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脊椎動物的進化方向是什麽?

魚類到兩棲動物

科學家們想要研究的理論是,魚類進化到了爬出水面降落陸地的地步,同時發展出了兩棲動物的生殖功能和其他特征。達爾文主義者沒有指出壹種特殊的魚是兩棲動物的祖先,但他們都把壹種已經滅絕的rhipidistians物種作為祖先屬。這些化石具有與早期兩棲動物相似的骨骼,例如壹些可能進化成腿的小骨骼,但根據《脊椎動物史》的作者Barbalat Shtal的說法,“在所有已知的魚類中,我們無法找到陸生脊椎動物的最早祖先,因為所有這些魚類都是在最早的兩棲動物出現後存活下來的,沒有證據表明這些魚類之前的化石發展出了早期四足動物所特有的強壯的四肢和肋骨。”

1938年,印度漁民捕獲了壹只腔棘魚,被鑒定為7000萬年前滅絕的樣本。許多古生物學家認為,這種魚與上述扇翅目動物關系密切,因此這種活體樣本應該在研究早期兩棲動物的進化中發揮重要作用。但根據腔棘魚的解剖學研究,其內臟並不適應陸地生活,對魚類向兩棲類的進化沒有貢獻。這壹發現讓人懷疑之前的扇翅目同樣沒有說服力。

兩棲動物到爬行動物

在這個過渡時期沒有化石的證據。Moglia是壹種早期的兩棲動物化石,有些爬行動物的特征,但它在化石史上出現的太晚了,最近的證據確定它是壹種正宗的兩棲動物。爬行動物的骨骼和兩棲動物的相似,最重要的區別是它們不能變成化石。兩棲動物在水中產卵,其卵經過復雜的孵化後成為生長動物,但爬行動物的卵有壹層厚厚的硬殼,有羊膜保護胚胎,所以胚胎與生長動物相似。達爾文的自然選擇理論無法解釋兩棲動物如何進化出爬行動物的生殖系統。

爬行動物到哺乳動物

最後,我們來說說達爾文主義者最引以為傲的化石證據,也就是古爾德等人作為確鑿證據引用的具有哺乳動物特征的爬行動物(Therapsida)。該目動物有許多具有爬行動物和哺乳動物結構的化石,似乎是這兩個綱之間的中間動物。事實上,這兩類動物的分界線很難劃分。通用的標準是爬行動物顎骨中的幾塊小骨頭,其中壹塊與頭骨相連。

在這個重要的標準中,不同的獸腳亞目爬行動物與哺乳動物相似,它們才真正可以被認定為爬行動物或哺乳動物。古爾德非常清楚地描述了這個重要的結構:

爬行動物的下顎有幾塊骨頭,但哺乳動物只有壹塊。這些不屬於哺乳動物的顎骨越來越小。這種哺乳動物耳朵裏的“槌骨”和“砧骨”就是這壹小塊的進化產物。神創論者會問這種中間結構是怎麽進化出來的,壹根骨頭只能在耳朵裏或者下巴裏。但古生物學家發現,這些爬行動物有兩個進化的跡象,它們被認為像哺乳動物,因為它們有兩個顎骨,壹個有方形的關節骨,將成為耳朵中的錘骨和砧骨,另壹個有鱗狀牙齒與頭骨相連,就像今天的哺乳動物壹樣。

讓我們接受古爾德的小結論,但他關於哺乳動物和爬行動物之間過渡的證據並不相同。許多具有哺乳動物和爬行動物特征的頭骨可能代表了爬行動物和哺乳動物之間的中間化石,但哺乳動物和爬行動物的區別不僅在於顎骨和耳骨,還在於生殖系統。在其他例子中,我們已經看到,骨骼的相似性並不代表進化過程的聯系。

菲丘馬曾經對獸腳亞目動物的化石進行了精確的描述,但這確實說明了化石研究中的許多問題:“獸腳亞目動物化石從爬行動物進化到哺乳動物的化石證據有十多種,我們確實無法知道哪壹種化石是哺乳動物的祖先。”很多化石證據的唯壹目的就是把它們排列成壹個循序漸進的進化程序。不同物種有相似的骨骼結構,只是提醒我們,它們的相似不壹定代表進化關系。哺乳動物很可能是由許多不同的爬行動物進化而來的理論不是達爾文主義,因為達爾文的進化論需要單壹的進化程序。

