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发育变化导致鳄鱼口鼻部发生变化

经常讲述鳄鱼的故事是,它们是地球上最完美适应的生物之一 - 活化石几百万年来几乎没有变化。

为什么人们相信进化论?为什么进化论成为如此普遍的理论?对这个问题可能有很多答案。为了达到这课书的目的,我们集中在三个原因上来说明为什么人们相信进化论。

超75种现存鳄鱼和齿鲸头骨鼻子形状相似

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第一个人们相信进化论的原因,表达得最好的是在Henry Morris 的「进化论的衰微」一书中,他说:「很多受过教育的人,所以相信进化论,仅仅因为有人告诉他们,受过教育的人都相信进化论」(Baker, Grand Rapids, Michigan, 1963, P.26)。这实际上等于是一种「同侪的压力」)。进化论早就被教导为事实,而且有名望的科学家都相信人们已把它作为其实的科学来接受,他们从未真正检验过那些所谓「证据」的基础是什么。「每个人都这样认为」,就成了大家都相信它的最好理由。

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在他们的进化历史中,鳄鱼,短吻鳄和他们的亲属反复进化出相似的成年头骨形状以响应饮食专长:吃鱼的长嘴;对于更难捕食的短鼻子;适合大型猎物的温和鼻子。

第二个人们相信进化论的原因,表达得最好的大概要算著名的进化论者,伦敦大学的D. M. S. Watson 了,他说:「进化论本身所以被动物学家接受,并不是因为他们看见了进化的发生,也不是因为它已被有逻辑连贯的证据所证明,而是因为只能有这个选择,否则必须相信『特殊创造』一说,那是根本不可置信的」("Adaptation," IN: Nature, 1929, P.233)。另外一个有名的进化论者,Authur Keith 爵士也谈到这个问题:「进化论是没有证明,也不可能得到证明的。我们相信它是因为只能有这个选择,另一个可能是特殊创造论,则是不能想象的(引自:Evolution or Creation, H. Enoch, Evangelical Press, Grand Rapids, Michigan, 1967, P.71),L. T. More 博士在他的“The Dogma of Evolution”一书中说:「我们主张的进化论,是建筑在反对特殊创造论的基础上的」(Princeton University Press, 1925, P.304)。从以上这些叙述,可以很明显地看见,这些人心中有很深的成见––反对上帝和上帝创造的成见。这些人相信进化论,不是因为有证据,而是因为他们不愿意相信上帝。

图片来源:上:Matěj Ba?ha 下:Nortondefeis

但是如何产生这种大规模的融合?

第三个人们相信进化论的原因是,他们确实相信有支持这一理论的证据。他们真的觉得自己选择相信进化论是完全正确的。看来他们并未察觉有很多进化论的所谓「证据」,已经被证明是错误的。而且他们可能从未听说过另一种从创造论者来的解释,或者从未看见过支持创造论正确起源说的证据。让我们来检验一下进化论的所谓「证据」和看一看创造论者的响应。(注意:因为时空的限制,我们无法「证明」创造论的真贸性。而我们这课书的目的在于说明进化论者提供的证据根本不能证明,因为它们本身已被证明是错误的,而且,用创造的模式来解释要好得多。在以下的简短讨论中,希望读者能看见创造论的模式更符合科学事实,不像进化论所主张的那样,会产生许多争论。)

对比图中大鳄鱼和亚马逊河海豚的头部,你可能会发现一些惊人的相似点。至少科学家是如此。研究人员对超过75种现存活鳄鱼物种和齿鲸的颅骨和下颌骨进行对比之后发现,尽管它们在进化学上分开了近3亿年,但这些生物头骨和鼻子的形状有着广泛且惊人的相似性。

由有机和进化生物学副教授Stephanie Pierce和研究生Zachary Morris领导的研究旨在通过比较胚胎发育与所有活鳄鱼种类的后期生长来解决这个问题。他们的工作表明,今天发现的头骨形状的多样性是通过改变进化过程中的发育模式来实现的。这项研究发表在2月20日发表在“皇家学会学报B”上的论文中。

