNA取出来,将它拉直,它會有好几公里长。这条线被紧紧地塞在微小的染色体里面。

新综合

一直到一九五年,DNA才被发现是主要的遗传物质,但在一九二年,人们就已知道遗传的传送少不了染色体。其後,我们的知识精微到了DNA的层次,再之後,甚至达到更精微的分子大小的层次。无论如何,这里一方面是达尔文的自然淘汰论,另方面是遗传机制的研究。在一九三或四年代,生物学家认为这二者足以合成一连贯的进化理论,并将之称为新综合(Thenewsynthesis,遗传学与进化生物学之综合),有时也被称为新达尔文主义neoDarwinism。新综合是在大家颇以为傲的姿态下被宣布出来。我自己也因生物学界的胜利气氛感到异常振奋,人们忙著实际找寻许多有趣的结果。

有了新综合,作研究的人倍感信心十足,以为整个生命现象都可以依據一共同的生命树来解释。譬如我们知道一条鱼与一匹马之间的关系,比跟其他各物种更密切。它们在传承上彼此间比与阿米巴间密切得多,而阿米巴当然跟植物比跟鱼更密切。我们可以画一棵像溪流自山上流泻似的树,画上所有我们曾观察到的差异,一点点地,我们就可以重建通到山顶的路,而山顶当然就是生命的起源。

嘉瓦仁波切:也许这并不是个深奥的问题,但是既然生物学家似乎在追溯生命的起源,而照科学的说法,最开始是空无一物的虚空,你们如何解释生命的起源或绽现,或不论你们怎样称它?一旦这行星已经存在,有了一个环境,生命的开端就容易解释了。但是如果没有环境……在这行星或这银河形成之前,生命一定已经存在了。

瓦瑞拉:科学家的推论方式恰好是相反的方向。我们有一传承、生命与环境。从那开始,我们往後追溯,然後我们可以由地质的记录观察到某一点,那时只有环境,只有行星存在。我们观察到在大约五十亿年前,那时不存在任何形式的生命,只有这个星球。於是科学家说,生命必是从那时开始!

亚伦.华莱士(翻译):嘉瓦仁波切阁下说是在这星球还没真正存在之前。

瓦瑞拉:那时对科学家来说显然是没有生命存在的。生命之开始,有其必要的条件,因此论点是定然有某些条件。这些条件必得由更早存在的东西产生,而那时只有银河、或太阳、或超新星supernova,或天文学家所说的任何东西。我非常高兴您有此一问,因为这是个很合乎逻辑的问题,而且正是我要请分子专家路易西博士来为我们讲解的主题。在生命开始之前只存有环境某种分子状态。经过不久有了生命。科学家如何检视生命起源的问题?主要的一点是要对分子有更深刻的瞭解。我现在请路易基为我们作简要的说明。

分子的演化

路易基.路易西:我要讨论的问题是:分子是什麼,它们与生命以及我们讨论到的其他议题有何种关联?我先从各位都知道的事物讲起:我们都知道有原子与分子,而原子是所有物质的基本成分。原子有一百多种,譬如氧、氢、氮、碳、锌、钠等等。所有这些原子都依特定的法则结合而成稳定的聚合体,那即是所称的分子。分子是构成化学物质的组成成分,而纯物质都是由单独一种分子组成。譬如一水分子是由二氢原子与一氧原子组成、一氢分子是由二氢原子组成等等。

到这里,我们已经可以提出很重要的一点:虽然水只是由氢与氧组成的,它的性质却无法由单独的氢与氧的性质导出或加以瞭解。当不同的原子结合成为一个分子时,會有其各组成原子都不具有的新分子特性出现。等一下在谈到「生命分子moleculesoflife」时,我们再回到这一点。

分子,以及特定的分子构成特定物质这种概念,对於广泛的现代科学范畴都非常重要。化学、生物化学、分子生物学,还有临床医学与农业,完全都是建基於此分子观念上:亦即是说,物质的性质视其本身的化学结构组成之分子决定。在我们日常生活中,周遭的化学药品也是或多或少直接根據此一观念所制成,诸如化妆品、香水、纺织品、塑胶及染料等。今日在所有这些领域中的进步,均与分子概念密不可分。

现在我要来谈与本次會议相干的几点。第一点是分子的动力性质与运动和改变有关的性质。让我用一杯水的例子来详细说明。许多人不知道真正水分子在这杯水中所占的体积非常有限,或许不到整个体积的百分之一。其馀的部分可看做是空间。其他液体也是如此,气体则更有过之。对於固体亦然,只是空间所占比例较小。

嘉瓦仁波切:水分子互相碰不到吗?

