拉马克和达尔文有区别么

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一提起进化论,大家首先想到的是达尔文。其实在达尔文之前也有别人提出过进化论,只不过他们提出的学说没能经受历史的考验。这些人中最著名的是拉马克,他的学说的生命力也更长一些,直到现在在外行中还有自称是拉马克主义者的。所谓拉马克主义和达尔文主义的区别,在于如何解释生物体对环境的适应性是怎么进化来的。比如斑马为什么跑得那么快?按拉马克主义的说法,这是由于斑马在受到狮子的追捕时,不得不拼命地跑,受到锻炼,跑得越来越快。它的奔跑能力遗传给后代,后代也就会跑得越来越快。达尔文则认为,斑马中有的跑得快有的跑得慢,跑得慢的容易被狮子抓到吃掉,留下的后代少,而跑得快的容易躲过狮子的追捕,留下的后代多,这样经过一代又一代的选择,斑马就跑得越来越快。

拉马克主义相当直观,容易理解,一度与达尔文主义竞争激烈。不过到了上个世纪二三十年代,已很少有生物学家还相信拉马克主义了,因为这时已经知道后天获得性是不能遗传的,斑马跑得再快,也只是体细胞(例如肌肉细胞)发生了变化,影响不到生殖细胞,也就没法遗传下去。但是细菌只有一个细胞,因适应环境发生的变化就有可能遗传下去。例如,抗生素用久了,就会有细菌出现抗药性,这是由于细菌发生了能抵抗抗生素的基因突变。突变是怎么来的呢?拉马克主义认为是在抗生素的刺激下发生了适应抗生素的定向突变,而达尔文主义则认为突变是自发随机产生的,原来就有的。

那么突变究竟是定向的,还是随机的呢?在1943年,美国遗传学家卢瑞亚和德布吕克做了一个简单的实验。他们取出一点点大肠杆菌分装在不同的试管中培养,让大肠杆菌生长一段时间后,再从各个试管取出等量的大肠杆菌,接种在固体培养基上。这些培养基里加了噬菌体,它们会把细菌吃掉。但是有的大肠杆菌会发生突变,能够抵抗噬菌体,这样就会在培养基上生长,长出一个个菌落。如果大肠杆菌抵抗噬菌体的突变是在噬菌体刺激下才出现的,和大肠杆菌原来的情况没有关系,大家条件都一样,那么各个培养基上的菌落数量应该大致相等。实际统计数量时会出现一定差异,但差异不会太大。

但是卢瑞亚和德布吕克统计后发现,菌落数量的分布差异很大,远远大于平均值。这就说明大肠杆菌的突变不是在遇到噬菌体后才出现的,而是在此前就已经存在了,是在试管里培养时随机突变出来的。卢瑞亚和德布吕克实验的这种概率分布,后来就被称为卢瑞亚-德布吕克分布。

也就是说突变是遇到噬菌体后才定向出现的,拉马克主义就是对的。但是如果菌落数量分布符合卢瑞亚-德布吕克分布,那就说明突变在遇到噬菌体之前就有了,是随机发生的,噬菌体只是对突变进行了选择,这是符合达尔文的自然选择学说的。而实验的结果说明达尔文是对的。类似的实验后来有其他人做过,都得出相同的结论。

1988年,哈佛大学约翰·凯恩斯实验室做了一个“细菌饥饿试验”,对这个结论提出挑战。凯恩斯发现,把细菌接种在固体培养基上第二天,出现了零星的菌落,说明的确发生了能有效利用乳糖的逆向突变。这些菌落的数量分布符合卢瑞亚-德布吕克分布,说明在遇到乳糖之前这些突变就已经存在了,是随机发生的。但是又过了几天,突然又长出了更多的菌落,而这些菌落的数量分布符合泊松分布,说明这些突变是在遇到乳糖之后才出现的。

这似乎表明,细菌在乳糖刺激之下,能够发生利用乳糖的定向突变。难道拉马克主义在某些条件下是能够成立的?这个结果发表后,在生物学界之外尤其轰动。很多人,特别是文科人士,很不喜欢达尔文自然选择学说,觉得它太机械、太冷冰冰、太没人情味了,不像强调生物的主观能动性的拉马克主义那样让人感到温暖。凯恩斯的实验,直到现在还经常被外行引用来攻击达尔文学说,攻击基因工程,乃至攻击整个现代生物学。

