生物進化的原因(生物教案)

1、第七單元 生物圈中生命的延續(xù)和發(fā)展第三章 生物的進化第三節(jié) 生物進化的原因教學目標：知識目標：概述自然選擇學說，形成生物進化的原因；能力目標：模擬保護色的形成過程，分析生物進化的原因；情感、態(tài)度和價值觀：形成生物進化的基本觀點；教學重點：自然選擇學說的內(nèi)容；生物進化的原因；教學難點：模擬保護色的形成過程，分析生物進化的原因；自然選擇學說的內(nèi)容；教學法：模擬法、講述法、討論法；教學準備：多媒體電子課件；課時安排：1課時；教學過程：【復習上堂課內(nèi)容】師：研究生物進化的歷程主要采用的是哪種方法？生：比較法。師：生物進化的大致歷程是怎樣的呢？生：由簡單到復雜，由低等到高等，由水生到陸生。【新課講授】師

2、：為什么一些生物會不斷變化，另一些生物卻會絕種呢？推動生物不斷進化的原因是什么呢？師：我們先來看一個真實的事例。1850年到1950年這100年里，英國的曼徹斯特由一個山青水秀，綠樹成蔭的地區(qū)變成了一個工業(yè)城市。這里的樺尺蠖的顏色在這一百年里也發(fā)生了變化，由淺色變成了深色。為什么會發(fā)生這種現(xiàn)象呢？學生討論。師：請同學們做書P63T1師：這個現(xiàn)象說明了環(huán)境的改變是生物進化的外在動力，遺傳和變異是生物進化的基礎，生物只有適應不斷變化的環(huán)境才能生存和繁衍。師：請同學們自行閱讀書P5962的模擬探究：模擬保護色的形成過程，更好地理解生物進化的原因。學生活動。師：那么，為什么環(huán)境變化，就會使得某些生物能

3、夠進化呢?長期以來，人們都在進行這方面的探索，其中比較著名的科學家有法國的拉馬克和英國的達爾文。師：簡要介紹 法國的拉馬克的“用進廢退”和“獲得性遺傳”理論。拉馬克是進化論的奠基人。師：介紹 英國的達爾文的“自然選擇學說”和物種起源（書P6465）：過度繁殖、生存斗爭、遺傳和變異、適者生存。師：應用達爾文的自然選擇學說解釋長頸鹿的形成過程。師：自然界中的生物，通過激烈的生存斗爭，適應著生存下來，不適應者被淘汰掉，這就是自然選擇。生物通過遺傳、變異和自然選擇，不斷進化。師：課后練習。附：參考答案1.治理環(huán)境，減少工廠排出的煤煙，使曼徹斯特地區(qū)的自然環(huán)境盡量恢復正常并得到保護。2.這是因為人工選擇

4、的結果，與自然選擇相比，人們根據(jù)自己的需要和愛好有目的的選擇可以加快生物演變的歷程，縮短生物演變的時間。3.這是自然選擇的結果。由于這些海島上經(jīng)常刮大風，那些有翅能飛但翅膀不夠強大的昆蟲，就常常被大風吹到海里，因而生存和繁殖后代的機會較少。而無翅或殘翅的昆蟲，由于不能飛翔，就不容易被風吹到海里，因而生存和繁殖后代的機會就多。經(jīng)過一段時間的自然選擇之后，島上無翅的昆蟲就特別多。4.在青霉素剛被使用的時候，能夠殺死大多數(shù)類型的細菌。但少數(shù)細菌由于變異而具有抵抗青霉素的特性，不能被青霉素殺死而生存下來，并將這些特性遺傳給下一代。因此，下一代就有更多的具有抗藥性的個體，經(jīng)過青霉素的長期選擇，使得有的細

5、菌已不再受其的影響了。板書設計： 第三節(jié) 生物進化的原因一 生物進化的原因 遺傳和變異是生物進化的基礎； 環(huán)境的改變是生物進化的外在動力；二 自然選擇學說 英國 達爾文 1859年出版物種起源教學后記：進化·達爾文（一）方舟子一、巨人出世現(xiàn)代生物學之父查爾斯·達爾文（Charles Darwin）于1809年2月12日出生于英國什魯斯伯里一個富裕的中產(chǎn)階級家庭，他的祖父伊拉茲馬斯·達爾文（Erasmus Darwin，17311802）和父親羅伯特·達爾文（Robert Darwin，17661848）都是很成功的醫(yī)生，積累了大筆財產(chǎn)。他的母親來自英國著

6、名的制陶世家韋茲伍德（Wedgwood）。很巧的是，伊拉茲馬斯·達爾文是進化論先驅，在進化論歷史上占有一席之地。他在1794年出版的動物法則（Zoonomia）一書中簡略地提出了一種進化理論，其主要內(nèi)容與拉馬克稍后更詳細地提出的進化理論相近。但是這些主張在當時并未引起科學界的注意，以后對達爾文也無影響。年輕時的達爾文達爾文在青少年時代是個游手好閑的紈绔子弟，而不象是肩負歷史使命的天才。他的父親有一次指責他說：“你除了打獵、玩狗、抓老鼠，別的什么都不管，你將會是你自己和整個家庭的恥辱?！惫倘?，這時候他很熱衷于收集礦石和甲蟲標本，但這是在男孩子當中很普遍的一種愛好，并沒有什么特殊之處，雖

7、然我們現(xiàn)在可以認為他未來的科學研究乃是兒時興趣的延續(xù)。1825年秋，老達爾文準備讓兒子繼承家庭傳統(tǒng)，把他送進了愛丁堡大學學醫(yī)?？上?，小達爾文對醫(yī)學毫無興趣，更要命的是，當時的手術手段極為殘酷，而他天性脆弱，不敢面對手術臺上的淋漓鮮血。兩年之后，只好從醫(yī)學院退學了。醫(yī)生是當不成了，當牧師也是個體面的職業(yè)，達爾文聽從父命，進了劍橋大學學神學。雖然他對神學也沒有什么興趣，花在打獵和收集甲蟲標本上的時間恐怕比花在學業(yè)上的要多得多，卻也能應付考試，在1831年以非優(yōu)等生中排名第十的成績畢業(yè)，準備當個鄉(xiāng)間牧師了此殘生。貝格爾號達爾文在晚年回顧他的一生時，認為他的所有這些所謂高等教育完全是一種浪費。他覺得正

