高中歷史第七單元近代世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展第二十課破解生命起源謎團(tuán)的進(jìn)化論素材北師大版必修3

1、反進(jìn)化論反進(jìn)化論是縱觀歷史長(zhǎng)河，達(dá)爾文進(jìn)化論中有些無(wú)法解釋的，木村資深的中性進(jìn)化論等新進(jìn)化論補(bǔ)充了這些缺陷，但是由于生命由來(lái)本身就跟宇宙起源一樣神秘，我們所掌握的知識(shí)、證據(jù)太少，所以只能懷疑達(dá)爾文進(jìn)化論，無(wú)法完整解釋生命起源。需要新的進(jìn)化論模型補(bǔ)充。對(duì)于進(jìn)化論，反進(jìn)化論我們要科學(xué)的對(duì)待，而不是指責(zé)反進(jìn)化論大逆不道。眾所周知很多理論都被推翻了，現(xiàn)在還未被推翻的可能是正確的，也可能是不完整的，也有可能是錯(cuò)誤的，只是我們知道的太少了而已。人類的知識(shí)其實(shí)都在完善中。概述編輯達(dá)爾文的進(jìn)化論已經(jīng)創(chuàng)立140余年了，在其誕生之初是作為一種假說(shuō)被提出來(lái)的，除達(dá)爾文本人從對(duì)一些植物，動(dòng)物形態(tài)的觀察得出的推論外，這

2、些年學(xué)術(shù)界完善了鈾鉛測(cè)年法對(duì)化石證據(jù)的排序和基因證據(jù)。達(dá)爾文在物種起源書(shū)中論及化石時(shí)，標(biāo)題為“不完美的地質(zhì)記錄”。他承認(rèn)在當(dāng)時(shí)的化石研究中并未有證據(jù)顯示有物種間過(guò)渡類型的存在，并指出這可能是最易于檢驗(yàn)而又具有殺傷力的反進(jìn)化論的理由。他看到了進(jìn)化論的理論缺陷，并希望后人能予以驗(yàn)證、完善。時(shí)至今日，在當(dāng)今任何一本生物學(xué)雜志上，已經(jīng)找不到任何質(zhì)疑進(jìn)化論的論文了。SCOTT和COLE在八十年代初，檢索了當(dāng)時(shí)的4000多種學(xué)術(shù)刊物，未發(fā)現(xiàn)任何一篇反進(jìn)化論的論文，在68種與生物起源有關(guān)的學(xué)術(shù)期刊中，也未發(fā)現(xiàn)任何一篇是質(zhì)疑進(jìn)化論的。GEORGE W. GILCHRIST在1997年調(diào)查了世界上最大的五種期刊

3、數(shù)據(jù)索引，也未發(fā)現(xiàn)反進(jìn)化論或非進(jìn)化論的論文。發(fā)展編輯SCOTT和COLE的工作還發(fā)現(xiàn)，在1985年提交的135000篇論文中，確有18篇論文是反進(jìn)化論的和非進(jìn)化論的，這都是質(zhì)疑進(jìn)化論理論缺陷的。這更加給人一種印象：進(jìn)化論并非確立于自身學(xué)說(shuō)的科學(xué)性和完美程度，而是確立于眾多分子生物學(xué)的數(shù)學(xué)模型。進(jìn)化論并非KARL POPPER意義上的“經(jīng)驗(yàn)科學(xué)”（EMPIRICAL SCIENCE），而是一個(gè)數(shù)學(xué)模型，純數(shù)學(xué)的證據(jù)的雜合體。事實(shí)上，我們今天科學(xué)研究所發(fā)現(xiàn)的東西，已經(jīng)足以讓人們重新優(yōu)化進(jìn)化論的不足了。一些人在思維定式的驅(qū)使下，自覺(jué)或不自覺(jué)地成為盛行理論的衛(wèi)道士，而喪失了獨(dú)立思考的能力，這是不符合理