比较胚胎学

总体来看,拥有较宽鼻子和相对大而结实的颅骨的捕食者,如鳄鱼和逆戟鲸,能够抵抗掠食的压力,稳得住体型较大的挣扎的猎物,该团队在3月7日发表于英国《皇家学会学报B》的文章中报告了这一成果。

这项工作是与伦敦帝国理工学院的Arkhat Abzhanov和佛罗里达大学的Kent Vliet合作完成的。

达尔文在他的「物种起源」(十二页的讨论)一书中,主张动物多种多样的胚胎中的相似是进化理论的一个基本证据。他称这一点为「重要中之最重要者」。Ernst Heinrich Haeckel(1834–1919)是一位德国生物学家,他是达尔文的忠实跟随者,被称为「达尔文的德国门徒。他在耶拿(Jena)大学教书的时候,以他的「重现胚胎进化阶段」理论(或者按他自己所称的,「生物发生定律」)的影响力而著名。Haeckel 博士在叙述继「胚胎发展」之后的进化阶段时,重述了人类的动物祖先的进化阶段。他说,个体发育史(个体的发生、发展)重现了(重复)种类史(种族的发生、发展)。」另外,人类的胚胎发育过程又重现了祖宗进化的各个阶段––从单细胞阶段一直到人类,这好象是在看全部人类祖先历史的无声动画片。

但是水栖哺乳动物和爬行动物则有着长而细的鼻子,它们在应对大型猎物时相对困难,因此主要以小鱼为食。这一分析结果将有助古生物学者推断古水生生物的猎物喜好以及进食模式,特别是拥有类似于今天捕食者颅骨比例的物种。

“这项研究只是鳄鱼进化的一个快照,”皮尔斯说。“但这表明他们一直在修改他们的发展战略,以适应他们的环境,所以他们可以尽可能地成功。”

当然,我们知道,今天这一论点已经被怀疑了,那些继续这方面研究的科学文献已不再用这一论点。为什么?我们可以用著名的进化论者George G. Simpson 的话来回答:「现在可以肯定建立的观念是,个体发育史并没有重现种族史」(Life: An Introduction To Biology, Harcourt-Brace, New York, 1957, P.352)。Sir Authur Keith 爵士坦率地说:

皮尔斯和莫里斯说,这种成功部分归功于他们惊人的可塑性。

一些人期望动物的胚胎发育能概略显示它祖先从低级到高级的进化过程。但是现在对胚胎发育各个阶段的观察结果,令人普遍感受到的是失望。因为在人类胚胎发育中并没有类人猿这个阶段出现,哺乳类的胚胎与虫子、鱼类或者爬虫类也绝无相似之处(The Human Body, Thornton, Butterworth, London, 1932, P.94 emp.added)。

莫里斯说:“人们常常认为鳄鱼在时间上没有变化。”“但我们的分析反而表明他们已经发展出一个非常灵活的开发工具包......因此,如果有足够的时间和选择压力,他们就能够改变发展的速度和时间,从而导致生态上不同的形式,包括长,短和中等的口吻形状”

有一种解释较为合适。Haeckel 是一位成功的艺术家,他用他的艺术才能伪造了一些图片,附在他的科学论文里。「Haeckel,这位无师自通的胚胎学者,杜撰了一些证据来支持他的理论。他不仅随意变更他对胚胎发育的说明,而且把同一个胚胎的插图印了三次,分别用于人、狗和兔子,表示这三者之间的相似」(M. Bowden Ape-Men: fct or Fallacy? Sovereign Publications, England, 1977, P.128)。他甚至去变更他的同行们的图片,包括著名的胚胎学家,Basel 大学的 L. Rutimeyer 博士和 A. Bass 教授等的图片;致使耶拿(Jena)大学不得不召集一个「大学法庭」,有五个教授「指控」Haeckel 的欺骗罪。正如进化论者 H. H. Newman 所说的,Haekel 的工作「对达尔文的理论,害处多于益处」(Evolution, Genetics, and Eugenics, University of Chicago Press, 1932, P.30)。

