试论达尔文进化论的科学性缺失——从遗传理论看生物进化

李典友，陈忠全，褚清河

（1.皖西学院环境与旅游学院，安徽六安237012；2.烟台南山学院商学院，山东龙口265700）

1859 年达尔文在《论通过自然选择或生存斗争保存良种的起源》，简称《物种起源》[1]一书中系统地提出了进化论，他以全新的生物进化思想推翻了“神创论”和物种不变论，在当时的科学界和公众之中都引起了巨大反响。该书的出版发行被认为是19 世纪最伟大的科学成就之一。

达尔文进化论中的生物竞争思想不仅影响了人们对自然科学的认识观，而且也影响了人们对社会科学的认识观。适者生存甚至被认为是生命和人类生存的基本法则，进化论的提出被认为是科学领域中的一场大革命。

然而，进化论无论是在当时还是现在，均遭到一些著名学者或公众的反对。1959 年波普尔在一次影响较大的演讲中说到，达尔文进化论不是真正的科学理论[2-7]，因为它的核心学说自然选择是一种全能的巧辩[8]。如果细致分析不难发现，适者生存其实是一种同义反复，是必然性的宣言，只是前人在研究中没有注意到二者的关系而已。恩格斯虽然同意进化论，但他认为进化论还是一个很不完善的理论。达尔文在进化论中并没有阐述生物界中个体之间协作的重要性，自然选择也没有分析引起单个生物个体之间变异的影响因素，没有清楚地说明这种个体的偏离是怎样逐渐成为一个品种、变种或种的内在驱动机制。恩格斯认为，全部生存斗争学说，不过是把霍布斯利益竞争的战争学说和资产阶级经济学的竞争学说以及马尔萨斯的人口论从社会搬到生物界而已[9]。事实上，无论是达尔文时代还是现代，从科学和科学研究的角度看，达尔文的进化论都算不上科学理论。因为科学理论都是在发现自然或社会现象、运动规律，并在提出相应概念的基础上，对事物发展变化的内在规律及其影响因素的阐明并加以高度概括和总结。达尔文进化论仅仅是通过他的考察和观察得出的简单结论，或者说基于观察到的现象和收集材料的初步认识提出的假说。而假说只有通过实证、试验证实后，归纳推理才能形成理论，或者通过相关学科理论研究的突破被证实而进一步完善成为理论。

本研究试图应用作物育种学新理论[10]探索生物进化的内在机制，从而使人们正确认识达尔文进化论，树立正确的科学思想和科学理论研究方法，促进生物科学的发展。

1 达尔文进化论提出的背景与依据

1.1 进化论提出的时代背景

科学研究实践作为一种独立的精神活动，最早发端于古希腊。处在科学产生的萌芽时期和人类认识发展的幼稚阶段的古希腊科学，其理论体系是原始的、粗浅的，甚至包含着许多谬论，但近代自然科学是从古希腊自然科学演进而生。近代生物科学发展到今天依然处于对生物现象的描述、经验总结和推理性的思辨阶段。

在中世纪早期，自然科学被牢牢禁锢在宗教神学之中，没有任何地位，致使古希腊的科学遭到极大的破坏。从16 世纪到18 世纪，自然科学逐渐摆脱了宗教神学的桎梏，走上了精密观测和试验研究的正确轨道，自然科学如天文学、物理学等都得到了前所未有的发展。到19 世纪末20 世纪初，传统的科学范式不再无条件的有效，物理学新理论的创立从根本上改变了人们的科学观，对科学技术的发展产生了极大的推动作用。而生物学直到19 世纪，随着试验条件的改善，才取得重大进展，最突出的成就就是细胞学说、达尔文进化论的建立和遗传学的诞生[8]。但达尔文进化论的思想虽然已摆脱“神创论”的束缚，但进化论的研究方法和思维还未从猜测想象和经验推理中脱胎而出。因此，仅仅通过观测得出的结论缺乏系统性和逻辑性。

1.2 进化论的早期理论

达尔文生物进化论是吸收早期一些科学家生物进化思想、猜想性的研究结论，通过旅行考察和考古获得的观测资料分析后形成的理论。

早在公元前384—前322 年，古希腊亚里士多德在《动物志》中就写到：“自然界由无生物进展到动物是一个积微渐进的过程，因而由于其连续性，我们难以觉察这些事物间的界限及中间物隶属于哪一边”[11]。在《论植物》中又说，“这个世界是一个完整而连续的整体，它一刻也不停顿地创造出动物、植物和一切其他的种类”。达尔文进化论中的微小变异的连续累积似乎就是亚里士多的观点。而在经历中世纪的神创论、智慧设计论（目的论）、18 世纪的不变论和活力论后，法国生物学家拉马克则提出了“用进废退进化论”[12]，其主要内容包括：自然界中存在的所有物种都是不断发展变化的，物种就是由许多变异个体组成的集合体（群体）；所有自然界中的生物群体都存在着由低级到高级、由简单到复杂的不同等级系列（阶梯）；所有生物都具有一定的适应环境的能力，因此，环境及其组成因素的变化会引起生物生存及其状态的变化，环境的多样性必将导致生物物种的多样性；环境及其组成要素的改变会引起动植物习性的改变，如果环境朝一定的方向产生连续不断的变化，生物个体随着器官的用进废退和获得性遗传，微小的变异可以不断地加以积累，最终必然导致生物界的进化和发展。

