新达尔文学说

具有讽刺意味的是，达尔文面临的最大困难之一，却在他的《物种起源》出版6年后由一位奥地利修道士孟德尔（Gregor Mendel，1822—1884年）解决了。孟德尔做过许多植物杂交实验，他在详细介绍那些实验时曾指出，遗传不是一个混合过程，而是把各个性状保留在一个一个的单元里，并能够一代一代向下传。孟德尔所说的那种保留性状的单元，后来被称为基因。既然植物的性状不会在遗传中因混合而消失，那么，遗传就有可能把某一种优良性状一直保存下来，并最终传遍整个繁殖群落。然而，孟德尔的发现和他的论文在当时几乎没有引起科学界的任何重视，所以，在1900年以前，达尔文的通过自然选择的进化论远没有得到整个科学界的承认。实际上，在进入20世纪之前，还根本谈不上有达尔文革命。

1900年以后，在科学领域又有了许多新的发现，在诸多因素的共同作用下，进化论才以新达尔文学说的面貌重放异彩。放射性的发现和爱因斯坦于1905年提出的物质—能量方程，证明达尔文对开尔文勋爵所估计的地球年龄的质疑是正确的。在20世纪上半叶，科学界所估算的太阳系的年龄一再增加，先是几百万年，后又增加到几十亿年。终于，进化论有了它所需要的足够时间。

20世纪初，有几位研究者又几乎同时再次发现了孟德尔的微粒遗传定律。1900年，德佛里斯（Hugo de Vries）建立起突变理论，这样一来，进化就又有了一种变异机制，进化变化的过程也因此而加快，从而增加了物种在有限的时间里起源的合理性。奇怪的是，在当时，有一些科学家竟会以为不需要达尔文自然选择的作用，仅靠孟·德尔遗传定律和突变理论就可以说明进化过程。达尔文学说最终得到普遍承认，并被看作是说明生物多样性的新范式，那已经是到了20世纪40年代的事。直到这时，科学家才普遍认识到，正是基因——一个个单独的遗传单元——通过极其复杂的方式组合在一起产生了大量微小的变异，自然选择此后才能够对它们产生作用。

在进入20世纪之前，由于染色技术的改进，科学家就已经发现了染色体，即细胞核里的丝状结构。在19世纪80年代，魏斯曼（August Weismann）猜想染色体里就包含着遗传单元，不久，那个猜想得到了证实。从20世纪初到20年代，摩尔根（Thomas Hunt Morgan，1866—1945年）和他的同事们在哥伦比亚大学著名的“果蝇实验室”里用果蝇（Drosophila melanogaster）做实验，证实了孟德尔的理论和染色体为遗传特征载体的观点。在英国，费希尔（R.A.Fisher）和其他一些研究种群遗传学的科学家利用数学方法证明，一个个体在得到了有利于生存斗争的某种优良特性的单个变异以后，只要有足够的时间，那种变异就能够变成整个种群的特征。这方面的工作在20世纪30年代和40年代初达到高峰，一系列集大成的著作也先后出版，如杜布赞斯基（Theodosius Dobzhansky）的《遗传学和物种起源》（Genetics and the Origin of Species，1937年）、朱利安·赫胥黎（Julian Huxley）的《进化论：现代综合》（Evolution：The Modern Synthesis，1942年）、迈尔（Ernst Mayr）的《物种的分类和起源》（Systematics and the Oringin of Species，1942年）。这些著作以及其他一些有关著作论述了一种非常完整而且极具说服力的进化理论，其内容却与达尔文早在1859年提出的原始框架基本一致。(https://www.daowen.com)

然而，关于遗传的物质基础和生物化学基础，科学家们却仍然不清楚。20世纪40年代，科学家曾推断细胞核里的关键成分可能是一种有机酸，即所谓的DNA（脱氧核糖核酸），那是一种含有碳、氢、氮、氧和磷元素的白色粉末。1953年，一位不大合群的年轻的博士后沃森（James Watson）和一位年龄稍大一些的研究生克里克（Francis Crick）译解DNA的分子结构获得成功。他们指出DNA分子是一种双螺旋结构，而那正是实现遗传机制最合适不过的一种分子结构，而且能够产生新的变异。沃森和克里克因他们的这一重大发现而获得了1962年诺贝尔奖。发现DNA分子的双螺旋结构意味着长达一个世纪的生命研究终于取得了最为辉煌的成就，也使得生命密码的问题变成了化学问题。

图15.3　双螺旋。沃森和克里克于1953年发现了DNA分子的双螺旋结构，这一划时代的发现不仅揭示出遗传的物质基础，还以这种结构解释了新变异何以能够导致物种改变。他们的发现宣告了一个遗传学和生物化学新时代的到来。