莫里斯说,重要的是,这些一般形状并不仅限于活鳄鱼 - 它们在化石记录中已经多次独立进化。

Haeckel 伪造的作品大约是在 1866 年印行的。我们知道他的所谓「生物发生定律」并不正确也已有一百多年了。但是,就在今天,Haeckel 的一些图片仍被使用在现代的生物学教材中,作为进化的「证据」。Simpson 和 Keith 引述的见证(前文所述)反而被置之不顾。普林斯顿大学生物系主任 John Tyler 博士有一段话,也许可能解释此问题的原因。他说:「我们知道 Haeckel 的生物发生学,早在近百年来已没有什么意义了,但是,它对学生们来说,是如此清楚、简单和容易完全接受」(See book review of Implications of Evolution, American Scientist, June, 1961, P.240)。

皮尔斯说:“有很多融合并没有得到最初的赞赏。”“在过去,头骨的形状被用来指定进化关系,所以如果一只动物是短暂的,它与所有其他短的鼻子物种有关。但是通过现代分析,我们已经能够确定许多具有相似形状的鼻子的动物实际上并不相互关联。相同的鼻子形状的独立获取可能是由于具有相似的生态压力,例如吃类似的食物。

对于今天把胚胎学作为进化论「证据」的作法,创造论者们有什么反应呢?恐怕任何人对这些耸人听闻的事实,都会有与W. R. Thompson 博士相同的反应,那就是他在 1956 年版的达尔文「物种起源」一书中所说的:「作为进化论的一个证据,『生物发生定律』是毫无价值的」(J. M. Dent, London, 1956, P.xvi)。不然的话,创造论者或许会同意加利福尼亚大学地质学系的前主任 W. D. Matthew 博士的看法,他说:「很多错误理论被时间美化,而且没有经过适当的批评,就被吸收在科学论述之中,竟成了一定之规(Climate and Evolution, 2nd edition, P.159)。今天,胚胎学已确实不能作为进化论的一个「证据」。我们宁可同意染色体学说。是染色体促使胚胎发育,这一奇妙、复杂过程的完成,使每一种胚胎都完全不同于其它所有的胚胎,胚胎发育是一个总计划中的遗传系统。

无论这些压力是什么,莫里斯说,成人头骨形状的相似性必须通过头骨的发育模式和生长的变化来支撑。

从染色体(DNA)和蛋白质本身来看,他们作为生命形态在初形成的时候,无论在结构上、化学成份上,每一个都与其它的完全不相同…胚胎发育完全不同于进化,它是一种潜在能力中的增进,希腊文 entelechy 这个字,就有将起初就潜在的事物展示出来的意思。像这样的一种发育很清楚,是必须有创造者的设计的(Henry M. Morris and Gary E. Parker, What is Creation Science? Creation-Life Publicsher, San Diego, California, 1982, P.34)。

莫里斯说:“从一般意义上讲,我们知道鳄鱼与鳄鱼或矮小的非洲鳄鱼不同的重要组成部分与个体发育,胚胎发育和孵化后生长的变化有关。”“鉴于这些不同的形式已经多次独立演化,我们有机会看到这些形状的演变是否存在基本机制。”

退化的器官

从本质上讲,皮尔斯说,这是她和莫里斯在论文中提出要回答的问题 - 各种鳄鱼物种为实现成人形式所采用的个体发生途径是否彼此相似或不同。

人和动物中退化的器官是被进化论者宣告为退化了的器官,是没有用的。所谓退化的器官,就是指它们在进化过程中已经没有用了,而且在将来的进化选择过程中会完全消失。若干年前,当这一「证据」被提出来时,就有上百的这种退化器官的例子被提出来。例如,Alfred Weidersheim(The Science of life vol. 1. Doubleday, 1931)列出人体组织中 180 种退化器官的名称––它使人想到一个移动中的上古博物馆!正如 R. L. Wysong 博士所说的:

“我们想要了解的是鳄鱼是如何做到的 - 它们如何像成年人一样,在这些相同的形状上融合?它们是在胚胎发育的早期阶段做到的,还是在以后发生的?”