8、式的課程枯燥無味，也沒能從課堂上學到什么。但是在這些年，他在課余結識了一批優(yōu)秀的博物學家，從他們那里接受了科學訓練。他在博物學上的天賦也得到了這些博物學家的賞識。1831年，達爾文完成學業(yè)后，隨地質學家、災變論者亞當·塞奇威克（Adam Sedgwick）到威爾士考察，并夢想能有機會到熱帶地區(qū)做博物學研究。沒想到這個機會很快來了。這一年的8月，他從威爾士考察回來，發(fā)現(xiàn)劍橋大學植物學教授亨斯樓（John Henslow，17691861）給他的一封信，讓他趕快申請當貝格爾號的博物學家。當時英國海軍計劃派貝格爾號到南美海域考察，制作海圖。船長羅伯特·費茲洛伊（Robert Fi

9、tzroy）希望旅途中能有一名年輕的紳士作陪，于是想到要招一名不付工資的博物學家。亨斯樓推薦了忘年交達爾文。達爾文的父親竭力反對兒子參加航行，認為這會推遲兒子在神學職業(yè)上的發(fā)展。在達爾文的一再懇求下，老達爾文終于作出讓步，表示他若能找到一個可敬的人支持他去，他就可以去。達爾文找到了舅舅、他未來的丈人喬西亞·韋茲伍德（Josiah Wedgwood，17691861）來說服父親，并僥幸通過了以苛刻著稱的費茲洛伊船長的面試（費茲洛伊迷信面相，認為達爾文的鼻子形狀表明他不會吃苦耐勞），于1831年12月27日隨貝格爾號揚帆起航，途經(jīng)大西洋、南美洲和太平洋，沿途考察地質、植物和動物。在旅途中

10、達爾文也閱讀了許多科學著作，其中對他影響最大的是賴爾的地質學原理。他在南美洲觀察到的地質現(xiàn)象與賴爾的學說相符，使他變成了均變論者。貝格爾號繞地球一圈，于1836年10月2日回到了英國。這五年間，達爾文一路上向亨斯樓寫信報告所見所聞，并采集了無數(shù)的動物、植物、化石和礦物標本運回英國，還未回國就已在科學界出了名，從一個業(yè)余愛好者變成了著名的地質學家和博物學家。他的航行見聞后來以貝格爾號之航為名出版，是維多利亞時代最受歡迎的航海游記。貝格爾號航行路線，點擊圖片放大當達爾文踏上貝格爾號的時候，他是個言必稱圣經(jīng)的神學畢業(yè)生、正統(tǒng)的基督教徒，他的虔誠常常被海員們?nèi)⌒Α５钱斔祷赜⒏裉m時，在他看來舊約不過

11、是一部“很顯然是虛假的世界史”，其可靠性并不比印度教的圣書高。他完全拋棄了基督教信仰，并逐漸成為不相信上帝存在的無神論者，有幾個因素促成了這個思想轉變。在環(huán)球航行時，他親眼目睹了奴隸制的殘酷，難以想像一個仁慈的上帝怎么會允許這種制度的存在。更重要的是，他在南美洲，特別是加拉帕格斯群島上觀察到的現(xiàn)象使得達爾文無法接受神創(chuàng)論的說教，動搖了物種不變的觀念：他挖到的已滅絕物種的化石看上去和在當?shù)厣钪奈锓N很相似，然而并不相同；海島上的物種看上去和鄰近大陸的很相似，然而也不相同。他留下的筆記表明，至遲在1837年春天，他已經(jīng)堅決相信新物種能夠經(jīng)由地理隔離而逐漸產(chǎn)生，以及所有的生物都是從共同祖先進化而來

12、的。從那以后他開始思考生物進化的機制，并在1838年9月28日為了消遣而閱讀馬爾薩斯的人口論時，獲得了靈感，開始創(chuàng)建自然選擇學說。在1839年1月，達爾文和他的表妹愛瑪·韋茲伍德（Emma Wedgwood，18081896）結婚。1842年9月從倫敦搬家到肯特的唐恩村，在那里生活直到逝世。達爾文繼承了一大筆遺產(chǎn)，并有豐厚的經(jīng)濟收入，這使他可以專心致志從事生物學研究。他的家庭生活也非常幸福。不幸的是，從30歲開始，達爾文就備受疾病的折磨，每天通常只能工作兩、三個小時。他究竟得的是什么病，至今沒有定論。所有的癥狀都表明他的自主神經(jīng)系統(tǒng)失常，但是病因是什么則眾說紛紜，有的認為是在貝格爾之

13、航時在南美感染上寄生蟲錐體蟲而引起的，有的認為是他吃過的藥中含砷引起的重金屬中毒，有的則認為是由于精神壓力過大引起的心理疾病。疾病使達爾文大多數(shù)時間只能呆在家中過隱居的生活，主要靠通信與外界聯(lián)系，留下了大約一萬五千封通信。達爾文故居Down House達爾文在有了自然選擇的想法之后，并沒有急著發(fā)表。他在收集了大量的資料之后，到1842年才開始把這個理論記錄下來，并把手稿送給一些朋友征求意見。之后他又花了八年時間研究藤壺的分類，出版了兩本專著。達爾文為什么突然花這么多時間去研究一種不起眼的海洋動物讓人覺得有些奇怪，現(xiàn)在看來他實際上是以這種生物為材料試驗是否能用他的進化理論研究生物的形態(tài)和分類。1

14、856年4月他才開始寫關于物種起源的專著。他太清楚一旦自己的理論發(fā)表將會對社會產(chǎn)生怎樣的震撼了。在1844年，蘇格蘭出版家羅伯特·錢伯斯（Robert Chambers）匿名出版創(chuàng)造的自然史之殘跡一書，提出一種直線性進化論，把進化機制歸于累積環(huán)境或營養(yǎng)改變引起的變異導致。該書在英國臭名昭著，不僅受到宗教人士的抨擊，而且也因其中充滿科學錯誤而飽受科學界人士的批評。達爾文很擔心如果倉促發(fā)表自己的進化論，也會遭受同樣的命運。做為一個天性平和的人，這是他想要盡力避免的，做好了在死后才發(fā)表其成果的準備。他留下了一份遺囑，交代在他死后如何處理他有關進化論的手稿。華萊士但是在1858年夏天，達爾文

15、收到了華萊士（Alfred Russel Wallace，18231913）的信，迫使他不得不在生前發(fā)表自然選擇理論。華萊士是一個年輕的生物地理學家，當時正在馬來群島考察。和達爾文一樣，他所觀察到的生物的地理分布特點也促使他思考生物進化的問題。那一年的二月，他生了一場間歇熱，在病中突然想到了馬爾薩斯的人口論，并且也因此獨立地發(fā)現(xiàn)了自然選擇理論。他出身貧寒，又極其反對基督教，沒有達爾文做為上層社會人士的種種顧慮，因此以一股初生牛犢不怕虎的勁頭，用三個晚上就寫成了一篇論證自然選擇的論文，寄給達爾文征求意見。他并不知道達爾文此時已研究了二十年的進化論，之所以會找上達爾文，完全是由于達爾文在生物地理學

