在化石面前崩潰的達爾文進化論，物種起源之謎

英國博物學家查爾斯·達爾文是生物科學界最著名的人物之一。當年他乘坐英國皇家海軍比格爾號環遊世界。在旅途中，他收集並記錄了許多奇怪和不尋常的生命形式。之後他提出了生物學中最重要的概念之一：自然選擇理論。

達爾文的理論曾一度被人們認為將解釋世界上生物的存在與演變。然而一百多年後，這個理論並沒有徹底回答人們提出的問題，物種的起源似乎遠比我們想像的要複雜。那麼達爾文的理論究竟遇到了哪些挑戰？物種起源之謎究竟還能否被揭開？

達爾文的理論

1859年11月下旬，達爾文的著作《自然選擇的物種起源》首次出版，並迅速發行了三個版本。在這本著作中，達爾文提出了他的進化論理論。這個理論提出「機會」是我們起源的動因。

《自然選擇的物種起源》第一版

達爾文的理論基於兩個基本點：

1. 自然界中結構或功能都在做微小的隨機變化，那些有利的，會通過自然選擇被保留；沒有用的則會被慢慢丟棄。
2. 這一進化的過程是漸進的、長期的和持續的：它發生在過去，也發生在現在。這些微小變化在長時間內的累積效應創造著新物種。

達爾文還提到了人類和猿之間的進化聯繫，認為人類是從猿進化而來。達爾文的理論在當時挑戰了宗教，因為它暗示生命是一個隨機的過程，除了生存沒有其他目的。

這個理論對當時的科學界相當有吸引力：它邏輯性強，簡單明了。十年之內，達爾文獲得了廣泛而有力的科學支持，這種支持至今仍在繼續。倫敦國王學院動物學和生理學教授朱利安·赫胥黎爵士在1959年總結正統的科學共識時說，達爾文的進化論「不再是一個理論，而是一個事實」。

朱利安·赫胥黎爵士

牛津大學動物學教授理察·道金斯在1976年也同樣直言不諱地表達了自己的觀點，認為進化論和地球繞太陽旋轉的理論一樣不容置疑。

然而科學界的這種支持並沒有持續多久。在1977年，哈佛大學動物學和地質學教授史蒂芬·傑伊·古爾德觀察到，「化石記錄沒有為漸進變化提供支持」，這是對支撐達爾文理論的基本支柱之一，化石記錄的直接挑戰。

史蒂芬·傑伊·古爾德

1982年，耶魯大學地質學教授大衛·辛德爾在著名的《自然》雜誌上撰文指出，預期中的「假定祖先和後代之間的過渡......正在消失」。就在我們以為關於「進化論是否正確的爭論」早就結束的時候，似乎我們錯了。越來越多的跡象表明，達爾文的進化論並不能完全解釋物種的起源。

缺失的化石

達爾文認為，任何一個物種都是從它的祖先進化出來的，是一個經過無數個中間形式的漫長而漸進的過程。如果這一理論是正確的，那麼肯定存在數千種處於這種中間形式的生物。

達爾文也意識到這一點，他知道這些形式是否存在，是證明他的理論的關鍵。他寫道，「所有現存物種和滅絕物種之間的中間和過渡環節數量之多，肯定是不可思議的巨大。」他也提出了自己的疑問：「難道我們沒有發現它們在地殼中嵌入了無數的化石嗎？」地殼中化石的缺乏也讓他的理論失去了最重要的支持。「答案主要在於（化石）記錄......不如一般人想像的那麼完美。」

海洋動物化石

化石的缺失困擾著達爾文，他在書中用了整整一章來論述「地質記錄的不完善」。儘管他有自信的論據，但他顯然仍對目前的形勢感到相當不安。因為他覺得有必要將自己的信心印在「未來的時代......許多化石將被發現」。

然而達爾文的理論讓地質學家和古生物學家（研究化石的科學家）充滿了熱情，他們確信將會發現大量的含有生物化石的巖層。為此他們付出了巨大的努力去尋找，爭取填補化石記錄中的空白。令人驚訝的是，這項努力失敗了。古爾德教授透露，「化石記錄中極為罕見的過渡形式一直是古生物學界的秘密。」