4、性的科學(xué)精神的。一個(gè)真正的科學(xué)家，應(yīng)正視舊理論的缺陷及其面臨的挑戰(zhàn)，并勇于擺脫束縛。只有這樣，科學(xué)才能向前發(fā)展，人類才能向前推動(dòng)。觀點(diǎn)編輯一. 理論簡(jiǎn)介（一）比較解剖學(xué)進(jìn)化論者通過(guò)動(dòng)物的器官在形態(tài)和功能方面的類比，定了所謂的同源器官，并由此說(shuō)明在進(jìn)化樹(shù)中某一譜系的動(dòng)物該器官在進(jìn)化中發(fā)生的形態(tài)與功能的變化是自然選擇的結(jié)果。首先，同源器官的定義就非常牽強(qiáng)，你必須首先承認(rèn)動(dòng)物是進(jìn)化的，才能找到同源器官。因此這絕不能算做進(jìn)化論中的一個(gè)證據(jù)，而只能是一個(gè)推論。即我們只能說(shuō)因?yàn)檫M(jìn)化論正確，所以進(jìn)化樹(shù)中某一譜系中的動(dòng)物存在同源器官，而不能說(shuō)同源器官的存在證明進(jìn)化的存在。現(xiàn)代基因?qū)W和遺傳學(xué)誕生后，對(duì)生物體形態(tài)

5、與功能的關(guān)系在更本質(zhì)的層次基因及分子水平有了嶄新的認(rèn)識(shí)。形態(tài)和功能只是表相，它們是由基因決定的，相同的形態(tài)可能對(duì)映于完全不同的基因。如果認(rèn)為從鳥(niǎo)類的翅到哺乳動(dòng)物的前肢是進(jìn)化的話，那么它們的基因也應(yīng)表現(xiàn)為對(duì)映于形態(tài)相同程度的進(jìn)化。但實(shí)際上并非如此，如果現(xiàn)在仍有人試圖從表面現(xiàn)象說(shuō)明問(wèn)題，只能被認(rèn)為是膚淺的。（二）古生物學(xué)1. 凌亂的化石證據(jù)無(wú)論是進(jìn)化論者還是反進(jìn)化論者，都希望古生物化石能輔證自己的觀點(diǎn)1。如果說(shuō)達(dá)爾文時(shí)代缺少化石記錄的話，那么到今天為止，人類已收集了數(shù)以萬(wàn)噸記的化石，是否已證明進(jìn)化論的正確了呢？事實(shí)上依然不能。CHICAGO的FIELD MUSEUM OF NATRURAL HIS

6、TORY的古生物學(xué)家RAUP本是進(jìn)化論者，但后來(lái)不得不放棄自然選擇學(xué)說(shuō)，而支持幸運(yùn)者生存說(shuō)。他說(shuō)該館擁有現(xiàn)有已知化石物種的近五分之一，可是已經(jīng)確證的中間過(guò)渡類型的化石比達(dá)爾文時(shí)代還少?，F(xiàn)有化石記錄混亂不堪，人為按進(jìn)化論組成的譜系漏洞百出，根本不能說(shuō)明問(wèn)題。進(jìn)化論者們所使用的分類方法及標(biāo)準(zhǔn)又不同，因此對(duì)某一化石的斷代也經(jīng)常爭(zhēng)論不休，得不到一個(gè)統(tǒng)一的結(jié)論。進(jìn)化論者常用的一個(gè)較為完備的進(jìn)化譜系證據(jù)是脊椎動(dòng)物序（VERTEBRATE SEQUENCE），包括從魚(yú)類到兩棲類，爬行類，鳥(niǎo)類，哺乳動(dòng)物，直至人的進(jìn)化。從魚(yú)類到兩棲類，曾發(fā)現(xiàn)一種叫RHIPIDISTIAN的魚(yú)化石，其骨骼特征類似于兩棲類，因此被

7、認(rèn)為是魚(yú)類到兩棲類的過(guò)渡類型。但當(dāng)另一種叫COELACANTH的活化石發(fā)現(xiàn)后，這種觀點(diǎn)被立即推翻，因?yàn)檫@兩種動(dòng)物在進(jìn)化譜系中的親緣關(guān)系是極近的，但研究表明，COELACANTH并無(wú)任何上岸的可能性。曾經(jīng)轟動(dòng)一時(shí)的始祖鳥(niǎo)(ARCHAEOPTERYX)，曾被視為進(jìn)化論的鐵證，因?yàn)樗淳哂信佬袆?dòng)物的特征，又具有鳥(niǎo)類的特征而被視為一個(gè)著名的過(guò)渡類型。后來(lái)發(fā)現(xiàn)，始祖鳥(niǎo)所具有的爬行類特征，如爪和牙齒，在現(xiàn)代鳥(niǎo)類中也存在，如南美洲OPISTHOCOMNSH-OATZIN 和非洲的TOURACOCORYTHAIX。也就是說(shuō)這個(gè)證據(jù)并不能用于判定鳥(niǎo)類與爬行類的過(guò)渡類型。另外，JENSEN早在1977年SCIEN

