达尔文进化论在十世纪.doc

达尔文进化论在二十一世纪 :佚名    文章来源:网易    点击数:31    更新时间:2009-3-4【发表评论】【加入收藏】【告诉好友】【打印此文】【关闭窗口】【字体:小大】19世纪以来,达尔文进化论是首个能经受科学界严格检验的理论。当代科学家配备有精密摄像设备、高性能计算机和DNA取样工具,与当年“小猎犬号”上的设施相比,可谓天壤之别,而他们的研究也证明了达尔文理论的正确性。两只老鼠,一只灰白,一只深棕,属于同一物种。它们“涉足”的科研领域正进行着突破性的探索,逐步揭开自然选择操控基因、创生世间生灵万象的奥秘。就在去世前两星期,查尔斯·达尔文还写了一篇短论文,讲述发现于英格兰中部的、钳在一只水虫腿上的小蛤。这是他最后发表的文章。寄送水虫给达尔文的人是一位年轻的制鞋匠、业余博物学家,名叫沃尔特·德劳布里奇·克里克。后来这位制鞋匠结了婚,有个儿子名叫哈利;哈利长大后,他自己的儿子叫弗朗西斯。1953年,弗朗西斯·克里克和年轻的美国人詹姆斯·沃森共同做出一项发现,为进化论带来无可置疑的实证,令达尔文在这一领域作出的几乎所有推论都获得了最终的胜利。这种实证既非源于化石、标本或活体生物,也不是来自器官解剖,而是源自一本“书”。沃森和克里克发现,每个生物体都在细胞中携带着一种化学密码,记录其自身的生命信息。这份记录用的是生物界通用的语言——简单的、由四个字母构成的DNA编码。达尔文曾写道:“古往今来,生活在地球上的全部有机生命体,都是由某种单一的原始形态传衍而来。”实话实说,这个论断只是他的猜测。要了解生物进化的奥秘——从前因后果到运作机制,当代的达尔文后继者们无需猜测了。他们直接去查阅基因“秘籍”。以著名的加拉帕戈斯地雀为例。达尔文观察到它们的喙形状各异——有的宽而深,有的很长,还有的又短又小。过后他总结出,尽管存在这些差异,但所有的加拉帕戈斯地雀都是近亲。“在一小群亲缘关系很近的鸟类中见识到生物机体结构的渐变与多样性,”他在《贝格尔舰环球航行记》中写道,“真的会使人认为,这个群岛上最初属于同一物种的少数鸟儿后来向着多个不同方向发生了演化。”这一论断仍是个大胆的猜测。但当代科学家通过分析这些地雀的基因密码的近似性,便可确知它们果真是从单一的祖先物种繁衍而来(现存于世的鸟类中,与这个始祖物种亲缘最近的是钝色离草雀)。作为实验对象的孔雀鱼贴着玻璃缸壁探头探脑,过后它们会被放归特立尼达的溪流,在沿河星星点点的水塘中游弋。DNA不仅可用于确认生物进化的真实性,还能从最基础的层面展示出它重塑生物的方式。最近,哈佛大学的阿尔哈特·阿布扎诺夫和哈佛医学院的克里夫·塔宾锁定了专门负责前述的一些鸟喙形状的基因。所谓基因,就是一串DNA字母的序列,被细胞激活后便可指导合成某种特定的蛋白质。阿布扎诺夫和塔宾发现,在地雀胚胎逐渐成形的颚部,当负责合成BMP4蛋白的那个基因被激活时(科学家的术语是“基因表达”),会令鸟喙长得更深更宽。该基因表达最强的范例是大型地雀(Geospizamagnirostris),它们能用强有力的喙咬开很大的种子和坚果。在其他地雀中,一个表达钙调蛋白的基因能令鸟喙变得又细又长。这个基因在大仙人掌地雀(Gconirostris)中最活跃,使它们得以用长长的喙伸入仙人掌果实中找种子吃。在佛罗里达州墨西哥湾沿岸近海的一组岛屿上,沙滩鼠的皮毛比美国大陆的老鼠颜色要浅。这使它们在浅色沙滩上获得了更好的伪装——长得太高调的老鼠更容易被猫头鹰、老鹰和苍鹭捉到,幸存者才能繁衍后代。同样在哈佛供职的霍披·胡克斯特拉与同事合作,把这种毛色差异的来源归结到了一个基因中某个字母的改变。区区一个DNA字母就减少了鼠毛中生成的色素。这一基因突变从5000多年前该组沙滩岛屿形成时就产生了。达尔文最伟大的思想就是,近亲物种之间多种多样的特征差异大多是自然选择造成的。现在,我们从地雀的喙和老鼠的皮毛之中,可以实实在在地看到自然选择在起作用,它塑造和修改着各种基因的DNA序列及其表达,使生物体适应特定的环境。达尔文当初设想,生物进化的步调慢得就像冰川的流动,只有在化石记录中才能窥见端倪。如今的一项发现一定会使他欣慰。在那些加拉帕戈斯地雀当中,达尔文的当代追随者们看到了实时发生的进化。1973年,彼得、罗斯玛丽·格兰特夫妇(现供职于普林斯顿大学)开始每年观察达夫尼岛(属于加拉帕戈斯)的地雀群。他们很快发现,随着岛上气候在干湿之间来回变化,地雀的进化在一年年地迅速推进。例如,小岛最初只有两种长期在此繁育的地雀,其中一种是中型地雀(),以较小的种子为食。1977年严重的干旱降临该岛时,小种子变得稀少,中型地雀被迫转而啄食更大、更硬的种子,其中那些喙较大的鸟儿占了便宜,便能活下来生儿育女,把大嘴基因传递下去。生物学家戴维·列兹尼克在这里调控孔雀鱼受捕食