1978年，古爾德的同事尼爾斯·埃爾德雷奇教授在一次採訪中坦言，「沒有人發現任何『中間』生物」，沒有發現任何化石證據能填補「缺失的環節」。越來越多的科學家相信這些過渡形式從未存在過，「事實上，化石記錄並沒有令人信服地記錄從一個物種到另一個物種的單一轉變。」例如，從來沒有人發現過脖子中等的長頸鹿化石。如果化石記錄沒有顯示出預期的聯繫，那麼它證明了什麼？

戲劇性的進化

我們所知道的化石記錄始於地質學家稱之為寒武紀的時期，可以追溯到大約5.9億年前。在這一時期的早期巖石中發現了一些微小的化石：一些細菌和一些非常奇特的生物，與之前或之後已知的任何東西都不一樣。

細菌化石

埃迪卡拉紀的動物群可追溯到5.65億年前，但很快它們就滅絕了。然而奇怪的是，在那之後，真正的進化開始了。這種變化是戲劇性的：在同一個時間，種類眾多的生命突然而神秘地綻放開來，正如我們所看到的，在5.3億年前發生了寒武紀生命大爆發。

寒武紀生命大爆發

大約5億4200萬年前到5億3000萬年前，在地質學上被認為是寒武紀的開始時間。令人吃驚的發現是，所有已知的動物體形，無論是化石還是活生生的，都是從這裡開始的。儘管整個寒武紀時期被認為持續了大約8500萬年，但這些新形式的實際出現可能發生在大約1000萬年或更短的時間內。在這個時間內，地球上突然出現門類眾多的無脊椎動物化石，而在早期更為古老的地層中，並沒有發現它們祖先的化石。

動物界一般分為三十七個門，所有這些門都出現在寒武紀時期。從那時起，進化論只是對某些微小的結構進行了修改。此外，沒有任何證據表明進化論對以前的任何發展有幫助，沒有證據表明這些生命是按照我們對達爾文進化論的理解而「進化」得來的。它們都只是在化石記錄中以完全成形、高度不同的形象突然出現。

一種來自斯彭斯頁巖的陸足類動物化石

令人吃驚的形態穩定

紐約州立大學的傑弗裡·萊文頓教授曾經提出一個問題：「自寒武紀以來，所有的進化都只是這些基本主題上的變化，為什麼古代生物的形態如此穩定？」

從地質記錄中可以清楚地看到，這種穩定性的確存在。動物或植物的化石形式出現了，繁榮了數百萬年，然後消失了，但形狀仍然大同小異。能夠觀察到的變化都是漸進的，而且主要局限於大小，而看不到它會變成另一種形態，甚至是一種相對接近的形態：家鼠從未進化成田鼠，麻雀也從未變成烏鴉。

已經發生的這種變化似乎是非常有選擇性的。今天仍有許多生物存活了很長一段時間，沒有任何跡象表明它們的形態發生了重大變化。這與達爾文進化論的所有預期背道而馳。

鯊魚1.5億年來一直保持不變

牡蠣和貽貝現在與大約4億年前首次出現時的情況基本相同；腔棘魚和肺魚已經生活了大約3億年，沒有明顯的變化；鯊魚1.5億年來一直保持不變；鱘魚、金槍魚、短吻鱷和貘都表現出了一億多年來的穩定形態；現代負鼠與6500萬年前首次生活的負鼠只在細節上稍微有所不同；第一隻烏龜的殼和今天一樣；第一條蛇幾乎和現代蛇一模一樣；蝙蝠也保持穩定，青蛙和蠑螈也是如此。

難道說進化就停止了嗎？或者是有其他機制在起作用？

從始祖馬到現代馬

一個經常被用來證明進化的例子是馬。它應該是從矮小的四趾始祖馬開始的，生活在5500萬年前，發展成為現代的馬。優雅而令人信服的圖表和博物館陳列展示了馬的進化過程。他們巧妙地展示了腳趾是如何逐漸縮小為一個馬蹄，而體型又是如何大大增加的，牙齒是如何隨著飲食的變化而變化的。

馬蹄的形成

然而，專家們現在普遍認為，這種從狗那麼大的動物變成今天的大馬的緩慢但確定的變化，在「很大程度上是捏造的」。事實是，與化石記錄一樣，這一系列的各種馬化石之間存在著許多差距。從第一個開始，始祖馬，它自己的祖先本身就是一個謎，而且與已知馬也沒有明確的聯繫。

這個例子並不是一條發展的路線，甚至不是一條通向現代馬科動物的家譜，而是只有一些離散的片段，這些片段之間缺乏聯繫。在任何時期，都有幾種不同種類的馬活著，有的有四個腳趾，有的少一些，有的牙齒大，有的小。體型也有大有小。