那麽獸腳亞目動物的化石中有很多特征是和哺乳動物相同的,它們分布在很多同目動物中。這些動物不可能同時都是哺乳動物的祖先。只有結合不同動物的特征,混淆它們在化石時代出現的順序,才能建立壹個假設的進化程序。如果我們假設哺乳動物只由爬行動物進化壹次(這個假設後面會分析),那麽大部分具有哺乳動物特征的獸腳亞目動物都不是爬行動物到哺乳動物的中間化石。如果大部分不是,可能根本就不是。

如果聯系到進化過程的起點和終點,動物群孔假說更有說服力,但早期哺乳動物存在許多重要的結構差異,這使得古生物學家很難指出誰是爬行動物的進化後代,就像他們無法識別誰是自己的進化祖先壹樣。這種情況使得壹些古生物學家拋棄傳統,不把哺乳動物作為“單線進化”(即只從壹個直系祖先開始進化)的單位,而是主張幾個不同的獸腳亞目動物同時進化的多元進化體系。

如果我們要接受哺乳動物是由多種來源進化而來,那麽進化論者需要拋棄傳統的達爾文主義信仰,即哺乳動物同源結構的差異是基於同壹祖先的自然選擇。根據化石證據,我們無法判定哺乳動物是否僅由壹個祖先進化而來,但著名古生物學家喬治·辛普森(george simpson)宣布哺乳動物是由壹個單線進化而來,因為他將“單線進化”的定義改為了壹個更低的分類單元。由於獸腳亞目動物比哺乳動物低等,所以哺乳動物是從單系進化而來的。

如果古生物學家不僅要確定爬行動物和哺乳動物之間的中間化石,還要試圖建立壹個系統的理論來解釋整類哺乳動物的進化起源,他們顯然需要解釋比顎骨和耳骨更復雜的結構。哺乳動物包括不同的物種,如鯨魚、海豚、北極熊、蝙蝠、家畜、猴子、貓、狗、豬、負鼠等。如果哺乳動物是單線進化的,那麽根據達爾文的自然選擇,上述動物應該都是由陸地動物的不同祖先進化而來的,所以在進化過程中需要出現大量的動物,而化石中卻沒有這樣的跡象。

爬行動物到鳥類

始祖鳥,壹種出現在65438+4500萬年前的石層中的鳥類化石,在達爾文的《物種起源》之後不久被挖掘出來,大大增加了達爾文主義的說服力,讓當時著名的反對派學者阿加西斯啞口無言。始祖鳥具有骨骼的特征,與壹種小型恐龍(Compsognathus)關系密切。始祖鳥基本上是壹種鳥,有翅膀,有羽毛,有鳥胸部的叉骨,還有爪狀的四肢和嘴裏的牙齒。現代鳥類的嘴裏沒有牙齒,但壹些古代鳥類是例外。壹種現代鳥類,Hoatzin,四肢都有爪子。

始祖鳥是壹種非常重要的鑲嵌化石,但無論是代表爬行動物和鳥類之間的中間動物,還是僅僅是壹種遠古的異常動物,比如鴨嘴獸這種長著鴨嘴獸的現代哺乳動物,都具有另壹類動物的特征,但並不是達爾文主義中的中間動物。直到最近,始祖鳥在古生物學家眼中還是壹個死胡同,不是現代鳥類的祖先,因為始祖鳥稍晚壹點的鳥類化石是壹種類似海鷗的潛水鳥,不太可能是始祖鳥的直系後代。註1:古生物學家查特吉(Chatterjee)聲稱在美國德克薩斯州發現了壹種古老鳥類的化石,年齡約為2.25億年,他稱之為原鳥(Protoavis)。任何早於1.45億年的鳥類化石都會推翻始祖鳥是現代鳥類的祖先。然而,查特吉的報告仍然有爭議,沒有定論。