16、學界的崇高地位；而這個地位，在達爾文完成貝格爾號之航后就確立了。當達爾文讀了華萊士的論文，見到他自己的理論出現(xiàn)在別人的筆下時，其震驚和沮喪可想而知。他的第一個念頭，是壓下自己的成果，而讓華萊士獨享殊榮。但是他的朋友、地理學家賴爾和植物學家虎克都早就讀過他有關自然選擇的手稿，在他們的建議下，達爾文把自己的手稿壓縮成一篇論文，和華萊士的論文同時發(fā)表在1858年林耐學會的學報上。這兩篇論文并沒有引起多大的反響。也是在賴爾和虎克的催促下，達爾文在1859年發(fā)表了物種起源（篇幅只是他準備多年的手稿的三分之一左右），這才掀起了軒然大波。由于物種起源的成功，也可能是被達爾文的人格和智慧所折服，雖然華萊士與達

17、爾文同享發(fā)現(xiàn)自然選擇理論的殊榮，他卻總是把榮耀歸功于達爾文一人，并把自然選擇理論稱為“達爾文主義”這個稱呼沿用至今。這個稱呼恰如其分，這不僅是因為達爾文對自然選擇的發(fā)現(xiàn)比華萊士早了20年，也不僅是華萊士與達爾文聯(lián)合發(fā)表的論文未受重視，物種起源才是真正的開山之作，而且，更重要的是，華萊士對自然選擇理論的理解不如達爾文那么準確、深刻。因為達爾文的緣故，后世很多幻想小說把接觸地外生命的任務交給一艘名叫貝格爾號的飛船在物種起源發(fā)表之后，達爾文又出版了多部著作進一步闡明其進化理論的各個方面，其中較重要的包括：1868年出版家養(yǎng)條件下的動物和植物的變異，試圖解決遺傳與變異的問題；1871年出版人的由來與性

18、選擇，研究人類的進化并提出性選擇理論；1872年出版人和動物的情感表達，研究動物行為和心理的進化問題。在其晚年，他出版了多部實驗植物學的著作，直到逝世的前一天，還在做植物學實驗。這個近代史上最富有成果、最激動人心的科學生涯最終在1882年4月19日結束，他被埋葬在威斯敏斯特大教堂，牛頓的身旁。達爾文留下了兩個女兒、五個兒子，其中四位是著名的科學家。歐航局的火星著陸器叫做貝格爾2號。可惜墜毀在火星表面達爾文對生物學的貢獻是多方面的，他在進化生物學、生物地理學、系統(tǒng)分類學、生態(tài)學、動物行為學、實驗植物學等領域所做的開拓性工作，有的在幾十年后才顯示出其先見之明。達爾文在自傳中曾經(jīng)如此總結其成功的因素

19、：“我做為一個科學人物之所以能夠成功，不管這種成功的程度會有多大，據(jù)我所能判斷的，是由復雜和多樣的心理能力和條件所決定的。其中最重要的是對科學的熱愛，長期思索任何問題的無限耐心，觀察和搜集事實方面的勤勉，和除了常識之外，有相當?shù)陌l(fā)明能力。”他也說：“一個假說不管是多么可愛（而對每一個課題我都忍不住要提出一個假說），一旦事實與之相抵觸，我總是盡力讓自己毫不猶豫地拋棄它?！边_爾文不僅繼承了傳統(tǒng)的博物學方法，細心地觀察和勤勉地收集事實進行歸納，而且使用了現(xiàn)代的科學方法，善于提出可檢驗的假說，并用新的觀察和設計實驗來檢驗它。他完美地把博物學方法和科學方法結合起來，既是最后一個大博物學家，也是第一個大生

20、物學家。二、貝格爾號之航貝格爾號之航改變了達爾文的人生，也永遠地改變了生物學。達爾文在物種起源的開頭如此寫道：“當我做為一名博物學家隨貝格爾號航行的時候，有關南美洲棲息生物的分布以及那塊大陸上現(xiàn)存和過去的棲息生物的地質關系的某些事實，給我留下了深刻的印象。在我看來，這些事實多少能夠用于闡明物種的起源這個我們最偉大的哲學家之一所說的神秘中的神秘?！敝朽沟厝?，加拉帕戈斯群島上的一種達爾文雀那么究竟是什么事實，讓一位初出道的年輕博物學家敢于懷疑當時絕大多數(shù)博物學家所信奉的物種不變觀念？達爾文晚年在自傳中說，有三組事實給他留下了深刻印象：在南美大草原發(fā)現(xiàn)大型動物化石有犰狳一樣的盔甲；從美洲大陸南行，鄰

21、近動物物種相互取代的方式；加拉帕戈斯群島上的生物群多數(shù)有著南美生物的特征，特別是每個島上的生物群相互之間略有差異的情形?！昂苊黠@，只有假定物種是逐漸改變的，才能解釋類似這樣的事實，以及其他許多事實?！必惛駹柼栐谀厦篮Ｓ騺韥砘鼗亻_了三年多勘測南美海岸，其間達爾文多次上岸做地質考察。他在他在岸邊挖到了一些樹懶、犰狳和美洲駝的化石。這幾種動物在當?shù)囟歼€生存著，但是比化石小多了。顯然這些化石代表的是已滅絕的物種。達爾文仔細地探測了發(fā)現(xiàn)化石的地層和周圍環(huán)境，判斷這些化石的年代并不久遠，而且沒有發(fā)生過大洪水的任何跡象，也沒有發(fā)生過其它災難的跡象。這些生物的滅絕不像是災變引起的，那么這些生物為什么會滅絕？它

22、們與現(xiàn)代樹懶、犰狳和美洲駝是否有親緣關系，都是從同一祖先分支演變來的？達爾文所觀察到的生物地理分布現(xiàn)象更使他疑惑不解。自然神學為生物的地理分布提供了一個理由，認為上帝為每一個地區(qū)設計了適應那里的生存環(huán)境的物種。但是這個簡單的解釋難以說明復雜的生物地理分布現(xiàn)象。達爾文注意到，在南美海岸，動物群和植物群的變化極為明顯。比如從阿根廷的布宜諾斯艾利斯到圣菲，緯度僅僅變了三度，物種卻變了不少。達爾文在一小時之內(nèi)，就觀察到有六種鳥是從前在布宜諾斯艾利斯沒見過的，這兩個地方這么靠近，地理環(huán)境又那么相似，上帝造物時何必那么慷慨大方，給每一個地方各造出那么多不同的物種？美洲鴕鳥特別讓達爾文感興趣，這種無翅鳥和非