始祖馬

最後，我們還必須承認，所謂的始祖馬與現代馬沒有太大區別。除了腳和牙齒的一些細微變化以及尺寸的增加外，幾乎沒有什麼不同。這些微小的變化，被認為是進化的證據。即使這是真的，考慮到5200萬年的歷史，也很難令人印象深刻。直截了當地說，把這個偽序列看作某種進化的證明，與其說是科學行為，不如說是一種信仰。

突然出現物種

化石記錄的特點有兩個方面：第一，正如我們所看到的，是植物或動物出現後的穩定性。第二是這些形式突然出現，然後就消失了。

1.6億年的蝦的化石

一種新的生命形式出現在化石記錄中，沒有明顯的祖先；他們消失時同樣很突然，沒有任何明顯的後代。人們幾乎可以把化石證據稱為一系列造物的記錄，它們之間的聯繫僅僅是形狀的選擇，而不是進化上的聯繫。古爾德教授總結了這種情況：「在任何一個地方，一個物種並不是通過其祖先的穩定轉變而逐漸出現的；它是同時出現的，而且是一出現就是「完全成形的」。

阿根廷發現的花化石

我們可以看到這個過程幾乎無處不在。例如，當大約4.5億年前，第一批陸地植物化石出現時，它們沒有任何先前的記錄。然而，同期化石顯示，所有主要物種都出現了。根據進化論，這是不可能的。另一個例子是開花植物。在它們出現之前的時期是一個巨大的化石多樣性時期，但從未發現過它們祖先的痕跡。它們的起源也仍然不清楚。

同樣的反常現象也在動物界也被發現。有脊椎和大腦的魚最早出現在4.5億年前。他們的直系祖先不為人知。對進化論的進一步打擊是，這些第一批無顎但有盔甲的魚有部分骨骼。關於軟骨骨骼（如鯊魚和鰩魚所見）進化成骨質骨架的故事，通常被認為是錯誤的。事實上，這些無骨魚類在7500萬年後突然出現在化石記錄中。

魚類顎的出現

此外，魚類外表的進化的一個重要階段是顎的出現。但是第一條有顎的魚突然出現在記錄中，沒有任何早期的無顎魚可以被指定為其祖先。另一個令人好奇的是七鰓鰻，這種無顎魚今天仍然快樂地存在。如果下顎是一種明顯的進化優勢，那如何解釋為什麼這樣的魚現在還活著？

七鰓鰻

化石記錄是一個有力的記錄，它提供了地球上存在的生命形式的準確樣本。因此，以化石記錄的不完整性作為解釋這些進化中物種的缺失並不十分令人信服。

突兀的發育模式

同樣令人費解的是兩棲動物的發展，這種水生生物現在仍然能夠呼吸空氣並生活在陸地上。正如羅伯特·韋斯森博士在他的《超越自然選擇》一書中所解釋的那樣，

魚類進化為兩棲動物的階段尚不清楚......最早的陸地動物出現時四肢發達，肩胛骨和骨盆束帶、肋骨和獨特的頭部......在320萬年前，記錄中突然出現了十幾個兩棲類目，沒有一個明顯是其他兩棲動物的祖先。

哺乳動物也表現出這種突兀的發育模式。最早的出現的，是恐龍時代的一種小動物。大約在1億年前或更久以前，一種小動物偷偷地四處遊蕩。然後，在6500萬年前恐龍神秘的滅絕之後，更多的哺乳動物群突然同時出現在大約5500萬年前的化石記錄中。

出現在恐龍時代的哺乳動物

在這一時期，人們發現了形似現代的熊、獅子和蝙蝠的化石。而且，更複雜的是，它們不是出現在一個地區，而是同時出現在亞洲、南美和南非。至於那個在恐龍時期出現的小型哺乳動物是否是這些哺乳動物的祖先，仍然是個謎。

蝙蝠化石

無論我們在化石記錄中看到什麼，都有許多謎團。例如，在第一批脊椎動物和原始的早期脊索動物之間沒有已知的化石聯繫。今天活著的兩棲動物與已知的最早的兩棲動物明顯不同：在化石記錄中，這些較老的和後來的形式之間有1億年的差距。

達爾文的進化論在我們面前似乎正在崩潰。他關於「自然選擇」的想法可能會被保存下來，但只是一種對物種的修改方法。只有當一種生命形式出現時，也許自然選擇才起作用。但它只能對已經存在的生命起作用。