路易西:它们相隔一段距离互相作用,所以在它们中间有相当大的空间。

嘉瓦仁波切:但在空间中有空气粒子吗?还是纯粹的空间?

路易西:在纯水中,那是纯粹的空间。不过你可以说有一能量场。

华莱士:这是很有趣的一点,因为在佛教哲学中有许多这方面的讨论关於粒子间是否有空间,以及粒子如何相互作用。

路易西:因为有这大空间,水分子可以尽情活动。这就构成我提到的动力性质,这些分子不断地改变位置与动向。以这种方式来看,这杯水具有双重特性:它是静态的,永远一样,像我们在日常生活中认为的它就是如此;但是如果你考虑分子的运动,一杯水时刻都是不一样的。诸位不妨试作一比较,或视为一个隐喻:这很像我们在會议中讨论到的「自我」的观念,就是说,具有连续性,却没有本具的真实的一种东西。对一个人来说也是如此:我们的身体一天天看来都是一样的,而事实上我们的细胞不断地在死亡、换新,因此我们每个人其实每天早上都是一个新人!

一般在化学与物理学中,我们时常遇到一些情况,其物理的实相可以用两种显然矛盾的方法来描述:一是动力的、一是静止的观点。你可以研究某一物体之性质,像水的密度与重量;或者你可以将糖加入水中测量糖融解所产生的热量。这些皆是平衡状态的性质用以描述一种平衡或视为相对静态之各种性质。但是你也可以观察其分子结构的细节,并测量这些急速运动之分子的速度与它们之间的相互作用,如此你的观点就不再是静止的,而是动力的了。静止与动力二观点是相辅相成的,并非一种错误而另一种正确。采取何种观点,只决定於观察者的立场。

分子不是活的。「生命分子」一词,意指构成活的有机体之结构的分子。什麼是这些生命分子?许多教科书将分子分为两大类:无机分子与有机分子。譬如形成盐类像碳酸盐、矽酸盐、氯化钠等无机盐的分子是无机分子。有机分子则是那些主要由碳原子组成的分子,它们可以是合成的或天然的。构成生命组织的分子是有机分子,它们除了函碳之外,还函有另外三种元素:氮、氢与氧。其他元素(如磷及某些金属原子)所占之百分比则微乎其微。然而像碳或氮这种生命不可或缺的元素,就整个宇宙来说,却一点也不重要。如果一位原子化学家来测量我们宇宙的成分,他找到的几乎全都是氢。其馀的函量會少到无法测量出来(如果将整个宇宙均匀稀释的话)。

但是在我们地球上,有机分子却是缺不得的。最重要的分子是蛋白质与核酸,二者均是巨大的分子即很长的分子,由数千原子结成的长链。DNA形式的核酸与遗传有关。蛋白质则展现多种功能:例如蚕丝与羊毛是蛋白质;我们的皮肤、肌肉、头发,主要也是由蛋白质构成;血红素是在血液中携带氧的蛋白质;胰岛素一种贺尔蒙也是蛋白质;抗生素也是蛋白质;酵素也不例外,它们是负责我们身体以及所有活组织之化学转换的分子:诸如维生素的合成、食物的消化与糖的燃烧等等。

单单一族化合物(蛋白质),怎會具有如此多样的性质呢?我要在此加以解说,因为那是进化问题的重点所在。蛋白质由胺基酸aminoacids组成,是由它们连接在一起形成大分子的长链。

自然界中有二十种不同的胺基酸,亦即二十种不同的化学结构。那就好像二十个字母,你可以用它们造出几乎无限量的字。

让我们只做一个计算,假设你想知道用六十个字母可以造出多少个不同的字(亦即用六十个胺基酸残基可有多少种方式组成蛋白质,其实这不过是很小的蛋白质)。想像由六十个盒子连成一长串,每一盒中装有二十个字母中的任一个字母(胺基酸)。理论上共有10种可能性,这数字比整个宇宙的总原子数还大呢!