23、洲鴕鳥一樣，都適于在開闊的草原上過類似的生活，然而它們的形態(tài)又非常不同。上帝為什么不為有著相同的生活條件的所有地區(qū)制造同一物種，卻要讓南美和非洲有不同的生物群呢？在南美巴塔哥尼亞大草原旅行時，達爾文起初只注意到普通美洲鴕。往南旅行了一段距離之后，達爾文的伙伴抓了一頭美洲鴕來吃，達爾文才注意到那是一個新物種，與前面見到的普通美洲鴕不同。為什么在北邊草原上生活的是普通美洲鴕，到南邊草原卻變成了新種美洲鴕？二者的地盤并無明確的界限，在中間地帶同時生活著兩個物種。如果說是因為南北方的環(huán)境略有差異，所以上帝為南北方各創(chuàng)造了一種美洲鴕的話，又如何解釋它們在中間地帶相互競爭的事實呢？加拉帕戈斯的巨龜給達爾文

24、留下了最深刻的印象的是加拉帕格斯群島上的生物群。加拉帕戈斯群島在厄瓜多爾以西約1000公里處，由16個或大或小的火山島組成，島與島之間的距離往往只有幾公里、十幾公里。我們現(xiàn)在知道，這個群島形成于大約4百萬年前，從來未跟南美大陸連在一起。1835年910月間，達爾文在島上觀察了五個星期。那里的動植物雖然總體上跟南美大陸的相似，但又有著明顯的、與大陸動植物不同的特征，例如，那里沒有吃蟲的鶯和啄木鳥，卻有多種鳴雀有吃蟲的習性，而這類雀在其他地方是以吃種子為生的。而且，這個群島的一些島上，也有自己的特有種，其形態(tài)與其他島上的特有種既相似又不同。達爾文寫道：“有幾個島擁有屬于自己的龜、效舌鶇、鳴雀和眾多

25、植物的物種，這些物種有相同的一般習性，占據(jù)類似的地勢，并明顯是填補了這個群島的自然體系中的相同位置，正是這種情形使我感到驚奇?！边@些物種中最引人注目的是那些巨龜（“加拉帕戈斯”的在西班牙語的意思就是龜）。它們成群結隊地在島上的沙灘上漫游，總共有十四種或亞種，而且島與島之間的巨龜?shù)男螒B(tài)特別是龜殼差別非常大，以至于島上的副總督向達爾文吹牛說，他只要瞄一眼，就知道哪只龜是哪個島上的。為什么上帝要在這小小的角落顯耀他的創(chuàng)造才能，他真有必要專門為這里創(chuàng)造出這許許多多獨一無二的物種嗎？加拉帕戈斯群島上形態(tài)各異的鳥達爾文在島上的時候，忙著做地質考察和采集標本，沒有時間思考這些問題。離開加拉帕格斯群島之后，他

26、開始細細回味在島上的所見所聞。1836年7月，他在日記中寫道，這個群島的動物學值得仔細研究，因為它可能會推翻物種恒定的觀念。對達爾文進化思想的產(chǎn)生起到了關鍵作用的是群島上的效舌鶇。他在群島上采集到三種效舌鶇標本，看上去與美洲大陸的效舌鶇很相似，當時他以為是由大陸的效舌鶇演變來的三個變種。1837年3月他回到英國后，把標本交給著名鳥類學家約翰·古爾德（John Gould）鑒定，古爾德告訴他那不是三個變種，而是三種不同的物種。他恍然大悟，明白了地理隔離能夠產(chǎn)生新物種：美洲大陸的效舌鶇在偶然（例如，被風吹裹）到達加拉帕格斯群島之后，其后代以不同的方式適應新的環(huán)境，不是演變成了三個變種，而

27、是變成了三個新的物種，物種是可變的！這顯然要比認為上帝無緣無故地分別給不同的島嶼創(chuàng)造了不同的物種，要合理得多。他進而開始創(chuàng)建共同祖先學說：如果群島上的三個效舌鶇物種都源自一個共同祖先美洲大陸的效舌鶇，那么也可以聯(lián)想到，所有美洲大陸的效舌鶇物種也都源自一個共同祖先，以此類推，所有的屬、科、目、綱所有的生物，都源自共同祖先。 進化·達爾文（二）方舟子三、共同祖先學說的威力達爾文在物種起源的結束語如此寫道：“這種觀點是宏偉壯麗的：生命及其若干威力最初被賦予幾種或一種類型；而且，在這顆行星依據(jù)引力的既定定律運行之時，從如此簡單的一個開端，最美麗和最奇妙的無窮無盡的類型已經(jīng)和正在進化。”進化樹

28、認為地球上所有生命都是由共同祖先進化而來，這種觀點不僅是宏偉壯麗的，而且有著強大的解釋力量。它使得人們在系統(tǒng)分類學、生物地理學、比較解剖學、比較胚胎學、古生物學等領域所發(fā)現(xiàn)的令人迷惑的種種現(xiàn)象有了合理的解釋。在達爾文之前，這些學科基本上是描述性的，是達爾文一舉把它們變成了因果科學，將它們統(tǒng)一起來，牢固地建立在進化論之上。系統(tǒng)分類學從林奈開始，分類學家就力圖建立一個能夠反映出造物主的原始計劃的“自然系統(tǒng)”，而現(xiàn)在，達爾文指出，一個自然系統(tǒng)應該反映的是生物之間的進化關系，不同生物的異同，都可以由它們的進化關系的遠近而得到解釋。為什么一個自然系統(tǒng)會以等級結構的形式出現(xiàn)，也曾經(jīng)讓人困惑，而用共同祖先學

29、說來解釋，這種形式就是再自然不過的了：一個屬的所有物種都有同一個最親近的共同祖先（所有的貓屬動物都是從同一祖先進化來的），一個科的所有物種也是如此（所有的貓科動物都是從同一祖先進化來的），以此逐級類推（所有的肉食目動物、哺乳綱動物、脊索動物門動物、動物都分別有共同祖先），直至所有的生物都有同一個共同祖先。具有共同祖先，是一個分類等級中的所有成員為何彼此那么相似的原因。漫畫：達爾文和他的鳴雀生物地理學古人早就注意到不同地區(qū)的動植物群分布有各自的特點，把它們加以比較后，出現(xiàn)了一些令人疑惑不解的格局：為什么有些地理、氣候條件非常相似的地區(qū)，卻生活著非常不同的動植物群？而有些地理、氣候條件很不同的地區(qū)