没有多久以前,人们曾怪罪人体上竟有 180 种无用的器官。像兰尾、扁桃腺、胸腺、松果腺和甲状腺等器官都列入其中。今天才知道以往被认为无用的这些器官都在生命个体中有它们一定的功能。如果一种器官在生命个体中有一定的功能,就不能算做不健全的或退化的……当人们的知识增进的时候,退化器官的数字就减少。所以,什么是真正的「退化」?难道不是人类对人体结构复杂性,在认识上的不健全吗?」(The Creation-Evolution Controversy, Inquiry Press, East Lansing, Michigan, 1976, P.397)。

为了解决这些问题,Morris CT扫描了数十只鳄鱼胚胎,拍摄了在全球各地博物馆中拍摄的孵化后标本,并在特定位置对每个头骨进行了标记,以便跟踪它们的形状在发育过程中如何变化。

直到今天,仍有少数教科书提出四或五种所谓人体的退化器官,其中包括兰尾、眼球膜、头发、手指甲和脚趾甲等。我们没有时间和篇幅来一一研究上述的器官,究竟有用无用。我们只要说一句话就够了:据我们所知,人体中根木没有退化的器官,甚至很多动物身上的所谓退化器官(如巨蟒的「腿」,鲸鱼的「臀骨」等),现在知道也都是有用的。

“理解如何做到这一点并不是一件微不足道的事情,因为在最年轻的胚胎标本中,它们只有非常细小的骨头夹板。”莫里斯说。

还有一点是我们必须考虑到的:「如果人类有180 种从前曾经有用的退化器官,那么过去人体的器官应该比现在多得多。过去的人既要发育现代人有的器官,还要发育 180 种退化的器官,于是时间越往倒推,就越增加有机体的复杂性!进化论真是扭曲事实。」(Wysong, op. cit., PP.398,399)。难怪 James Jauncey 会在他的著作 Science Returns to God 一书中说:「近来的进化论著作很少提到退化的学说,显然这一理论对进化论已不再有证实的价值」(Zondervan, Grand Rapids, Michigan, 1971, P.57)。确实如此。

最终,莫里斯能够识别每个标本的标志,并跟踪它们如何通过胚胎发育和成年期的变化而变化。

那些一直从事科学理论工作的进化论者很少再讨论这个问题。其实,既然没有证据可以证明有用器官和退化器官之间的过渡时期,那些被认为没有用的肢体,最多只能证明退化,而不是证明进化。进化,应该是新的、不同的和有用的器官的生发,而不是有用器官的消退。「创造论者在问:新生的器官在哪里?退化的器官只能表示退化和衰落,而不是进化」。(Wysong, op. cit., P.398)。

“我们发现的一个非常有趣的结果是,除了两种最极端的短鼻子形态之外,所有其他鳄鱼都是从相同的胚胎起点开始的,”莫里斯说。“作为成年人,他们能够在同一起点上制造出各种功能不同的形状。”

比较解剖学

虽然大多数鳄鱼采取非常相似的路径来达到成人的形状,但研究发现其他鳄鱼采取截然不同的方式。

著名的Cornell 大学的天文学者 Carl Sagan 博士写道:「从微生物到人类,所有陆栖生物里面的器官,在生物化学成份的细节上非常相似,因而造成一种很大的可能性,就是所有地球上的有机体,都是从一个简单的原始生命发展而来,(I. S. Shylovskii and C. Sagan, Intelligent Life in the Universe, Dell, New York, 1966, P.183)。这已经不是秘密,比较学,特别是植物和动物的解剖学和生理学都被认为是进化的有力证据。事实上,很多从「阿米巴到人类」的进化例证,都是建立在相似学的辩论上。「进化论者辩称,假如在有机体中能通过比较解剖学、胚胎学、退化器官说、细胞学、血液化学、蛋白质和染色体生物化学等,把他们的相似处显示出来,他们(有机体)之间的进化关系。就都能做证明」(Wysong, op. cit., P.393)。Strausburg and Weimer 在他们的教科书中谈到这一问题:「凡生物在骨胳结构上越相似,他们的关系就越相近,而且,凡关系相近的生物,就被指明有同一的祖先」(General Biology, 2nd edition, John Wiley & Sons, 1947, P.629)。