蛋白质的一个重要的一般性特徵是,它们的摺叠模式foldingpattern。每一蛋白质均在空间有一明确稳定的形状,我们称之为原有摺叠构形。蛋白质必须摺叠正确,才會有活动性,它在三度空间的形状攸关它生物性的活动。蛋白质表现它们生物的功能,因为它们能认出夥伴分子,而这种对三度空间形状的识别能力,是最重要的结构参数。

靠著这种识别机制,蛋白质的一部分经常是凹形的一个洞,而夥伴分子(对酵素来说是作用物)恰好嵌入凹处。事实上,这种形状的相互补足,对於生命的分子结构,以至於生命整体,都是非常重要的。那就像瓶颈与瓶塞、手与手套、钥匙与匙孔、雄性与雌性的生殖器官。在分子生物学中,有许多这类形状互补的探索。蛋白质只有在与其夥伴分子形状能像这般配得上时,才會发生作用。许多生物过程皆因此引发。

蛋白质与核酸第二种重要的生命分子在构造上如何连接?是经由基因相连。基因指明蛋白质的构造。对於每一蛋白质有一基因,亦即一线状之DNA结构。因此,当你的身体需要制造血红素时,相关的基因被激发,然後被复制事实上是以另一种核酸RNA(核糖核酸)复制,而非DNA这线性顺序的RNA,引起所需的线性顺序胺基酸之合成,亦即此例中的特种蛋白质血红素。

这一连串事件形成分子生物学的中心法则,依此法则,资讯自DNA有一线性通路流至蛋白质。DNA单元基因的构造决定蛋白质的构造,也间接决定它的摺叠。如此,有一线性的因果链,从一个基因连接至三度空间的蛋白质摺叠,以至於它的生物性活动。

嘉瓦仁波切:这对所有动物以及细菌都正确吗?

路易西:这在生化世界是具有所谓的普通性universality的。意思是指我们的,以及那些植物、微生物的细胞,全都遵守同一生物机制。不但如此,他们尚且具有相同的生命分子构造:DNA、RNA与蛋白质。而这些生命分子间的相互作用,在整个生物世界中均遵循同一机制。这是支持分子进化通论generaltheoryofmolecularevolution的强有力论據。依照通论,则所有活的构造都源自於同一祖先细胞。

我要指出的一点是,一旦你知道胺基酸是制造蛋白质的单元,而胺基酸又是由蛋白质产生的,描述生命事件的因果链不再是直线的了。DNA为产生蛋白质所必需,但你需要蛋白质(酵素形式者)来制造DNA。因此因果链不是直线的,而是圆形的,事实上还不只是圆形它是一复杂的、三度空间的、互相牵连的事件所形成的网,但是没有开始,因此无法指出这因果网的起点。这究竟是怎样发生的?法兰西斯可要处理这个问题,所以我再把发言权让给他。

众生命的起源

瓦瑞拉:这一段关於分子的曲非常重要,因为当生命的起源这个问题出现时,生物学家要面对一个新境况。我们必须回到分子去瞭解这些「生命的分子」DNA,蛋白质等等如何变成细胞。所以生命起源的问题,是化学与生物学两方面的事。

我们知道,五十亿年以前并没有生命存在。生命存在大约有三十六亿年之久。当生命初现之时,世界是怎样一番面貌呢?我们知道的是,那时有海洋,有许多放电现象,因为那时空气的组成与现在不同,有许多太阳的辐射也是现在不存在的。在实验室中曾做过这种模拟,而当化学家取这模拟环境中的水来测试时,令他们感到惊喜地是,他们发现里面有胺基酸蛋白质的主要成分以及核酸的开始。我姑且长话短说,总而言之,是从这模拟的原始地球景象中,由於条件适合,而有蛋白质与胺基酸自动出现。

然後又怎會有越来越复杂的分子产生呢?今日对於这一问题的研究是极端技术性的,并且尚未产生明确的结论。目前的观念是,并没有无法克服的奥秘来解释这些分子如何形成。一旦你有了蛋白质与胺基酸,它们就可以连接而成细胞中的独特形状。从西方的观点来看,如果你溯时间之流而上,当你碰到细胞,那就是生命的起源了。但那生命的起源也可用突变的分子性质加以解释,有相当丰富的证據支持此一观点。

研究生命的起源这一领域,充满辩论与争议。不过我想生物学家或化学家都會毫不怀疑地认为,可以在这张不寻常的照片中(见图17上图),找到明显的环结来解释照片中所显现的事物。这些是经发现的最古老的化石,是在非洲某处找到的。这些古老的石头可以是三十六亿年之前的,它们包函了像细胞似的形象,你不妨将之与下图中的活细菌照片比比看,你可以瞭解为什麼科学家會说,它们属於原始地球上出现的最早的细胞。有趣的是,它们看起来的确非常像我们今日看到的细胞。传承,在此事例中,完全没有被切断,我们看到的演化树是贯通古今的,在各个分枝上,你找到所有其他形式的生命。