30、卻又生活著相似的動植物群？為什么海島生物在總體上與其鄰近大陸的生物很相似，然而又有獨特的物種？正是對這些生物地理分布現(xiàn)象的思考，導致達爾文想到了生物進化的可能。動植物在現(xiàn)在的分布格局，只有用它們的進化史從其原先的起源地點向四周擴散、進化的歷史才能得到合理的解釋。具有相似的動植物群的地區(qū)通常在地理上是或曾經(jīng)是聯(lián)系在一起的，而像海洋、山脈、荒漠這樣的地理障礙會使生物群體相互隔絕，而出現(xiàn)較大的差異。那些有能力越過地理障礙的遷移者，通常會成為一個新型群體的祖先。這一點，在海島上表現(xiàn)得非常特出，島上的動植物都是偶然從大陸遷到了島上，又因為適應島上的環(huán)境而發(fā)生了各種各樣的變化，產(chǎn)生了特有物種。最著名的是達

31、爾文研究過的加拉帕格斯群島上的鳴雀，后來被稱為達爾文鳴雀。達爾文鳴雀在南美大陸也有，但只有一種，而加拉帕戈斯群島上多達5屬13種。達爾文正確地推斷，在很早以前有一群大陸鳴雀偶然（例如被颶風吹裹）遷移到島上（現(xiàn)在我們通過比較蛋白質序列，可以推測這發(fā)生于大約一百萬年前），在一個新的地理環(huán)境占據(jù)不同的生態(tài)空間，進化出多種不同的物種（稱為“適應性輻射”），有了在別的地方只有其他鳥類才有的新習性：有的象啄木鳥一樣啄木吃蟲，有的以巨龜、鬣蜥甲上的寄生蟲為生，有的則吸海鳥的血其形態(tài)也出現(xiàn)了相應的變化。不僅是海島，大陸也能出現(xiàn)這種適應性輻射。例如澳洲大陸在與其他大陸隔絕之后，真獸類哺乳動物沒能遷移過去，而其原

32、有的有袋類哺乳動物則進化成了有多種多樣的形態(tài)和習性的物種。比較解剖學早在古希臘時代，亞里斯多德就試圖對不同種類的動物形態(tài)進行比較，找出其相似之處。例如，他認為鳥在某種程度上類似于魚，鳥的身體上端有一對翅膀，魚的身體前端有一對鰭；鳥的身體下端有一雙腳，而大多數(shù)魚也有第二對鰭在后端。在十六世紀，皮埃爾·貝龍（Pierre Belon，1518-1564）發(fā)現(xiàn)人和鳥雖然外表很不相同，骨骼組成和排列卻非常相似，繪制了一幅著名的比較圖。到了十九世紀，這門研究不同生物種類的形態(tài)結構的學科比較解剖學已相當發(fā)達，各生物種類內(nèi)部結構的一致性也越來越明顯。英國解剖學家理查德·歐文（Richar

33、d Owen，18041892）在19世紀40年代，把這樣的結構稱為“同源”，將它們定義為“在不同的動物中，具有不同的形態(tài)和功能的相同器官”。其中最著名的例子是四足脊椎動物的四肢都有五趾。有的從外表看不出來有五趾，比如鳥、蝙蝠的翅膀，或鯨鰭，但將它們解剖，仍可分辨出五個趾骨。有的在成體階段少于五趾，比如馬蹄，但是在其胚胎階段仍有五趾。達爾文曾經(jīng)感嘆道：“用于抓握的人手，用于挖掘的鼴鼠前肢，馬腿，海豚的鰭足，都用相同的模式構建，都包括相似的骨頭并位于相同的相對位置上，還有什么比這更奇怪的呢？”如果這些器官是被分別創(chuàng)造出來的，造物主根本沒必要讓有不同功能和不同外形的器官有著相似的構造，因為這樣的構

34、造設計，就其功能和外形而言，有時顯得不是那么合理，所以才讓人覺得奇怪。但是如果用共同祖先學說來解釋，就順理成章了：所有的四足脊椎動物都來自同一個祖先，該祖先碰巧有五趾。在進化過程中，四足脊椎動物為適應不同的環(huán)境，在五趾的框架上做了改造，具有了不同的功能。貝龍的人鳥比較圖，點擊圖片放大比較解剖學使人們認識到許多生物體都有一些退化了的器官，不具有完整的功能，或完全沒有功能。例如洞穴動物退化的眼睛，鯨、蛇體內(nèi)殘余的后肢骨骼，人的尾骨、轉耳肌、闌尾、瞬膜等等。為什么上帝要創(chuàng)造出這些顯然無用的構造呢？唯一合理的解釋是，它們不是創(chuàng)造出來的，而是進化來的，這些構造原先在祖先中有完整的功能，在進化過程中由于環(huán)

35、境、習性的改變，而逐漸退化了。?？藸柕呐咛ィc擊圖片放大胚胎學早在十八世紀，動物學家就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在動物胚胎發(fā)育的過程中，會經(jīng)過一系列與較低等的動物很相似的時期。事實上，爬行類、鳥類和哺乳類在胚胎發(fā)育的早期都跟魚類相似，例如出現(xiàn)腮裂，心臟只有兩腔。而且在有些時期，它們的胚胎幾乎不可能區(qū)別開來，這是為什么呢？在以前，這被認為是自然界階梯的體現(xiàn)，高等動物的胚胎在發(fā)育過程中，逐步攀登自然界階梯，經(jīng)過類似低等動物的階段而走向完美。在十九世紀初期，自然界階梯的觀念已經(jīng)難以被人接受，德國胚胎學家馮·貝爾（Karl Ernst von Baer，1792-1876），提出了胚胎發(fā)育的“定律”，認為胚

36、胎發(fā)育是一個從簡單到復雜，從同質到異質，從普遍到特殊的過程。在胚胎發(fā)育的早期，各種生物胚胎都比較簡單、同質，所以才出現(xiàn)了相似的形態(tài)。但是這種說法無法解釋為什么胚胎發(fā)育過程中的重演現(xiàn)象，例如為什么爬行類、鳥類和哺乳類的胚胎會出現(xiàn)鰓裂？鰓裂并不比四足脊椎動物的頸部結構更同質或普遍。為什么須鯨的胚胎有牙齒？為什么高等脊椎動物的胚胎有脊索？達爾文在物種起源中最早指出，唯一合理的解釋，就是這些奇怪的形態(tài)是它們的祖先的遺產(chǎn)：“胚胎結構相同透露了祖先相同?！鄙院螅?866年），德國動物學家海格爾（Ernst Haeckel，18341919）提出了生物重演律，聲稱個體發(fā)育是種系發(fā)生的重演，反映了簡化和壓縮了