西班牙和中國最近出土的1.25至1.35億年前的石層中的鳥類化石,具有壹些爬行動物的特征,可能與始祖鳥有關,但這些化石不完整,無法允許明確的結論。在1990發表的綜合綜述中,Peter Willenhofer認為我們無法確定始祖鳥是否是現代鳥類的祖先。在鳥類進化方面享有權威研究權威聲譽的威倫霍費爾(Willenhofer)做出了如下結論:“始祖鳥是否與現代鳥類有親緣關系並不重要”,因為始祖鳥“為我們提供了關於鳥類進化的證據”,“它們是進化論不可或缺的有力支持者”。

所以始祖鳥可能代表壹種鳥的祖先,但是我們沒有完全確認。就像哺乳動物進化中的異常狀態壹樣,我們需要解釋不同的鳥類,比如企鵝和鴕鳥,是如何通過中間環節從壹個始祖鳥進化而來的。這些化石的缺乏通常被解釋為鳥類的生活方式不允許化石形成。

始祖鳥是達爾文主義的證據,但這個證據的分量有多大?壹個達爾文主義的信徒會認為這是壹個重要的裏程碑,但是壹個懷疑進化論的學者只能在大多數不符合進化論的化石中看到壹個例外。如果用化石證據來衡量進化論,而不是在化石中尋找壹兩個與進化論合拍的樣本,那麽過渡期唯壹的化石並不能真正拯救壹套主張全球生物進化過程的理論。

無論我們對始祖鳥做出什麽結論,鳥類的起源仍然是壹個謎:飛行的本能,包括復雜的羽毛,以及鳥類的肺這樣的特化結構是如何進化的?即使爬行動物通過始祖鳥階段進化成鳥類,我們也不知道它們是如何從爬行動物的結構進化成鳥類的結構的。

從猿到人

上壹章提到,在1981的壹篇文章《進化是事實還是理論》中,古爾德引用了“在古老的石頭層中發現了六七塊猿化石”來證明人是由猿進化而來的。當他在1987重寫這篇文章時,他已經把這些類人猿的物種減少到了五種,包括現代人,但他的論點仍然不變:

上帝創造五個古人類:阿法南猿、非洲南猿、能人、直立人、智人,是因為他想考驗我們的信心,還是根據他那高深莫測的意誌,從而模仿進化的過程?註2:古爾德所指的四種類人猿中,有兩種南方古猿是南方古猿和南方古猿。他們屬於猿類,而不是人類,因為他們的大腦像猿壹樣更小,但猜測他們可能直立行走。只有壹個容量足夠大的大腦,才能算是壹個Homo。路易斯·利基發現的南方聰明猿屬於人和猿的分界類。聰明的類人猿被認為具有人類的地位,主要是因為在這些化石附近發現了壹些原始工具。壹些人認為聰明的類人猿使用這些工具。如果讀者以前在學校學習過這個話題,他們可能會感到驚訝。原來尼安德特人現在被認為是人類的壹個亞種,而克羅馬的克羅馬努人已經被認為是現代人。有很多常見的名字,要麽從萬神殿中退出,要麽合並到以上四種。原始人化石是爭論最激烈的話題,以前很混亂。後來無所不在的恩斯特·邁耶(ernst meier)介入,做出了上述新規。

他提出這個問題,聽起來有很多猿類化石的證據。達爾文不得不提出他的進化論來解釋這些現象。事實上,達爾文主義者采取先入為主的立場,在進化論所需要的過渡期尋找化石(或丟失的年輪)。古爾德的問題不應該是上帝是否想測試我們是否相信創世紀,而是進化論者的大前提如何影響他們對進化證據的衡量。

人類學研究人類的起源,在所有有分量的科學中,最容易受到學者個人主觀立場的影響。從達爾文時代開始,“人類的起源”就深深地印在了現代人的腦海裏。誰能找到能證明人類起源的化石,誰就能帶來舉世聞名的聲譽。在求名求譽的壓力下,壹個舉世聞名的贗品,皮爾當人,40年來壹直被大英博物館熱切保護,不被外界學者詬病,壟斷輿論。