这就是科学家瞭解生命起源的方式。细菌在那之前并不存在,经过我们方才述说的化学与大气的过程,它们衍生出来。这是一跨越许多学门的研究领域。我们需要化学家详细考虑化学的问题、生物学家研究细胞部分,也需要研究星球历史的地球物理学家来讨论;细胞初生之时地球的详细状况。其结果是,生命的起源并非只有一个起点,更像是有许多起点。有许多种类的细菌,有的像小蠕虫,有些像小杆状有尾巴可以游动。许多种细菌似乎是各自独立产生的,就像现在一样。生命的起源并非仅为一地一事,而是分布在不同地方、具不同形式的许多事件,我们甚至在今日仍可看出那些形式的痕迹。

以我们瞭解了生命并非一场竞争奋斗之後的眼光来看,这里有趣的一点是,生物学家一般所称的细胞,是一错综复杂的构造,包括一函有染色体的细胞核,以及其他许多小间隔。它们都有名字,诸如线粒体、叶绿粒等等。我无法在这里详细介绍细胞内部的构造,但是在其内部,如同一小城市似的,有许多事情发生。一个细菌也是一个细胞,但它内部没有小间隔,是较简单的细胞。我们是在说一个真细胞true

celloreukaryote和一个原始细胞primitivecellorprokaryote(注)。这里有一要点是,目前已被公认,简单的细胞确可靠合作的方式结合成为我们组织内的复杂细胞,因此,有些细胞开始生存在其他细胞之内。所以事实上,我们确可将构成我们身体的细胞,称之为共生单位。每一现代细胞中的小间隔,原本是该细胞的祖先。那是这些简单细菌中的某一个,它学會如何与其他细菌相处,并互相帮助以维持并协助它们共同的社會。因此,很有趣的是,我们可以看到地球上有生命存在的这段历史中间,其中大约四分之三的时间,生命都只是细菌式的单细胞生命。在最後的四分之一时间,方有更复杂的细菌出现。直到那时,许多这种单细胞才得以聚在一起形成动物与植物。我们应该注意到现今进化的意义,并不只表示植物与动物经历自然淘汰,它也表示生命被追溯到它在微小世界的根源。我们习惯了动植物的巨观世界,但就时间与纯粹空间来说,微观世界占有更大优势。

利他主义

在一九五至一九六年代左右,进化生物学者在结合自然淘汰与遗传学之後,以为他们真正得到了清晰的图画。这新综合理论似乎为他们所有的疑问提供了答案,看起来除了细节之外似乎晴空万里。然而,不久大片乌云就出现了,我想,若说八十年代进化理论陷入毫无头绪的大混乱,并不算过分。有许多未能解答的问题,人们为之激烈辩论。进化生物学不再像二十年前似的是一门统一的科学。我愿介绍给各位对於新达尔文学说某些似乎相当基本的异议。

其中最简单的异议之一,我相信你们會感兴趣,因为它和慈悲有关。那是个很简单的问题。因为自然淘汰是根據遗传性差异,因此淘汰只能在个体的层次,也就是只有个体可以增加它产生更多後代的机會,这是很明确的。但是当生物学家放眼自然界,他们发现清清楚楚的事实:动物不但照顾自己的子女,他们还进一步互相帮助。这是生物学家所称的利他主义altruism为群体的利益尽力。譬如,在南极几乎除了冰就是冰了,不过,那里也有企鹅。企鹅是非常有趣的鸟类,它们为了填饱肚子,必须整天出去捉鱼,所以这是个问题。如果父母都必须整日出海捉鱼的话,他们如何照顾企鹅蛋呢?企鹅用创设幼稚园的方法解决了这项难题。当父母出海捉鱼的时候,留下几支企鹅照顾蛋及雏鸟。而当大家回来之後,则一起照顾孩子。

这种观察不是独一无二的,因此在一九六年左右,此事爆发了生物学界的激烈争论,人们质问这种利他行为如何解释。那看来是完全违反自然淘汰的!譬如,一群狼在遭到别的动物群攻击的时候,會有一两支狼殿後做牺牲,使其他的狼可以逃跑。这是从自然淘汰的观点无从解释的,而其中的逻辑很简单。如果我有一种对别人好的意向而让自己被杀,这种意向如何传给下一代?实在是说不通的事。因此,超乎对於自己子女的爱与关怀这一题目因为从自然淘汰的观点,无法解释那为何會发展出来在进化生物学界掀起了热烈的辩论,那证明了自然淘汰不足以解释进化的全部。