37、的進化過程，通過研究胚胎發(fā)育，就能夠弄清楚動物的進化過程。這顯然是過于簡單化和極端的主張，因為胚胎發(fā)育重演的只是祖先的某個特定構造，并不重演祖先的整體形態(tài)。古生物學地殼的巖層是分層分布的，越下面的越古老，越上面的越年輕，而且每一個巖層的化石群都有自己的特點。越古老的巖層中的化石與現(xiàn)存生物的形態(tài)差異越大，而兩個連續(xù)巖層中的化石彼此之間的相似程度，要比相距較遠的巖層中的要接近得多。達爾文指出，如果早期的生物群逐漸進化成了晚期的生物群，那么這種化石分布模式，正是我們預料會出現(xiàn)的。越古老的巖層，其化石的結構越簡單，那些最簡單的生物，要比更復雜的生物更早出現(xiàn)，而最復雜的生物，則最晚出現(xiàn)。這樣的現(xiàn)象也與進

38、化論的預測完全相符：復雜的生物是由簡單的生物進化來的。但是，如果生物是進化來的話，那么我們也應該預料會發(fā)現(xiàn)從古老形態(tài)逐漸演變成晚近形態(tài)的連續(xù)化石紀錄。然而，古生物學家卻發(fā)現(xiàn)化石紀錄到處都是斷層、鴻溝，是非常不連續(xù)的。在物種起源發(fā)表的時候，還找不到一具直接證明生物進化的所謂過渡型化石。為什么化石紀錄沒能反映出生物的逐漸變化？達爾文解釋說，這是由于化石紀錄極為不完全?；男纬墒且粋€非常偶然的事件。在正常情況下，動植物的尸體將被肉食性、腐食性動物吃掉，殘存的部分將逐漸被微生物分解，最終完全消失。只有在罕見的情況下，在死亡后尸體很快被埋葬起來，才避免了被徹底分解的結局，逐漸地變成了化石。發(fā)現(xiàn)化石的可

39、能性就更低了，絕大多數(shù)化石都深埋在地層之中或海底巖層中而沒有出土之日，有的雖然出土了，但在人們發(fā)現(xiàn)之前已被侵蝕、破壞，只有一小部分的化石才能落到我們的手里。幸運的是，在物種起源發(fā)表后不久，人們就找到可用于支持達爾文學說的化石。1861年，在德國出土了始祖鳥化石，它既有爬行類的特征（有牙齒和長著21塊椎骨的尾巴），又有鳥類的特征（叉骨和帶羽毛的翅膀），明顯是從爬行類到鳥類的過渡型。在此之前進化論者已認為鳥類是從爬行類進化而來的，始祖鳥化石證實了這個預測。在物種起源發(fā)表后的第二年，歐文描述了一具始祖馬化石，它像狐貍那般大小，前足有四趾，后足有三趾頭。稍后，又有三種類似馬的化石在北美洲和歐洲出土。1

40、874年，美國古生物學家奧斯尼爾·馬許（Othniel Charles Marsh，1831-1899）把這些馬的化石綜合起來，首次顯示了一種現(xiàn)代脊椎動物（馬）是如何通過一系列的過渡型進化而來的。馬的進化共同祖先學說是如此簡單明了，如此令人信服，讓人難以相信在達爾文之前竟然沒有人會系統(tǒng)地提出，而它一旦被提出來，很快就被生物學家們所普遍接受。在物種起源發(fā)表之后的15年間，幾乎所有的生物學家都成了進化論者，都相信共同祖先學說。確定生物之間的親緣關系和它們的進化史，在很長一段時間內(nèi)都是熱門的研究課題，在現(xiàn)在更成了常規(guī)工作。但是生物又是通過什么樣的機制，從共同祖先進化而來呢？為此達爾文又提出

41、了另一重要學說自然選擇學說。四、通向自然選擇學說之路達爾文完成貝格爾號之航后不久，他就變成了一名徹底的進化論者。至遲在1837年7月，他已創(chuàng)建了共同祖先學說。雖然此后他仍繼續(xù)在為共同祖先學說收集證據(jù)，但是對“生物是進化的”這個事實的正確性就再也沒有懷疑過。令他疑惑不解的是“生物是如何進化的”這個問題。按達爾文本人的回憶，他在1838年9月28日這一天，有了突破。他在自傳中寫道：“在我已開始從事有系統(tǒng)的探討15個月后，我碰巧為了消遣閱讀了馬爾薩斯的人口論，而通過長期持續(xù)地觀察動植物習性，我已為認識到無處不在的生存斗爭做好了準備，不由恍然大悟，在這些條件下，優(yōu)勢的變異將傾向于被保留，而劣勢的變異將

42、會被消滅。其結果將會是形成新的物種。這樣，我由此終于有了一個可用于研究的理論了?！瘪R爾薩斯這個理論達爾文后來稱之為自然選擇。達爾文本人一直把這個學說的創(chuàng)建歸因于從閱讀馬爾薩斯人口論而獲得靈感，這顯然是過于謙遜和簡單化的。達爾文說過，啟發(fā)他的并非人口論全書，而僅僅是書中的一句話，即“可以很安全地宣布，人口在不受控制時，將每25年翻一番，或者說以幾何速率增長?！币簿褪撬^馬爾薩斯原理。生物過剩的繁殖力這一事實，在達爾文所熟悉的佩利、賴爾等人的著作中也都提到了，是一個廣為人知的事實，那么為什么此前沒有人由此受到啟發(fā)提出自然選擇學說呢？由生物過剩的繁殖力很容易聯(lián)想到生存斗爭，但是由生存斗爭聯(lián)想到自然選

43、擇卻困難得多，這后一聯(lián)想，完全是達爾文在那15個月內(nèi)的研究所引起的觀念變化和思想準備導致的，與人口論毫無關系。自然選擇并不是一個簡單明了的觀念。在物種起源第章的結尾，達爾文用兩個長句子對這個學說做了如此總結：“如果在漫長的歲月中和多變的生活條件下，有機體在它們的構造的一些部位存在變異的話，而我認為這是無可爭議的；如果由于每一物種的高度的幾何級數(shù)的增長，在某個時期、季節(jié)或年代，存在嚴重的生存斗爭，而這肯定是無可爭議的；那么，考慮到所有有機體彼此之間和它們與生存條件之間的關系的無限復雜性，導致的在結構、組成和習性方面的無限多樣性，和對他們所具有的優(yōu)勢，如果從來沒有出現(xiàn)對每一個體的利益有用的變異，就