8、CE上發(fā)表的論文指出，與始祖鳥(niǎo)同一地層出土的化石被懷疑為近似于現(xiàn)代鳥(niǎo)類動(dòng)物的股骨，因此，始祖鳥(niǎo)即非“始祖”，只是種間類型。在從猿到人的進(jìn)化過(guò)程中，拉瑪古猿（RAMAPITHECUS）具有重要意義。它的下頜骨兼具人類與猩猩的特征，牙床結(jié)構(gòu)類似于人，不具有猩猩的門(mén)齒與犬齒，上下頜的距離與頜骨的長(zhǎng)度又近似于猩猩，這被視為是進(jìn)化論的一個(gè)鐵證。然而后來(lái)在非洲發(fā)現(xiàn)的一種狒狒（THEROPITHECUSGLADE）與拉瑪古猿具有相同的牙齒及面骨特征，但卻被視作一種狒狒。由此可見(jiàn)，這個(gè)判據(jù)也是模棱兩可的。2. 寒武紀(jì)生物大爆炸（CAMBRIAN EXPLOSION）寒武紀(jì)生物大爆炸大約在五億三千萬(wàn)年前，在53

9、70萬(wàn)年左右，幾乎現(xiàn)在多數(shù)生物的門(mén)同時(shí)出現(xiàn)在地球上。從海洋里巨大的管狀蠕蟲(chóng)，甲殼類到較為高級(jí)的脊索動(dòng)物并存。如果進(jìn)化確如達(dá)爾文所言由點(diǎn)滴的，漸進(jìn)的方式進(jìn)行，那么數(shù)千萬(wàn)年的時(shí)間無(wú)論如何也不足以完成這一歷程。雖然寒武紀(jì)之前的多細(xì)胞生物化石也有發(fā)現(xiàn)，但按進(jìn)化論的觀點(diǎn)，它們與寒武紀(jì)生物并無(wú)承傳關(guān)系?，F(xiàn)代達(dá)爾文主義者STEPHEN J GOULD亦無(wú)法解釋，稱之為“迷中之迷”（ENIGMA OF ENIGMAS）。2000年以后的科學(xué)界主流意見(jiàn)為：在寒武紀(jì)之前的世界其實(shí)生命已經(jīng)很豐富多彩了，多數(shù)是類似于今天軟體動(dòng)物的生命，到了寒武紀(jì)早期由于捕食和反捕食的出現(xiàn)，才形成了硬質(zhì)骨骼、牙齒、甲殼等結(jié)構(gòu)，而這些結(jié)

10、構(gòu)更容易保存，所以看起來(lái)像是許多生命突然出現(xiàn)。另外，在對(duì)細(xì)胞種類的分析方面，結(jié)論是雖然寒武紀(jì)早期出現(xiàn)了很多種生命，他們的細(xì)胞結(jié)構(gòu)、種類復(fù)雜程度并沒(méi)有大突破，即種類雖多，結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和以往及以后的生命相比都是吻合漸變的（動(dòng)物的形態(tài)復(fù)雜性增加，1994年第2期古生物學(xué)社會(huì)，作者瓦倫蒂諾等。）3. 人類的起源2的確，從進(jìn)化論的觀點(diǎn)來(lái)看，人類的進(jìn)化太快了。以人為例，進(jìn)化論者認(rèn)為人類誕生的歷程為：3南方古猿（AUSTRALOPITHECUS 200萬(wàn)年前）-原人（代表為BETICONTUROPS 50萬(wàn)年前）- 舊人（代表為NEANDERTHALIAN 10萬(wàn)年前）-新人（5萬(wàn)年前）- 現(xiàn)代人類（5千年

