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进化论真的可以解释这个世界吗?这只是形而下的科学

2019-04-16 17:31 作者:learner 阅读:

 进化论如何解释眼睛、放屁虫?
  达尔文曾经对一个问题感到苦恼:眼睛是怎么进化来的?眼睛作为一个整体结构而言比较精巧,少了任何一个部件都很难发挥视觉功能。可是按照达尔文的想法,生物进化是渐进的,眼睛应该是一个部件一个部件地累积进化而来,可在它们累积为一个完整眼睛之前,这些部件都没有功能。那么这些部件的进化优势何在?难道进化预先就“知道”眼睛这个整体将来的功能吗?如何解释这个事实呢?
  后来,为了让这个难题更明显,信徒朋友们提出了另一个例子:放屁虫的防御机制。
  放屁虫体内有几个空腔,空腔里面分别装有三类化学物质:过氧化氢,醌类物质与催化酶。此外,它还有一个由括约肌构成的喷口。当遇到危险时,放屁虫就将三类物质混合,产生剧烈的化学反应,类似于微小爆炸,同时喷口迅速运动,将这些反应物喷出去,令敌人受伤。从进化论观点看,放屁虫的防御机制很难理解,首先,如果它渐进地一步步进化,那么它分别进化出那三种化学物质中的任何一种,都没有防御作用,因而单独地看,任何一种化学物质(视为一个部件)都没有进化优势可言,只有三种具备了,才能产生剧烈反应用于防御。其次,即使三种物质都具备了,还必须要具备括约肌构成的喷口,否则如果反应物喷不出去,它自己就会被炸死。可是当反应物不具备时,单独一个喷口也没什么进化优势可言,为什么会进化出来呢?

  美国神创论者迈克尔·贝希在《达尔文的黑匣子》一书中,将眼睛和放屁虫的这种例子总结为一个逻辑模型:不可简约的复杂性。意思是说,在生物体内存在某些整体结构,这些结构由许多部件构成。单独拿掉一个部件,这个结构就失去功能了。单独看一个部件,它也没有功能。只有同时把所有部件组装成结构,才能发挥功能。因此,用进化论式的累积渐变是形成不了这种结构的,它只能是神的创造。

  在神创论者看来,这个说法是如此漂亮。在进化论者看来,不可简约的复杂性的确比较头疼。它困扰了不少学者。不过,生物学经过几十年发展,进化论者已经找到了不同的破解方式。在进化论者看来,其中有些方式堪称精彩。

破解之道一:原来以为单独的部件没有某项功能,后来发现其实有这项功能。
  例子:眼睛。眼睛的最基本部件就是感光细胞,后来科学家在研究早期生命形态的过程中发现,早期海底生物会在某些部位进化出感光细胞(由体细胞变异而成),它们能感知有限的光亮,从而比那些完全“瞎”的生物更有进化优势。此外,后来的某些生物会在感光细胞周围形成凹陷,帮助这些生物定位光源方向,从此比那些不能定位的更有优势……就这样,科学家发现了眼睛进化的一步步线索。因此我们可以说,眼睛的渐近式进化到今天已经基本搞清楚了。另一方面,白内障等眼病患者会在手术后摘除晶状体,但拿掉如此重要的一个部件,并不会导致眼睛彻底失明。

破解之道二:原来以为单独的部件不具有某项功能,但后来发现它具有别的功能。
  例子:放屁虫(更准确地说,并非放屁虫,而是屁步甲)。我们从三种化学物质说起。
  过氧化氢,这是很多昆虫细胞的正常代谢产物而已,即使没有任何功能或优势,过氧化氢也会产生。
  醌类物质,研究发现,这种甲虫有许多较原始的近亲,这些近亲已经能产生醌类物质,这种物质十分恶臭,能令捕食者敬而远之。因此,醌类产生时虽然没有“与其他物质混合产生剧烈反应”的功能,却具有“让自己变得超级难闻难吃”的功能。此外,为了更高效地阻退敌人,这一类昆虫还演化出括约肌构成的喷口,让醌类物质更快的“喷出”,而不是之前那种低效地“流出”。看到了吗,喷口君也出现了。
  催化酶,屁步甲的祖先有了过氧化氢和醌类物质后,很容易就会让两者在自己体内溶和,但这个溶和反应却是缓慢而平稳的放热氧化反应。后来,屁步甲进化出了催化酶,加入反应后,反应立刻变得剧烈,屁步甲同时把剧烈反应物快速喷出,于是之前的“被动防御”变成了“主动防御”。进化完成。
  类似于这种“单独部件具有别的功能,因此可以分别先后进化出来”的过程,生物学上叫做“前适应”或“预适应”。到了今天,对前适应现象的研究已经有了很多进展。类似的例子还有:细菌的鞭毛,鸟类的羽毛,鱼类登陆时的肉质鳍和肺等等。

破解之道三:进化不仅可以累积加上部件,也可以累积减去部件。因此可以渐近地进化出一个更复杂的结构,再逐渐“退化”为“不可简约的复杂结构”,即:退化也可以一种进化。
例子:马的蹄子等。不过生物学家对这种方式的研究不如前两个透彻。但我们可以用建筑来类比。许多建筑中都有拱形构件,如拱桥的桥面,教堂的圆形穹顶等等。在这些拱形构件中,为了节省材料,组成拱形的小石块们都以某种恰当方式排列,使得小石块之间的互相挤压的推力,刚好能够平衡整体的重量。此时,如果拿掉任何一块小石块,整个拱形结构就塌了。看起来,似乎必须把所有石块同时拼好,拱形才能稳固。可是我们知道,真正的建造过程不可能这么做。而是首先在地面搭一个拱形大土堆或大架子,然后将小石块一块块地沿着土堆顶部排列,全部排好后,再撤去土堆或架子就可以了。可见,真实的建造过程也是“先添加后减少”的累积渐近法。

  目前,大批生物学家正在从化石,形态,基因甚至计算机模拟等各个层面研究以上三种破解方式。相信不远的将来,许多难题也会得到解决。今后我们再谈到“不可简约的复杂性”时,不妨从以上三方面做一些学习和研究,就不至于迷惑不解了。

  
但可是,存在本身为何得以存在?动物神奇的本能是不是物质性的东西以及它存在在身体的哪里?

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