可遗传的变异（上）：进化的起点是什么？

用户，你好。欢迎来到《进化论50 讲》，我是王立铭。

从这一讲开始，我们分步拆解进化履带上的四个环节。这一讲，我们先来说第一环，也是进化得以发生的起点——可遗传的变异。

“可遗传的变异”这个词，听起来有点儿拗口。这是从达尔文的《物种起源》里直接翻译过来的，英文是heritable variations。它说的是，生物体的特征能够比较稳定的代代相传，但同时也会出现微小的改变。而且这些改变一旦出现，就可以继续稳定的传承下去。这就是可遗传的变异。

达尔文是怎么提出可遗传的变异的？

对于今天的人来说，可遗传的变异很好理解。

我们已经知道，生物的性状在很大程度上是由生物的基因组DNA 序列决定的。在生物繁殖的过程中，基因组DNA 需要自我复制，这个过程的精确度很高，但仍然会出现少数错误。既然如此，后代会在很大程度上和上一代相似，但同时也会出现一些微小的新特征，而且这些写入DNA 序列的微小变化还能继续传给下一代。这就是可遗传的变异。

但是在达尔文的时代，人们还不知道遗传物质是怎么回事，更不知道DNA 是什么东西。达尔文是通过观察家养状态和自然状态下生物的微小变化，提炼出“可遗传的变异”这个概念的。

这个过程非常精彩，我们来还原一下：

在《物种起源》里，达尔文提到了鸽子的例子。当时的英国人有养鸽赛鸽的爱好，英国本土饲养着至少20 种不同的家养鸽子，比如英国信鸽、短面翻飞鸽、喇叭鸽、扇尾鸽等等。这些鸽子在嘴巴的形状、羽毛的样式、骨骼的结构，甚至是鸣叫的声音和性格特征等方面，差异都挺大的。

人们一般默认，这些鸽子自古以来就是不同的。但达尔文却认为，这些鸽子是同一个物种的后代，只是在人工培育的漫长过程中出现了稳定的差异。

他之所以做出这个判断，主要是基于几个因素：

首先，这些家养鸽子还能自由交配，产生后代，而且后代还能继续生育。而我们知道，自然界里不同物种是不能交配繁殖的，即便能繁殖后代，后代一般也没有生育能力了，比如马驴杂交的后代——骡子——就是如此。

其次，在英国野外当时只能找到一种野生鸽子，就是所谓的“原鸽”。

如果这20 几种家养鸽子都是独立的物种，那它们应该有各自不同的野生祖先。这些祖先都去哪儿了呢？我们得假定它们在自然界全都灭绝了。

但这未免也太凑巧了吧？

还有就是，这些家养鸽子固然差异不小，但还是有一些共同特点的，比如都有和野生原鸽类似的青色的羽毛等等。

反过来，如果我们相信这些家养鸽子都是同一祖先的后代，那它们丰富多样的特征又是怎么来的呢？

达尔文认为，这是一代代人工挑选培育的结果。

比如说扇尾鸽，这种鸽子尾巴上羽毛的数量比其他鸽子多几倍，而且整齐的展开，就像一把小扇子插在鸽子尾巴上。

达尔文猜测，可能在很早以前，鸽群里偶然出现了一只鸽子，尾巴比其他鸽子要大、要漂亮，养鸽子的人注意到之后，就专门挑出来给它配种、繁殖后代。发现这个大尾巴的特征还能遗传下去，于是就一代代的繁殖和挑选尾巴羽毛更多、更漂亮的后代，最终就培育出了外表非常美观的扇尾鸽。

当然，这还只是达尔文的猜测而已。

可遗传的变异为什么重要？

说到这里，你可能会觉得奇怪：我们早就知道“种瓜得瓜，种豆得豆”，也知道“龙生九子，子子不同”，这些谚语背后代表的不就是可遗传的变异吗？单从日常经验来说，只要种过庄稼、养过牛羊，甚至只要自己生养过孩子，肯定早就注意到了，生物的后代并不总是一模一样的。

按说“可遗传的变异”这件事，根本轮不到达尔文去重新发现啊？

在我看来，为什么偏偏是达尔文在19 世纪提出了“可遗传的变异”，这个问题的价值可能比“可遗传的变异”本身还要大一些，因为它本身就代表着人类世界观的一次重大变化。

在古希腊的哲学家看来，世界是存在真相的，但人类永远无法真正走近和触碰真相，我们能看到的、接触到的，都只是真相在我们眼前留下的粗糙和扭曲的投影。这种世界观被称为“本质主义”的世界观。

这种思想影响了人类世界两千多年，直到今天，我们的思维方式里还能找到本质主义的影子。比如，我们经常会说，“你这个看法没有触及问题的本质”，或者说“你要透过表象看本质”，这些话背后的思想基础就是，所有复杂的现象背后都应该存在一个简单的、纯粹的、本质性的解释。我们凡人能不能看透这个本质先不管，你至少需要向着这个方向努力。