“我们发现,短形式的个体发育轨迹基本上是相同的,”莫里斯说。“但对于长时间流行的形式来说,情况并非如此。他们的成年人形状非常相似,但他们有非常非常不同的方式。”

不言而喻,关于从同一个祖先的遗传来解释相似的方法,是进化论者的一个最「合逻辑」和令人动心的主张。这「同一个祖先的遗传」的主张似乎很有理。比如说,这就是我们常常用来解释为什么亲兄弟姊妹长得更相像的原因。亲兄弟姊妹比较相像,因为他们源自同一对父母。进化论者在这一主张上有充分的资料。比如,他们指出,蝙蝠的翅膀、青蛙和乌龟的前腿和人的臂膀,在骨胳结构上都大概相同。他们还指出狗的前脚,鲸鱼的鳍和人的手,在骨胳和肌肉上都基本相同。像这样的讨论已进入分子的层面。例如,进化论者常常指出猩猩和人类的染色体有百分之九十九近似。我们也常听说血液的配置和细胞的组成方面的许多近似等等。这是毫无疑问的––相似确实存在!

皮尔斯和莫里斯将他们的分析更进了一步 - 他们利用活鳄鱼的个体发育轨迹来回溯一段时间来研究现代鳄鱼最后共同祖先的发育模式。

在创造论和进化论的争论中,有一个极有价值的功课可以学习。这个功课就是:对于资料本身很少有争论––争论的是在对资料的解释上。在相似这一问题上,进化论者和创造者观察的是相同的资料。但是,进化论者说,相似是同一祖先的证据。创造论者从另一方面说,相似只证明他们是在同一设计下的被造物!在实质上,我们是面临一个很棘手的「僵局」。双方对自已手边的资料都各有自己的答案,而且在很多情况下,两种解释似乎都讲得通,很难说哪一个更合理。但是这里有一个打开僵局的途径。Budapest 大学医学院主任,Ferenco Kiss 博士提醒我们:「……对于进化论者来说,为了维护他们的理论,他们只收集各种生物之间的相似点,却忽略很多不同之处 」(History, April, 1949, P.3)。哥伦比亚大学的进化论者 T. H. Morgan 博士坦率地承认,很多进化论者并不愿意这一学说被接受为普通的常识,他曾说:「在不同种类中也有相似、甚至完全相同的特征,这并没有常常被解释为不同种类是出于同一祖先,而且,整个比较解剖学也似乎已在衰败中崩溃」("The Bearing of Mendelism on the Origin of Species", Scientific Monthly,March, 1923, P.246)。或者,如像 Wysong 所说的:「假如相似的律可用来说明进化的关系,那么不同的地方也同样可以用来说明他们之间缺少联系……」(op. cit. PP.393,394)。换句话说,Kiss 博士所提出的「很多不同之处」曾造成整个比较解剖学的「崩溃」,如果这很多「不相同」不能得到解释的话。

“我们有关于这些活体动物如何发育的数据,因此我们认为,'基于它们的进化关系,让我们重建它们的祖先是如何发展的',”皮尔斯说。“然后让我们用它来了解活体动物如何获得它们的个体发育轨迹......以及它们如何略微改变它们的发育策略,最终以它们的长或短的鼻子结束。”