科学家试著解决这项难题的方式,是将自然淘汰的适用范围由个体的层次扩展到群体的层次。古典的观念「适者生存thesurvivalofthefittest」是指个体。现在我们不只有个体的适宜fitness,而是包函个体之群体适宜。意思是,如果我对我的邻居好,长久下来,我也會因此而受益。若要将这概念逻辑化,我们达到的是一种可能性我所具有的某种基因或许不是由我传递下去,但却可能由我所属的群体中的另一个人传递。这是将取自於个体的遗传物质,分配给整个群体来负责,现在选择或淘汰可以发生在整个群体的层次。这样可以瞭解吗?

嘉瓦仁波切:首先我要举狗为护主牺牲自己的例子。这里是不同的族类,不可能有遗传的利益,除非你考虑到非常大的尺度。这种跨族类的利他或自我牺牲也被接受吗?

瓦瑞拉:在这次會议中间,您似乎时常可以预料到科学家们的问题。人们为这项辩论开始收集的正是这类证據。有许多跨族群的利他主义实例,譬如有孩子被狼群抚养的事例。甚至有数件记录海豚拯救船难水手的案子,它们将水手载到海滩上。那并不是像鱼咬东西似地凑巧抓住他,而是海豚特意做的事。因此这是个尚无解答的问题,我个人觉得这非常奇妙,因为事实上本具的慈悲与开放之潜能,似乎一直在扩展。那甚至在动物中也是如此,这是生物学家们无法用古典方式加以解释的。

所以这是新达尔文主义受到的批评之一。概略言之即是:虽然自然淘汰只发生在个体的层次,而今日我们确知进化发生在许多层次上。在群体层次、在物种层次、在个体与细胞层次,甚至我们可以说是在遗传的层次。

嘉瓦仁波切:我在想这与佛教理论有何相似之处。在动物世界中,动物是与我们一样有认知的。它们也有贪、瞋的心理扭曲,以及慈悲与利他的力。现在,我在想一位佛教徒要如何解释主要限於族群之内的利他这一事实。

罗伯.李文斯敦:你们知道利他主义还见於某些动植物之间呢!昆虫与植物间有许多互赖的行为,植物喜欢昆虫活下去,而昆虫也喜欢植物活下去。这发生於每一类生物巨大的进化树之每一部分。那不是说没有冲突,而是说有互助合作。互赖关系的存在呈现於工作、发明、学习与适应这些是复杂的生物过程以谋求共同的生存,并非只是个体的生存。

瓦瑞拉:生命如果没有某种程度的开放来回应其他的生命,几乎是不可能的。值得注意的一点是,即使特定物种的合作反应,可能已经足以推广到跨物种的利他主义,譬如企鹅照顾非己出的小企鹅之行为,就可能超出本身的物种。海豚一直在从事跨越物种的利他行为,黑猩猩与狼也是如此。这种动物所表现的开放性,似乎可延伸成为没有预定目标的利他主义。此外虽然有时对象是预定的,却似乎存在著一种连续性,从动物一直到可能由人类发挥到极致的众生一体的慈悲。

物种并未在地球上生活得更好

对於新达尔文主义的另一严重批评是:既然自然淘汰不断在进行,物种应该对他们的环境越来越能够适应,物种应该在地球上生活得越来越好。这是个可以测验的观察。所代表的涵意之一应该是越近代的物种,因为他们是更能适应的产物,应该有能力产生更多新物种,因为每一种都应该越来越适合繁衍可以生存的後代。情形是如此吗?我们可以回头去探究一下,譬如,某些种海洋生物曾经遗留下足够的化石,可以让我们追溯到它的起源,它们现在有多少新品种?从开始到今日,它们产生同样多的新品种,还是越近代发展得越多?明确的答案是,新品种的数量并未因时间而改变。因此从这方面看,并无越来越好的现象。进化只是以相同的步伐前进而已,日益增进之适应观念,在这类的观察中未能获得肯定。

这成为一个严重的问题,因为人们对於进化论所说的适宜性未能有一清晰的概念。在一九五与六年代,适不适宜的观念很明确,那可以用子孙的数量来测量。今天则不再是简单的事,因为所有尝试过对适宜性的测量,统统不成功,它们明明与观察不符合。单单这适宜的观念就引起激烈的辩论。但是如果不知如何测量适宜性,则整个自然淘汰的观点将自核心瓦解。那是辩论与批评的第二项主要焦点。