博物館根據少量化石證據創造的人類祖先對媒體的影響是深遠的,這些化石本身對人類學家也有同樣的作用。他們對人類化石的欣賞,就如同中世紀時期(或者現代民間信仰)對聖物的崇拜。在1984的壹次“祖先”展覽中,魯吉爾·勒溫(rougier Lewin)將美國自然歷史博物館展出的所有人類祖先原始化石描述為壹次朝聖般的盛大。

那些“易碎的無價之寶”被博物館主人送上飛機頭等艙,由“貴族”列車和警察部隊護送到博物館。在博物館裏,這些化石被陳列在防彈展櫃裏,由少數知名人類學家預覽。他們低聲交談,仿佛在“莊嚴的教堂裏談論神學”。壹位社會學家感嘆,這些人類學家是在以旁觀者的身份“祭祖”。

勒溫認為,人類學家欣賞祖先化石的莊嚴感是可以理解的:“這些科學家和其他科學家在研究科學時有壹個重要的區別:他們手裏拿的是從祖先身上找到的頭部樣本。”列文是絕對正確的。我覺得沒有什麽比這種情感因素更能影響學者的客觀立場了。就像求職者的母親描述求職者的資質壹樣,這些向往祖先的人類學家的意見也要同樣仔細權衡。勒溫在《人類的進化》壹書中指出,在人類起源的研究中存在著許多主觀因素,他得出了壹個結論:人類對自己的測量無形地、固定地影響著人類學的發展。換句話說,我們在化石中找到某些證據,除非我們極度警惕防止偏見。

人類學家當然會互相批判,但激烈的筆戰是影響他們主觀結論的因素。他們爭論的是“誰的”化石發現最符合人類進化的理論,而不是“是否”化石能證明猿類和人類之間的過渡進化。對於這些致力於人類祖先研究的學者來說,任何懷疑人是否由類人猿“進化”而來的人都是神創論者,所以他們不應該受到學術界的尊重。這些人類學家根本無法接受沒有可靠的猿人過渡化石的可能性。

壹個著名的旁觀者敢於提出壹種前所未有的可能性。英國著名猿類專家索利·祖克曼(Soli zuckerman)是壹位唯物主義者,他接受了人類由猿進化而來的觀點。他認為這些化石證據是脆弱的。他通過長期生物統計學對南方古猿的化石進行測量,得出如下結論:“主張南方古猿像人類壹樣直立行走,從骨骼上提供的證據是如此之弱,僅僅指出這塊化石死前的步伐是人類屬下的靈長目猿的壹種異常狀態,不足以證明。

祖克曼在批判人類學方面也不遺余力。他認為這門學科接近研究精神現象的心理學,加上對人類起源的放肆假設,讓人驚訝得不得不問:“人類學是建立在實事求是基礎上的客觀科學嗎?”威爾弗雷德·萊格羅·克拉克(Wilfred Legro Clark)對這壹證據進行了分析,結論更受人類學家的歡迎,所以這些想要維護自己職業聲譽的學者中的輿論認為祖克曼是壹個不懂人類學的無知之人。當然,生物證據是非常專業的,但優先權確實是學者們心中爭論的焦點。在方法論層面,祖克曼認為,人類起源的探索者不應該把精力放在尋找他們認為有說服力的祖先化石上,而應該避免Beltane和Nebraska的笑話。在事實的層面上,他認為猿類化石之間有很大的差異。熱衷於尋找祖先化石的科學家傾向於假設壹些特征是“每個人”的,只是通過想象。有了這兩個前提,所有可能被視為祖先的化石都要嚴格客觀地分析,不真實、不合適的就要舍棄。

祖克曼知道,根據他的標準,除了尼安德特人,所有的古代猿人化石可能都不屬於人類世。對他來說,人由猿進化而來的邏輯必要條件並不依賴於獨特的猿類化石,大部分中間化石並不存在。如果是這樣的話,在猿人進化的研究中,如果存在大量的中間化石,應該是值得懷疑而不是值得慶祝的,因為這些化石的研究最容易受到學者主觀立場的影響。