教科书中的进化论,通常只单单把各种生物的「相似」集中起来。但是,现在有了「不相同」的资料(是由进化论者自己提供的)。Morris 和 Parker 在他们的 What is Creation Science? 一书(op. cit., PP.19-27)中,引证了很多这样不同点,与 Wysong 引证的一样(op. cit., PP.394,395)。在最有意思的资料中,有一部份是英国自然历史博物馆的古生物学家 Colin Patterson 博士向美国的科学界讲话的时候,谈到他自己经历上的一个转变:就是「从把进化论看为科学知识,到把进化论看为信仰」的转变。他在提供「同一祖先进化论假说」的例证之后,也把物种特殊性的例证作为与进化论相反的理论来提出「相对的知识」。他提供了关系到蛇、鳄鱼和鸡之血红素的氨基酸资料。进化论者都「知道」蛇和鳄鱼(两种爬虫类)之间的关系应该比它们各自与鸟的关系更近。但是鳄鱼和鸡却显现出最大的近似,它们 17.5% 的氨基酸完全相同,其次是蛇与鸡最相似(10.5%)。而同为爬虫类的蛇和鳄鱼的近似值只占 5.6%。有一个对肌红蛋白中氨基酸的实验,表明鳄鱼与蜥蜴(两种爬虫类)的近似占 10.5%,但是蜥蜴和鸡(爬虫类和鸟类)也有同样的近似百分比(10.5%)! Panerson 博士也研究了人和猩猩之间的差异他说,要花现有资料的亮光中,重新估价这些相异之处。他接着报告了他对人类和其它灵长类的染色体的研究。在我们认为染色体近似的百分比应该高的地方,却偏偏非常低。Patterson 博士(一个坚定的进化论者),在提供了他所有的资料之后,强调指出:「这个理论(进化论)是一个预测,我们做了检验,这个预测已被证明是虚妄的」(见“Evolution? Prominent Scientist Reconsiders”, L. D. Sunderland and G. E. Parker, Institute for Creation Research. Impact No. 108, June, 1982, San Diego, California)。

莫里斯说,这种分析表明,祖先的鳄鱼很可能是温和的鼻子,类似于今天发现的通用鳄鱼。

从创造的模式可看出,「相似」正说明是同一设计者为了「设计时的便利」(正好象今天的建筑师和其它的设计师所做的一样,头一个设计如果效果很好,就可以使用在以后的每一个设计中)。造物主知道祂所用的材料和方式,会在所有的有机生物体中产生良好的效果,因为祂知道我们都必须呼吸同样的空气,喝同样的水,吃同样类型的食物,而且共同居住在同一个地球上。然后祂也会稍事修改「蓝图」,为了使某一生物更适合它的特殊环境。祂给绵羊四只腿,只给人两只:但是都给他们腿!很明显,创造的模式可以既包容相似,也包容相异。进化论的模式则不然,它不容许有很多的差别,所以它的结局必然是「衰败中的崩溃」。

“所以真正有趣的是,如果祖先的轨迹类似于广义的鳄鱼,那么沿着进化分支的某个地方导致短期和长期的形式,必然会有发展模式的变化。”莫里斯说。

“令人兴奋的是,”皮尔斯继续说道,“我们能够证明,短吻的物种以类似的方式减缓了祖先鳄鱼的发育速度,而长鼻子物种要么加速发育,要么开始用更长的鼻子作为胚胎。 ,在进化过程中略微调高或降低发展的速度和时间,导致我们今天看到的颅骨形状多样化。“

展望未来,皮尔斯和莫里斯计划扩大他们的研究,作为了解整个鳄鱼系的演变的一部分,并继续研究现代鳄鱼的胚胎发育,目的是确定颅骨形状变化的基因线索。

“重要的是确定现代鳄鱼如何在胚胎上产生它们的头骨形状,因此我们可以从它们中推断并与我们在化石记录中看到的模式进行比较,”莫里斯说。“但我们也想看看我们是否可以将这些变化与特定的遗传机制联系起来,这样我们就可以了解产生这些融合模式的更广泛的进化机制。”

该研究得到了哈佛大学有机与进化生物学系,脊椎动物古生物学学会木材奖和国家科学基金会的资助。

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