它改變了生物學!但它卻被偷了

2021-01-21 露森科研

今天,借著「生命之樹」草圖被盜的科學事件,露絲帶大家一起去探秘《物種起源》和達爾文背後的故事!

左:《物種起源》封面。右:1854年前後的達爾文。圖片均在公共領域內。

「生命之樹」這本筆記本記載了達爾文在環球航行中的思考和洞見,並標誌著演化理論和自然選擇論的萌芽。

1837年7月,在乘坐小獵犬號(The Beagle)完成環球航行後,查爾斯·達爾文(Charles Darwin)在自己的筆記本上寫下了「I think」兩個詞,並在下面附上了一張草圖。

達爾文在1837年7月畫下的「生命之樹」草圖。來源:劍橋大學圖書館


伊拉斯謨和拉馬克對物種「蛻變」的想法雖然與查爾斯·達爾文後來提出的自然選擇(natural selection)有相異之處,但無疑在小達爾文對物種的思考中,種下了一顆將要迅速萌芽的種子。

左:《動物法則》封面。右:約瑟夫·賴特為伊拉斯謨·達爾文畫的肖像畫。圖片均在公共領域內。

根據伊拉斯謨和拉馬克的「蛻變」說,所有物種都從同一祖先中變化而來。在《動物法則》中,伊拉斯謨寫道:"(是否有可能,)所有的恆溫動物都從一個生命中誕生,這個生命的活性(animality)由[上帝]賦予⋯⋯"

伊拉斯謨認為,每個動物都有朝著不同方向「蛻變」的潛力,這種潛力由各動物的意志、感覺等因素決定


拉馬克則在《動物哲學》中進一步提出,物種的「蛻變」遵循「用進廢退」和「性狀遺傳」兩大規律。根據這種說法,如果一個孩子的父母都是舉重選手,那這個孩子就應該有比同輩更強勁的臂部肌肉。 



就這樣,達爾文在1831年底踏上了小獵犬號,跟隨船長羅伯特·菲茨羅伊(Robert FitzRoy)探索不同大陸的海岸。在出海第一周的日記裡,達爾文寫道:"剛開始,(暈船)就將我置於極度痛苦之中,這種痛苦不是人能忍受的。只有平躺才能讓我好受一點⋯⋯"


1835年,在時好時壞的暈船中,達爾文抵達南美西岸的加拉帕戈斯群島(Galápagos Islands)。正是這個群島,讓達爾文畫下了舉世聞名的「生命之樹」。


達爾文在加拉帕戈斯哥拉帕戈斯群島上發現的四種雀,不同島上發現的雀具有明顯不同的喙長和喙形。圖片在公共領域內。


作為一名昆蟲學家,達爾文深知自己需要鳥類學家的幫助來解讀這些差異——在發現這些差異的時候,他甚至都不知道這些是什麼鳥。


於是,帶著從各個島上搜集的鳥類樣本,達爾文在1836年返回英格蘭。


在倫敦,著名的鳥學家約翰·古爾德(John Gould)對這些樣本進行了分類,並得出結論:加拉帕戈斯群島上的鳥是雀(finch),而且達爾文觀察到的並不只是「差異」,而是13個不同的物種。 


得益於達爾文對雀樣本搜集地點的詳細記錄和古爾德的分析,「生命之樹」的雛形在達爾文的思想中逐漸成型。


1837年,達爾文在筆記中寫下了文章開頭展示的那一頁。在「生命之樹」的草圖右邊,達爾文寫道:「當初的一代(動物)一定變成了當今很多不同的(動物)。」 



《物種起源》中的唯一一張插圖,是一棵跨越了14代的「生命之樹」。

《物種起源》中的唯一一張插圖——「生命之樹」。圖片在公共領域內。

而在2016年發表於《自然》子刊上的一項宏基因組學(metagenome)研究中,科學家仍在以相似的方式,為我們呈現現代生物學的「生命之樹」:

2016年《自然》子刊論文中的「生命之樹」;人類屬於右下角的後鞭毛生物(Opisthokonta)演化支。



萬物都在演化,並在演化中適應各自的環境和任務,正如《物種起源》結尾一句所說:"無數最美麗與最奇異的類型,即是從如此簡單的開端演化而來、並依然在演化之中;生命如是之觀,何等壯麗恢弘!"

《物種起源》的末尾句。有趣的是,雖然《物種起源》中多次提到上帝(如圖中下劃線處),史學家大多認為這只是達爾文為了避免教會迫害,做出的無奈之舉。據赫胥黎等人稱,達爾文在私下是一個明顯的無神論者。


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