在沒有私人見解的人看來,祖克曼的立場似乎是合理的,但文化、經濟等社會因素會影響這類研究。人由猿進化而來,不僅僅是壹套科學假設,更是壹套與神造人的神學思想相抗衡的世俗理論,對人類文化產生了深遠的影響。要傳播這壹理論,我們不僅需要博物館展覽、圖片和電視上的歷史節目,還需要壹群“牧師階層”的研究者、教師和藝術家以多媒體的方式向公眾傳授這壹理論。既然公眾和這些專業人士期望找到支持他們理論的證據,這些“證據”必然會出現。但是,只有那些從非先入為主的立場來衡量證據的人,才能公正地批評證據是否有效。

基於上述理論,我不接受所謂的“猿人”化石是達爾文進化論的客觀證據,但我對這些化石的懷疑並不是對古爾德觀點的最大挑戰。許多有聲望的專家也對南方古猿和南方古猿真的是同壹物種持懷疑態度,壹些人否認南方古猿是不同種類的猿人化石。現在最流行的理論是根據第七章討論的“蛋白質進化鐘”的位置和母系線粒體遺傳(線粒體夏娃),推斷現代人是壹個起源於20萬年前非洲的“夏娃”。如果這個理論成立,那麽非洲以外的直立人化石將被排除在人類起源之外,因為它們都有早於20萬年的歷史。

即使我們接受南方古猿曾經生活在地面上,可以比現代猿直立行走,我們也接受過渡猿可以像直立人壹樣直立行走,但腦容量比現代人略小,那麽人類和猿之間可能存在中間化石,但並不像Duo Buzanszky或其他新達爾文主義者所描述的漸進進化。我們需要像斯蒂芬·斯坦利那樣構思“快速分化”,試圖解釋人與猿之間的神奇進化,使動物的軀體與思想和靈性快速匹配。在確認這種變化的證據之前,我們有理由否定這些所謂的猿人化石(即使人類學家的發現是可靠的),還有其他的可能性可以考慮人類來源。

這些猿人化石和上面提到的哺乳動物和爬行動物的過渡化石壹樣,按照進化祖先的假設,充其量只能算是可能的“失落的年輪”。但是在達爾文主義出來後的130年,真的是壹個重要的反面證據。而且支持進化論的證據大多來自帶有強烈主觀立場的人類學,這也值得我們關註。

當我們客觀衡量化石證據時,發現有壹些地方讓進化論者失望。但達爾文主義者對古生物學的研究不再是客觀的衡量標準;他們急切地尋找支持進化論的證據,卻忽略了證據背後的問題。這種態度可以從最近發現的壹種類似鯨魚的化石白溪龍中看出。

龍王鯨是壹種生活在早期鯨魚時代的巨型海怪。最初被認定為爬行動物(原名巨蜥),但很快又被重新認定為類似鯨魚的哺乳動物。最近埃及出土的白溪龍化石,後肢像退化的器官。這些後腿的功能仍然是個謎。這些後腿太短,無法輔助遊泳功能,也無法支撐這種巨型動物在陸地上行走。發現這塊化石的古生物學家猜測,這些後腿可能是用來幫助交配的。

根據科學出版社的報道,白喜龍證明了鯨魚過去是用後腿行走的,所以它們應該是由陸地上的哺乳動物進化而來的,但它們沒有任何專門的內臟來幫助它們在深水中遊泳,在水中相互傳遞信息,並防止新生鯨魚在吮吸母乳時吸入海水。這些內臟器官的逐漸進化,就像第三章提到的翅膀和眼睛的進化壹樣,成為了對進化的挑戰。就連上面說的退化後肢都是問題。達爾文主義者究竟如何解釋後肢從有用的位置退化到獨特的大小?這種變化發生在嚙齒類動物向海怪進化過程中的哪個階段?鯨魚的前肢是由嚙齒動物的前肢進化而來的嗎?這些無法回答的問題對達爾文主義者來說並不重要,因為它們都被省略了。

達爾文自己也承認化石證據對他不利,這壹立場至今未變。於是達爾文主義者很自然地把目光轉向新發現的分子生物學證據,聲稱這是對達爾文主義的證實。讓我們在下壹章討論這種說法。