11、前）。在這一過(guò)程中，人腦容量以爆炸般的速度增大。而現(xiàn)代人類產(chǎn)生后，進(jìn)化又仿佛突然消失了，五千年來(lái)人的腦容量基本未變，當(dāng)然這五千年和前面50萬(wàn)年的變化相比太短了，沒(méi)有變化也是正常的。再看腦細(xì)胞數(shù)量，現(xiàn)代類人猿為10億個(gè)，而現(xiàn)代人類約為140億個(gè)。單從數(shù)字上看是增大了14倍，但智力水平卻發(fā)生著跳躍性的變化，主要原因是大腦皮層的進(jìn)化。另外，六十年代以來(lái)，肯尼亞OLDUVAI峽谷和RUDOCF湖附近地區(qū)的考古發(fā)現(xiàn)，也給進(jìn)化論提出了許多難題。1972年出土了一具類人動(dòng)物的頭骨化石，編號(hào)為KNM-ER-1470，簡(jiǎn)稱1470號(hào)人。按其分類特征，它類似于現(xiàn)代人，屬于人屬（HOMO GENUS），比南方古猿和

12、直立猿人（HOMO ERECTUS）要進(jìn)步得多，但它卻處于290萬(wàn)年前。1470號(hào)人比進(jìn)化論者所公認(rèn)的人類始祖南方古猿早九十萬(wàn)年，比直立猿人早二百萬(wàn)年。這成為古人類學(xué)中的一件懸案，至今沒(méi)有能夠歸屬1470號(hào)人在進(jìn)化樹(shù)中的位置，很可能是進(jìn)化的側(cè)枝。新研究發(fā)現(xiàn)化石的年齡有錯(cuò)誤，很可能是屬于190萬(wàn)年前，這樣就能解釋這個(gè)難題了。（三）胚胎學(xué)與比較解剖學(xué)類似，胚胎學(xué)從生物發(fā)育過(guò)程中形態(tài)的變化，推論出高等動(dòng)物的胚胎在發(fā)育中重現(xiàn)其進(jìn)化歷程。如人類胎兒在發(fā)育之初與豬和鼠的胎兒都具有鰓裂和尾，形態(tài)也很相似，其實(shí)，這只是表面現(xiàn)象。首先，人類胎兒的“鰓裂”事實(shí)上不是鰓裂，而是快速發(fā)育的皮膚的褶皺；其次，人類胎兒的

13、尾狀結(jié)構(gòu)也只在初期尾，后期是神經(jīng)管。在蛙胎發(fā)育過(guò)程中的尾狀結(jié)構(gòu)亦是神經(jīng)管，需要補(bǔ)充的是，最原始的脊索動(dòng)物如海鞘等，神經(jīng)管就是在尾部發(fā)現(xiàn)的。再次，形態(tài)這一表象是由基因決定的。較為普遍接受的HOX基因調(diào)控理論4認(rèn)為，動(dòng)物形態(tài)雖然豐富多彩，但在分子水平上的調(diào)控都是復(fù)和進(jìn)化的，因此，動(dòng)物胚胎發(fā)育之初形態(tài)相似，是由于HOX基因調(diào)控水平相同而已。這是近年來(lái)發(fā)育生物學(xué)最為重大的發(fā)現(xiàn)之一。也就是說(shuō)，只能通過(guò)基因統(tǒng)一性說(shuō)明進(jìn)化的同源。二. 不可回避的化學(xué)進(jìn)化生命產(chǎn)生前在分子水平上的進(jìn)化（PREBIOLOGICAL EVOLUTION）被稱為化學(xué)進(jìn)化。完整意義上的進(jìn)化論，不僅要回答生命產(chǎn)生后的生物進(jìn)化過(guò)程，而且還

14、要解決生命物質(zhì)是如何產(chǎn)生的問(wèn)題。即怎樣由簡(jiǎn)單，無(wú)機(jī)的小分子進(jìn)化到復(fù)雜，有機(jī)的大分子，進(jìn)而產(chǎn)生生命體。DARWINS BLACK BOX一書(shū)的作者BEHE教授，對(duì)數(shù)種有關(guān)進(jìn)化分子生物學(xué)的學(xué)術(shù)期刊（包括JOURNAL OF MOLECULAR EVOLUTION，PROCEEDINGS OF NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES等權(quán)威雜志），近十年來(lái)所發(fā)表的上千篇文章的研究表明，在這方面的進(jìn)行的工作是零?；瘜W(xué)進(jìn)化被回避的原因很簡(jiǎn)單，這需要上億年的實(shí)驗(yàn)來(lái)檢測(cè)，目前不可能100%模擬。流行的觀點(diǎn)認(rèn)為，原始地球擁有還原性大氣，含有氮，氫，硫化氫等成份，不含或含少量的氧。大氣放電經(jīng)常發(fā)