44、像已出現(xiàn)如此多的對人類有用的變異一樣，我想這會是最極端反常的事情。但是，如果對任一個體有用的變異的確發(fā)生了，具有這樣特征的個體肯定將會有更好的機會在生存斗爭中獲得保存；而根據(jù)強大的遺傳法則，他們將傾向于產(chǎn)生有相似特征的后代。為了簡單起見，我將這個保存原則稱為自然選擇?！边@個總結事實上也揭示了他的推導過程。我們可以對自然選擇的推導過程做一番整理。自然選擇學說是由四個事實、兩個推論而得出的：事實一：生活資源是有限事實二：生物繁殖力過剩推論一：生物后代的絕大部分必須滅亡（生存斗爭）事實三：生物后代之間存在可遺傳的變異事實四：不同的變異可以有不同的生存能力和繁殖能力推論二：在生存斗爭中，劣勢的變異將逐

45、漸被淘汰，優(yōu)勢的變異獲得生存并留下后代（自然選擇）事實一和事實二是顯而易見的，并為馬爾薩斯所強調(diào)，因此這第一個推論，可以歸功于人口論的啟發(fā)。但是這個這個推導的后半部分就是另一回事了。事實三和事實四的獲得，如達爾文所說，來自于他“長期持續(xù)地觀察動植物習性”，特別是對動植物培育他后來稱之為“人工選擇”的研究。但是要能夠歸納出這兩條事實，卻首先要有兩個觀念上的突破：一、由本質論思維變?yōu)椤叭后w思維”。傳統(tǒng)的本質論認為，每個物種都有一個不變的本質，只有本質才是真實的、重要的，而個體的變異是可忽略的、不重要的。群體思維恰恰相反，認為本質只是一種抽象，是各個個體性狀的平均，個體的變異才是真實而且重要的。這種

46、注重群體（由形形色色的個體所組成）的思維方式，是達爾文的首創(chuàng)，盡管他并沒有意識到。二、由“軟式遺傳”觀念變?yōu)椤坝彩竭z傳”觀念。在達爾文之前，人們普遍相信后天獲得性能夠遺傳，認為遺傳物質是“軟”的，很容易被環(huán)境的作用、后天的使用情況而改變。這種遺傳觀念是和自然選擇觀念格格不入的，因為生物體總是能夠直接通過改變性狀以適應變化的環(huán)境，而不會被淘汰，而優(yōu)良的性狀也不會不變地遺傳下去。達爾文雖然沒有完全否認后天獲得性能夠遺傳，但是他特別強調(diào)可遺傳的先天變異，這構成了選擇的基礎。只有了解要創(chuàng)建自然選擇學說所必備的這一系列觀念突破，才能明白它為什么是如此新穎獨到。在達爾文之前，有些學者提出了某些看上去很像自

47、然選擇的觀點，經(jīng)常被人視為達爾文的先驅者，而事實上他們的觀點或者與自然選擇毫無關系，或者只涉及自然選擇的某個方面。例如古希臘哲學家恩培多克勒（約公元前492-432年）曾被有些人當成是早期進化論者。恩培多克勒認為所有生物都是從土地上自然生出來的。動物最初生出的是身體的各個部分，沒有軀干的頭和四肢，沒有口或眼的頭，等等，它們散布四方，在漂浮過程中在“愛”力的作用下隨機地結合在一起，出現(xiàn)了各種形狀的動物，不能形成完整軀體的就滅亡，能形成完整的軀體的就生存、保留了下來。把這種稀奇古怪的幻想當成進化論或適者生存的自然選擇是很不恰當?shù)?，不同身體部位的結合并不是一個進化過程，軀體的完整與否也不屬于對環(huán)境的

48、適應。布封也被有些人認為提出了自然選擇學說。他曾經(jīng)如此解釋物種的滅絕：“所有不完美地組織起來的身體和所有有缺陷的物種，都將會消失，只有最有力量和最完整的形態(tài)才會保留下來，就像今天所見到的，不管是植物還是動物，都是如此?！鳖愃频摹疤蕴睂W說還有其他人提到過。這只是提及了淘汰不良形態(tài)、保留最佳形態(tài)的穩(wěn)定性選擇，而完全沒有涉及自然選擇學說中最關鍵的部分：對優(yōu)良性狀的選擇將會產(chǎn)生新的形態(tài)、新的物種。在19世紀早期，有兩個英國人比較明確地論述過自然選擇的觀點。一位是醫(yī)生威廉·威爾士（William Charles Wells，17571817），他去世后（1818年）才發(fā)表的一篇討論人類膚色的

49、變異的論文在補遺中提及自然選擇。另一位是博物學家帕特利克·馬修（Patrick Matthew，1790-1874），他在1831年出版的書籍海軍用木和樹木栽培的附錄中闡述過自然選擇觀點。但是他們都只用自然選擇原理來解釋物種內(nèi)部的變化（后來所說的“微進化”），而且只是做了大膽的推測，沒有提供足夠的證據(jù)來支持其觀點。他們對這個原理的重要性也毫無認識，只是在偏僻出版物的補遺、附錄中順筆提及，鮮有人知，對科學研究沒有產(chǎn)生影響。達爾文留下的筆記表明，他在物種起源發(fā)表之前，對這兩人的工作一無所知。在物種起源發(fā)表后，馬修才宣布他擁有優(yōu)先權，但是他承認他只是把自然選擇當成一個不證自明的、憑直覺獲得

50、的事實，從來沒有想過要像達爾文那樣去推導、證明它?？兹溉A麗的尾羽對生存有害無益華萊士被普遍視為自然選擇學說的共同創(chuàng)立者，而事實上，華萊士對自然選擇的理解并不那么準確，也不徹底。華萊士并沒有意識到自然選擇主要地是以個體為目標的，而是把變種或亞種當做自然選擇的單位，認為新物種的產(chǎn)生是亞種之間相互競爭的結果。換句話說，達爾文強調(diào)的是對個體的選擇，而華萊士強調(diào)的是對群體的選擇。達爾文的學說更符合現(xiàn)代生物學對自然選擇的理解。此外，華萊士不相信達爾文后來提出的性選擇理論。達爾文注意到，自然選擇有兩種，一種是普通的自然選擇，涉及那些與生存能力有關的特征，例如對生活資源的利用，對氣候的適應，對疾病的抵抗力等等