从本质主义的世界观出发，生物的变化就一点也不奇怪了。

还是拿鸽子来说。本质主义者认为，存在一种真实的、纯粹的、本质的鸽子，而我们眼前看到的奇奇怪怪的鸽子后代，无非是这只本质鸽子在我们眼前不完美的投影罢了。或者反过来说，这些形形色色的鸽子后代，背后其实都是同一只不变的本质鸽子。

既然如此，不同鸽子之间的差异就不重要了。充其量人们只会说，“哦，可能这只不变的本质鸽子在投影成现实世界的一只只具体鸽子的时候，因为各种各样的原因，比如出生时候的气温、孵蛋的环境、出生后食物的区别，呈现出一些差异罢了”。

而达尔文却觉得，根本不存在什么本质鸽子、理念鸽子、纯粹鸽子，每种不同的鸽子都代表一种真实存在的生物学特征，而且这种特征还能持续变化。

换句话说，达尔文提出了一种全新的世界观——我们身处的世界就是这么热热闹闹、复杂多样，没有办法用几个简单概念概括和推演出来。

这可能也正是盖楼型科学理论和放羊型科学理论的区别。

所以现在你应该明白了，“可遗传的变异”确实是一个石破天惊的全新认识。达尔文不光是提出了一个生物学理论，更是对整个本质主义的世界观宣战。

可遗传的变异从哪里来？

继续“可遗传的变异”这个问题。我们现在接受，生物的很多特性是可以一代代稳定相传的，也是可以在这个过程中发生变化的，比如扇尾鸽的羽毛形态。接下来的关键问题是，这些可遗传的变异是怎么出现的？

达尔文对此有着非常坚定的主张。他认为，可遗传的变异是在生物的生殖细胞中出现的，产生的影响则是完全随机的。换句话说，两只鸽子交配，生出了一只尾巴羽毛更大、更多的后代，这种变异应该发生在鸽子父母的精子或者卵子当中，伴随着交配过程进入后代体内，而鸽子父母应该都很正常。

而与之针锋相对的，就是所谓“获得性遗传”的观点，来自比达尔文年长的法国博物学家拉马克。

按照拉马克的观点，可遗传的变异是有明确方向性的，它来自生物的整个身体，然后才汇聚到精子或者卵子当中，传递给后代。

我们还是用鸽子打比方。按照拉马克的观点，应该是有一只鸽子父亲或者母亲，在飞翔或觅食的过程中总是用到尾巴的羽毛，长期锻炼，就导致那里的羽毛变得更多更密，然后它把这种变异信息汇聚到了它的精子或者卵子那里，传递给了后代。

关于两人观点的分歧，一个最广为人知的讨论就是长颈鹿的脖子问题——

两人都认为，长颈鹿祖先的脖子没那么长，为了吃到更高的树叶，它们的脖子才慢慢变长。只是达尔文认为，这种变化的根源是，长颈鹿父母的生殖细胞存在微小的差异，于是生出来的长颈鹿天生就高低有别，高的那些拥有更大的生存机会，所以慢慢的，长颈鹿的脖子会越来越长；

而拉马克认为，这种变化的根源是，长颈鹿父母一辈子都在拼命伸长脖子够高处的树叶吃，于是它们自己的脖子越来越长，然后它们把这个特征遗传给了后代。

在这场争论中，达尔文和拉马克都承认生物的特性是能够变化的，并且这种变化是可以遗传的，只是他们对于这些可遗传的变异的来源有分歧。

当然，今天我们知道达尔文是对的，后天获得的特性基本无法遗传，只有生殖细胞内部携带的变异才可以。关于这一点，前苏联的物理学家朗道有过一个特别尖刻的比喻，“如果（获得性遗传的观点）是对的，那世界上就应该没有处女了”，因为每一个妈妈在生孩子的时候都不是处女嘛。

其实，还真有科学家做过验证工作。19 世纪的德国科学家威斯曼，就做过一个听起来有点血腥的实验。他把雌雄老鼠的尾巴剪短，让它们交配、生育后代，然后再把后代的尾巴剪短，继续交配。这个实验做了21 代，结果老鼠后代的尾巴并没有因此消失或者变短。

下节预告

看起来，可遗传的变异是一个很合理而且也很有革命性的理论。但这个理论得到实验证据的支持了吗？在达尔文的时代，其实并没有得到像样的支持。关于这一点，我们下一讲继续说。

我是王立铭，我们下一讲再见。

划重点

1. 在达尔文的时代，人们不知道遗传物质是怎么回事，更不知道DNA。达尔文是通过观察家养状态和自然状态下生物的变化，提炼出“可遗传的变异”这个概念的。
2. 可遗传的变异不光是个重要的生物学理论，更是对整个本质主义的世界观宣战，代表人类世界观的一次重大变化。
3. 后天获得的特性基本无法遗传，只有生殖细胞内部携带的变异才可以遗传。在和拉马克的争论中，达尔文是正确的一方。