15、生，原始海洋中水溫較高，并有頻繁的地質(zhì)活動(dòng)，如地震，火山噴發(fā)等。基于這種觀點(diǎn)，1951年STANLEY MILLER進(jìn)行了著名的“原始湯”（PREBIOTIC SOUP）實(shí)驗(yàn)，他在一個(gè)燒瓶中模仿原始地球的環(huán)境，用氣體放電模擬雷電。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，在產(chǎn)物中分離到了氨基酸，這個(gè)結(jié)果轟動(dòng)了科學(xué)界。但更多的問(wèn)題暴露后，樂(lè)觀主義漸漸消失了。我們僅舉兩例，說(shuō)明他們的困難。（一）化學(xué)選擇性所有生物大分子結(jié)構(gòu)均表現(xiàn)為空間上的有序，蛋白質(zhì)分子除了特定氨基酸的連接外，還能形成Alpha-螺旋（HELIX）；Beta-折疊（SHEET）等二級(jí)結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)域（STRUCTURAL DOMAIN）等三級(jí)結(jié)構(gòu)；直至形成四級(jí)結(jié)構(gòu)

16、-亞基（SUBUNIT）。雙鏈DNA分子由兩條單鏈組成，除單個(gè)核甘酸的連接與氫鍵作用外，還能形成雙螺旋和超螺旋（A-DNA；B-DNA；Z-DNA等），所有這些結(jié)構(gòu)都與該大分子的功能緊密相聯(lián)。一旦這些結(jié)構(gòu)遭到破壞，該大分子就會(huì)失活，所以生物體在合成生物大分子時(shí)表現(xiàn)出極高的隨機(jī)性。假設(shè)第一條具有生命功能的多肽鏈出現(xiàn)在原始海洋中，其序列為A，B，C.（A，B，C.代表天然的人體所需的二十種氨基酸）。其形成的必然條件是：化學(xué)進(jìn)化（1）A，B，C.等具有足夠的濃度，這樣A，B，C分子才有可能相遇而發(fā)生反應(yīng)。（2）從氨基酸形成多肽鏈的反應(yīng)是縮聚反應(yīng)，每步反應(yīng)會(huì)生成一分子水，從化學(xué)平衡的原理看，反應(yīng)需要脫

17、水劑，否則水將抑制該反應(yīng)。（3）假設(shè)A與B的結(jié)合是隨機(jī)的，而結(jié)合C時(shí)是選擇性的，按熱力學(xué)原理，這是一個(gè)熵減的反應(yīng)，必須得有外界能量的輸入。如果以上三個(gè)條件全部成立，那么C到底是由什么因素決定而被選擇的呢？這種問(wèn)題忽視了熵值定律的前提封閉系統(tǒng)，而地球本身不是封閉系統(tǒng)，而是有太陽(yáng)進(jìn)行能量輸入的。BEHE教授在談到這個(gè)問(wèn)題時(shí)舉了一個(gè)例子，他認(rèn)為，蛋白質(zhì)絕對(duì)隨機(jī)，自然地產(chǎn)生，就如同一個(gè)人指望把熱水，雞蛋，面粉，糖和可可粉隨機(jī)放在一起加熱一次就能產(chǎn)生一個(gè)巧克力蛋糕一樣荒唐。這種觀點(diǎn)早已被科學(xué)界拋棄，因?yàn)閷?duì)進(jìn)化論一知半解的如BEHE等天真地假設(shè)進(jìn)化論是隨機(jī)的，如果隨機(jī)的話還叫自然選擇嗎？選擇就意味著不是隨機(jī)。關(guān)于Behe教授，2007年6月初的自然雜志有詳細(xì)的對(duì)他的謬論進(jìn)行駁斥的專題，有興趣的可以去閱讀。（二）光學(xué)選擇性生物世界是一個(gè)不對(duì)稱的世界，如果你注意觀察過(guò)你的手，你會(huì)發(fā)現(xiàn)左右手在空間上無(wú)法完全重合，但左手和右手的鏡像卻能重合。在化學(xué)中這種現(xiàn)象被稱之為“手性”（CHIRALITY），幾乎所有的生物大分子都是手性的。比如，組成人體的糖類一般是右旋的，而構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸都是左旋的。而左旋的糖和右旋的氨基酸，幾乎不能被人體利用。一般認(rèn)為，在非手性的環(huán)境中不能產(chǎn)生手性化合物，而只能產(chǎn)生外消旋體，即等量的右旋和左旋體構(gòu)成的混合