其实随后的实验证明凯恩斯观察到的,只是表面现象,凯恩斯本人也很快就承认,能利用乳糖的逆向突变不是定向的。不错,大部分逆向突变是在接触到乳糖之后发生的,但是并不是在乳糖刺激之下定向发生的。当细菌找不到能源时,它们停止了生长,处于应激状态。这样,就会发生各种各样的突变,碰巧有一种发生了逆转β-半乳糖苷酶基因缺陷的突变,让细菌能够利用乳糖当能源,这些突变的后代就开始生长,长出菌落。这也是自然选择的过程。尽管达尔文学说很让某些人讨厌,但是它还是对的。

拉马克主义认为生物在环境的直接影响下，习性改变，某些经常使用的器官与系统会进化，不经常使用的器官则逐渐退化（用进废退），并认为这样获得的后天性状可传给后代，使生物逐渐演变，且认为适应是生物进化的主要过程。 一个著名的例子是对长颈鹿的脖子变长的解释，拉马克认为长颈鹿的脖子之所以长，是因为父辈长颈鹿为了吃树顶上的叶子，所以脖子越伸越长，而通过获得性遗传，就可以把这个长脖子的性状传给下一代，久而久之，长颈鹿的脖子就越来越长了。 拉马克的理论经不起古典遗传学的推敲。魏斯曼曾经做过一个实验：将雌、雄的老鼠尾巴都切断后，再让其互相交配来产生子代，而生出来的结果也依旧都是有尾巴的。再将这些没有尾巴的子代互相交配产生下一代，而下一代的老鼠也仍然是有尾巴的。他一直这样进行至第二十一代，其子代仍然是有尾巴的，就此推翻了拉马克的学说。 获得性遗传至今仍未得到证实。拉马克提出的获得性遗传确实是有可能存在的。首先，后天环境的影响可以造成父母辈中长久存在的表观基因标记；其次，这些表观基因标记还可能通过特殊的保护机制传到下一代。这恰恰是拉马克所提出的获得性遗传！当然，要完全证明获得性遗传的存在还有很长的路要走，一些缺失的环节仍然有待发现，而表观遗传标记的的遗传稳定性还不够。可是由于基因调控的机制远比以前预期的复杂，很多机理仍然不清楚，以上问题得到解答之前，谁也不能对获得性遗传是否存在妄下断论。当然，即便获得性遗传真的存在，它也很可能只是达尔文的进化机制的补充，而并非取而代之，毕竟以DNA为载体才是传递遗传信息的主要方式。 但是无论如何，获得性遗传如果得到证实，无论对于生物界还是对于人类社会，都将是一个极大的冲击。对于生物界而言，传统的进化理论需要把获得性遗传整合到现有的架构中，拉马克主义将不和达尔文主义相对立，而可能成为其有益的补充。这将是达尔文发表物种起源，以及遗传中心法则确立以来又一次认知的飞跃。 对于社会而言，冲击将不亚于生物学界。由于进化理论涉及人类对自身的认识，其革新将在多方面影响社会的思潮。首先，正如BBC某节目所说的，基因有了记忆之后，你祖父呼吸的每一口气，吃的每一件食物，看见的每一件事物都可能在几十年后影响到你，虽然你并没有经历过那些事。身体的一些特征，有可能源于祖先的某些行为，而的某些举动，也有可能影响几代以后的子孙。这些说法看来虽然还略显夸张，但很可能在将来成为人们很感兴趣的话题。 在现代的新拉马克主义认为，新种的创造是生物普遍反应的结果，不能取决于局部的基因突变；认为用突变不能解释进化，因为突变获得的新基因是退化畸形的；同时，突变也不能产生进化，因为它只是种内的变异；原生质创造了必需的适应性，这种适应性由基因传递到后代，基因只是细胞质的工具。因此，只能用生理和生化的功能来分析，才能解释生物的进化。 对获得性状遗传机制等重大问题作了种种研究和论述，这是达尔文主义所未能涉及的方面。该学派的研究有的相当深入，并从理论上作了某些有价值的说明。其中有些论点尽可能地运用物理、化学的原理揭示了先辈科学家的预言，有相当的说服力，对生物进化论的发展产生过积极的影响。 拉马克主义的主要缺陷在于对变异缺少分析，不能区分基因型和表现型，以为表现型的变化就可以遗传下去（即获得性状遗传）。

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