选择的压力并不是适应的主要因素

对新达尔文主义的第三项批评这是最後一项是这样的:由自然淘汰的观点看,特徵应该随环境而改变。这就如同行为模型behavioristicmodel受到刺激會发生反应。这里环境的变化是刺激,而物种由自然淘汰产生的变化是反应,这是非常行为主义的观点。这如同行为心理学中刺激与反应的黑盒子是心,而这里的黑盒子是动物(注)。但事实上所发生的却全非如此。如我们所知的,对大脑的某种刺激,并没有单一预定的效应,因为大脑中有无穷与刺激相关的东西,會以多种不同的方式去转换、解释它。在进化生物学这方面,竟然发现也正是这样。要产生变化必须有两个因素。其一是根據基因来选择。然而基因不同於盒子中聚集的小球,那样你可以知道是否某种基因传递给了子孙。基因像是网路或矩阵matrix中的点,因为它们全是互相关联的,因此如果我要在一群体中增加某一基因的数量,我必须同时处理与它相连的其他基因。若要改变一个有机体内的某一基因,也同样有问题。一有机体的发展是极为复杂的过程,要改变它的某一基因而不变动无穷的其他东西是不可能的不可能只选择单一的特性或特徵。

假设环境变成比较冷,在选择上说身体长毛是有利的。然而并不只是多加一毛发基因那麼简单。要身体上长出毛来,事实上必须改造整个身体,因为要长毛必得改变皮肤,而改变皮肤需要改变整个身体里的生物化学,要改变体内的生物化学需要改变生理。因此只为长点毛出来,却要改造整个有机体。所以,并不是每次从零点开始就可以做成。那似乎是有机体加上了自己的观点,认为某些改变是可能的,而实际上并不是每一刻每一种改变都有可能。只有少数小变动是可能的,它们很受限制。这情况很像知觉一个人有所预期,以致无法觉察超出预期的事物。

认为环境施加压力而迫使选择的观点,如今常被称为适应论adaptationism,因为此一观点,主张所有的反应皆系针对环境的挑战,而物种只是去适应环境。但这全然不符合观察的结果。我们需要将遗传层次的内在因素,以及在胚胎层次得自於有机体本身的输入,一并考虑进去这些是所谓的进化的内在因素。因此,进化理论除了必须计及环境与自然淘汰之外在因素,还须考虑由「遗传的互赖与胚胎的互赖」所产生之内在因素。这最後两项所构成的内在因素非常重要。事实上,当今著名的进化生物学家们已经证实,进化之大部分关键因素因此也是解释生命之多样性的最有力因素是内在因素,而非外在的选择压力。是的,如果地球变得很冷,动物势必改变,但是如何著手,却大多取决於内在因素,而非外在因素。外在因素似乎只加以大略的限制,并无法决定究竟會发生什麼事。我觉得这非常有趣,因为它与我们在谈知觉时所学到的东西相呼应。是的,我们需要光,并且我们也需要某些对网膜的刺激,那些是视觉产生的外在条件;但是我们看到什麼,决定於内在因素。内在、外在因素合在一起,方能产生稳定的知觉。现在这案例似乎很类似。环境制造出某些限制,然後我们有内在因素,这两者加起来产生物种及进化。如果我们将环境视为某种程度生命本身之结果,则内在要素更加意义重大。生命产生环境,而它变成一限制因素,然後再与生命共同产生结果。生命与环境实则是互相定义的。我们不能说环境就在那里,而动物是自空而降到地球上的。那是新达尔文主义的适应论隐函的观点,那意谓环境就在那里提供了选择的压力,不同的动物被抛入这个环境,并於进化过程中遭到淘汰这是一种行为主义者的进化观点。

总结来说,今日并没有一致的进化理论。达尔文观点的某些方面未受影响,但是由外在环境压力决定自然淘汰的看法,则已经大大被软化。环境如今只被视为是产生大略限制的因素。不过尚有许多其他的运作的机制未被全盘瞭解。

注:

1.佛教之教理与证悟之经验,被认为是自释迦牟尼佛开始,直接由上师传给弟子,一代代地传承下来。

2.原细胞缺少在真细胞中所见的有膜包覆之细胞核与细胞器官organelles)。细胞器官为悬浮於真细胞之胞体浆中,具特殊功能的微粒。

3.见本书<认知心理学>章。


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