無法解釋的複雜器官

果蠅的繁殖實驗是很多學校以及科學家證明進化論的例子。在實驗中通過培育，可以使蒼蠅產生變異，賦予它不同顏色的眼睛，或者生出四個翅膀，而不是通常的兩個翅膀。但所有這些只是在改變果蠅已經存在的特徵。一個新的內部器官從未被創造出來過，果蠅也從未變成過類似蜜蜂或蝴蝶的東西。即便是讓它變成另一種類型的蒼蠅也是不可能的。你的實驗對象以及結果都始終屬於果蠅。

果蠅的繁殖實驗

儘管自然選擇解釋不了物種的起源，但自然選擇是否可以解釋物種適應性的變化呢？事實告訴我們，也不能。比如為什麼人類這一個物種卻有幾十種不同血型？最早的化石類型之一，寒武紀時期的三葉蟲，有非常複雜和高效的眼睛，可為什麼隨著進化，它失去了這個優勢？羽毛又是是如何進化的呢？按照進化論的標準文本，它們大概來自爬行動物的鱗片，但這是無法證明的。

三葉蟲

達爾文的理論在複雜器官的發展面前無能為力。因為在這樣的一個器官在它發揮作用之前，自然選擇沒有足夠的理由會將它保留下來。正如古爾德教授所問的，一個「有用結構的不完善初始階段有什麼可能的用途？半個下巴或半個翅膀有什麼用？」即便是達爾文也曾經提出過類似的問題。1860年，他向一位同事坦言，「今天的眼睛讓我不寒而慄。」

隨機的生命發展

科學家們從一開始就意識到化石記錄的問題。在一個世紀左右的時間裡，他們只是希望這些問題能消失，能被一些發現填補空白。或者，能夠發現某些證據，證明這些缺口是由間歇性的地質作用造成的，而不是任何進化問題。

但最終有科學家站出來公開質疑。1972年，古爾德和尼爾斯·埃爾德雷奇聯合向一個進化論會議提交了一篇激進的論文，他們的論文直接與達爾文的理論相牴觸。

在這篇論文中，他們提出儘管化石的記錄肯定遠遠不能令人滿意，但觀察到的新物種突然出現並不是化石記錄不完善所能解釋的。物種的起源可能不是一個漸進的進化過程，而是一個在很長一段時間內偶爾突然發生的過程。根據這一論點，古爾德和埃爾德雷奇可以解釋「缺失連結」的缺失：他們認為這些連結並不存在。

這個想法基於一種觀點，就是認為生命的發展是隨機的，偶然的。然而這解釋不了物種的起源，新的生命形式的出現並不是隨機的。

植物和動物的形態信息包含在它們的遺傳密碼中。這個代碼很複雜，可能涉及的變化量是巨大的。這個代碼可能是隨機發生的嗎？簡單地計算一下概率就可以看出，這是不可能做到的。舉個例子，如果一隻猴子坐在打字機前，每秒鐘敲一個鍵，那麼這隻猴子要花多長時間才能隨機寫出一個12個字母長的英語單詞呢？答案是，他需要將近1700萬年的時間。

而如果讓這隻猴子隨機地用100個字母組成一個有意義的英語句子，一個比基因密碼簡單得多的組合，需要多長時間？答案是一個無法形容的長的時間。實際上，一個有意義的由100個符號組成的序列是不可能偶然產生的。也就是說，和生命相關的複雜的遺傳密碼不可能像進化論所要求的那樣，偶然產生。

天文學家弗雷德·霍伊爾曾這樣形容生命的偶然產生：創造更高形式生命的機會與「龍捲風掃過垃圾場可能組裝一架波音747」的機會相似。那如果遺傳密碼不是通過隨機過程得到的，那麼它必須是通過非隨機過程實現的。那又是誰引導了這個過程呢？

達爾文的理論是維多利亞時代的產物。這個理論的出現打破了一些帶有宗教色彩的關於人類起源的理論。在早期，科學家們害怕如果放棄達爾文就是落入神創論者之手。但他們忽略了一個基本原則，那就是一個沒有事實依據的理論只是空想。

達爾文的進化論是一個神話；就像所有神話一樣，它滿足了尋求人類起源的需要。在這種程度上，它可能會奏效，但這並不能代表它是正確的。或許有一天人類能真正找到物種起源的正確答案。