51、。但是一個個體即使沒有更強的生存能力，只要有更強的生殖能力，那么它也會留下更多的后代，有關的性狀也會被保留下來。達爾文將這種只與生殖能力有關的選擇稱為性選擇，包括雄性選擇，即雄性之間以爭斗等競爭方式爭奪配偶，與之有關的性狀（例如鹿角）就會獲得選擇；以及雌性選擇，雌性被雄性的某個第二性征所吸引。雌性選擇所涉及的性征，例如雄孔雀的尾羽，不僅對生存無益，而且有害。華萊士不相信對生存有害的特征也會被選擇下來，因此不接受性選擇理論。華萊士也不相信人類能夠經(jīng)過自然選擇進化而來，而認為人類的進化必然有超自然的力量的參與。華萊士晚年皈依唯靈論，斷然否認人類意識是進化而來的，達爾文曾寫信告訴他：“我希望你還沒有

52、完全殺死了屬于你自己也屬于我的孩子?！备_切地說，自然選擇學說是屬于達爾文自己的孩子。自然選擇顯然是達爾文進化論中最富有革命性的觀念，它是如此大膽，如此超前，其命運與共同祖先學說截然不同，從提出之日起就飽受非議，在提出之后近百年，才被生物學家們所普遍接受。 進化·達爾文（三）方舟子 五、達爾文革命的意義達爾文進化論主要包括兩個學說：他的共同祖先學說揭示了生物進化的事實，指出物種是可變的，所有的生物都來自同一祖先，生物的進化是一個樹枝狀的不斷分化的過程；他的自然選擇學說則提出了解釋生物是如何進化的一個機制，認為自然選擇是生物進化的主要方式，是對生物適應性的合理解釋。根據(jù)這兩個學說，生物

53、的進化是從共同祖先開始，在自然選擇作用下的多樣化過程。生物的進化模式是沒有預定方向的，呈樹枝狀不斷分化，而不是像以前的進化論先驅理解的那樣是從低級到高級的有預定方向的直線式進化。生物的進化步調(diào)是漸變式的，是在自然選擇作用下累積微小的優(yōu)勢變異的逐漸改進的過程，而不是躍變式的。達爾文進化論為生物學提供了大理論，奠定了現(xiàn)代生物學的基礎。但是達爾文進化論的影響絕不局限于生物學界，甚至也不局限于科學界，它具有深遠的思想意義和社會影響。通過創(chuàng)立生物進化論，達爾文領導了人類歷史上最為偉大、影響最為深遠的一場理性革命。這場革命統(tǒng)一了生命與非生命兩個世界，提供了一種全新的世界觀、生命觀、宇宙觀和方法論，波及了幾

54、乎所有的科學和人文領域。達爾文的共同祖先學說確立了生物的自然起源和屬性，自然選擇學說解釋了生物的適應性和多樣性。神創(chuàng)論認為神不僅創(chuàng)造了生物，而且精心設計了生物。生物界的設計現(xiàn)象復雜的生物體構造和對環(huán)境的巧妙適應一直被當成神創(chuàng)論的主要證據(jù)，也使從前反對神創(chuàng)論的人困惑。把生物體的復雜結構簡單地解釋成是自然隨機形成的，并不能讓人信服，把它們解釋成是有意識的智能設計的結果，似乎更為合理。因此，在達爾文之前，雖然休謨等人已抨擊過這個所謂“來自設計的論證”，但是并沒有起到多大的作用，因為他們無法解釋如果不借助超自然的力量，又怎么可能出現(xiàn)適應性構造。即使那些不相信神創(chuàng)論的人，也往往認為在冥冥之中有一個神秘的

55、目的指導著生物的進化。達爾文首先指出，自然選擇可以令人信服地解釋生物體的適應現(xiàn)象，既無需求助于智能的設計或神秘的目的，也不必歸功于隨機因素。自然選擇并不是一個隨機的過程，它實際上包含了兩個過程：第一個過程是隨機的，變異在群體之中隨機地出現(xiàn)；第二個過程是不隨機的，自然選擇就根據(jù)這些變異的適宜度改變它們在群體中的頻率。當代神創(chuàng)論者經(jīng)常打比方說，一個生物結構要隨機地形成，就像是旋風吹過工場，把地上的一堆零配件吹成了一架飛機。但是自然選擇并非如此這般一蹴而就的，而是經(jīng)過一連串的組裝步驟，每個步驟都選擇合適的產(chǎn)品供下個步驟使用，而逐步制造出一架飛機的。換句話說，它實際上是把一個概率很小的事件分解成了許多

56、概率很大的步驟而逐步完成的。針對這一點，神創(chuàng)論者反駁說，生物體的結構復雜而完美，無法簡化，不可能經(jīng)由一系列較簡單的、不完美的過渡形態(tài)進化而來。他們經(jīng)常舉人的眼睛為例，人的眼睛如此完美，哪個部分都缺不得，怎么可能由不完美的眼睛逐步進化而來？不完美的眼睛能有什么用？達爾文在物種起源中專門用一節(jié)回答這個問題：不完美的眼睛當然有用，而且在生物界屢見不鮮，把不同生物的眼睛從簡單到復雜、從不完美到較完美排列起來，就大體可以推測人眼的進化過程。完美的眼睛是從不完美進化來的但是，自然選擇學說能夠合理地解釋生物適應現(xiàn)象的由來，只是證明了自己存在的價值，并不足以推翻神創(chuàng)論，神創(chuàng)論也可以以能夠合理地解釋生物適應現(xiàn)象

57、的由來為由，而要求被同等對待。因此我們還必須證明神創(chuàng)論不能合理地解釋生物適應現(xiàn)象的由來，理由就是生物的適應往往是非常不完美的，因而不可能是智能設計出來。例如人的眼睛其實并不那么完美，而是存在許多“設計”缺陷，甚至是非常愚蠢的“設計”，最明顯的一點是，它的視網(wǎng)膜結構采取的是一種奇怪的倒裝方式，光要穿過血管、神經(jīng)才能抵達感光細胞，不僅光線的質量下降，而且血管的影子會影響我們的視覺，加重了大腦處理信息的負擔，還容易導致一系列疾病，如果真有一位智能設計者，決不會如此愚蠢。在人體上還有許多這樣的不合理的設計，例如人的脊椎構造為什么與猿猴那么相似？這種構造很適合四足行走，但是對直立行走卻存在很大的缺陷，給人類帶來了許多不必要的痛苦，一位工程師完全可以為人類重新設計一副更合理的脊椎，何況是上帝。但是如果人類是從四足行走的動物經(jīng)自然選擇進化來的，這種結構相似性和由此帶來的缺陷，就很容易解釋了。自然選擇對我們祖先的身體結構做了一些修改，使人類能夠直立行走，但是這種修改是在已有藍圖的基礎上無意識地做出的，而不是有意識地重新全盤設計，因此難免會有種種缺陷，而不可能十全十美。這樣，達爾文將上帝徹底驅除出科學領域，推翻了形形色色的神創(chuàng)論，也拒絕了目的論，