1.3 达尔文进化论的理论依据

达尔文提出进化论的主要依据是实践考察中收集到的大量动植物资料。1831—1835 年，达尔文全程了参加“贝格尔号”的环球旅行。跟随着“贝格尔号”，达尔文穿过了大西洋与太平洋，先后到达了南美洲、大洋洲和非洲，并抵达非洲最南端的好望角。一路上，达尔文沿途考察各地的地质、动植物的特性，采集了无数的标本，并将自己的发现做了详细的观察笔记。在环球航行的过程中，他发现每个地区都存在着既相似又不一样的物种，而南美洲和大洋洲的一些距离不远的小岛生态环境相似，但是生活的物种却有明显差异，从而蕴育了物种变异的生物进化思想。在长达5 a 的考察结束后，他回到英国，根据考察结果和他20 多年积累的对古生物学、生物地理学、分类学、胚胎学和形态学等多个领域的大量历史研究资料，以自然选择为基本依据，从生物的自然生存竞争和环境适应性、遗传性和变异性、人工定向培育选择等方面，论证了自然界的物种起源和自然界生命的多样性与统一性，最终在1859 年出版了划时代的鸿篇巨著《物种起源》。

2 达尔文进化论的内容及其科学性

2.1 达尔文进化论的主要内容

达尔文在《物种起源》中总结并明确提出了物种进化论的观点。该书吸收了马尔萨斯为争夺食物而导致的灾难性竞争的思想，形成了以自然选择为基础的生物进化论，其要点为：（1）物种形成的方式是连续产生，一般来说，伴随着旧的物种消亡，就会有相应的新物种随之产生。达尔文认为，自然界的物种并非一成不变，在漫长的地球演化过程中，新物种以“后代渐变”方式逐渐形成。因此，生物的进化过程应该是连续不断进行的，而不存在间断的、不连续的物种变异和突变现象。（2）相似的生物在形成和进化中都是相互联系的，起源于一个共同的祖先。（3）生物个体间的变异现象普遍存在于自然界中。通过生存斗争来不断地进行选择，其结果必然是物竞天择、适者生存，不适应者则被淘汰[6]。达尔文认为，自然选择，在全世界每个角落每时每刻地、不断地挑选每一个生物品种个体中最微小的优质特征，排斥劣等的变异，保存积累优良的特性，悄无声息地、随时随地随机地不断工作，使每一个活物的有机或无机的生命条件都不断地向高品质方面发展。

2.2 达尔文进化论与遗传理论

将“进化”一词应用于生物学研究实践中的最早一位学者是瑞士人邦尼特（1762 年）。进化一般用来表征事物的逐渐发展、变化的过程，籍此生物界不断地由较低状态水平发展过渡到相对高级状态水平。达尔文的物种起源理论中的进化与邦尼特提出的进化具有相同意义，即生物进化是指一切生命形态发生、发展的演变过程。而在生物学中，进化是专指生物种群里个体的遗传性状在生物不同世代之间的传递与改变。因此，生物进化论研究的应该是一个遗传学问题，而达尔文的进化论并不符合孟德尔遗传理论和作物育种学理论[13-14]。

孟德尔遗传理论表明，新物种产生的最重要方式是通过生物群体中存在基因差异的物种个体间的自然杂交来实现。生物群体个体间的杂交通常在一个生长周期内完成，在一个区域内，由于具有不同基因差异的物种十分有限[8]，因此，能够产生新物种的种间杂交频次也十分有限，经由杂交途径产生新物种的途径是无法连续发生的，也不可能存在自然选择作用下积累微小突变而发生的生物进化。生物物种间通过杂交进化与达尔文进化论中提出的进化过程是连续的、不存在不连续的间断性变异和突变的定义不相符合。

此外，孟德尔遗传理论表明，每个生物个体的每个性状都由一对遗传因子共同作用所决定的，一对遗传因子中的一个来自父本，另一个相对应的因子则来自母本。遗传学中性状（包括一些形态）的世代变化通常表现为基因型的变化[15]，而非基因本身发生改变。而作物育种理论[8]则表明，基因是生物物种固有的，不同的生物物种存在不同类型的基因和基因型，并决定了不同的生物种类、形状特性和习性，而生物杂交遵循“同性耐异”杂交规律[7]。达尔文进化论相似的生物都是相互联系的，起源于一个共同祖先的观点则与遗传理论相悖。因为不同生物具有共同的祖先必然具有相同的基因，具有相同的基因的生物进化成不同的生物必然是原有基因发生改变，显然达尔文的这种猜想不符合遗传理论。达尔文虽然确定变异、遗传和选择是生物进化的三要素，却无法揭示三者相互联系的机制和进化原理。而要证明生物是由低级向高级、简单向复杂进化这一观点，科学的方法是通过考古发现不同年代的生物序列化石资料，并对生物化石进行基因检测，方可得出科学的结论，但直到今天考古发现并不支持这一结论。

2.3 环境对生物进化的影响

自然选择是达尔文生物进化论最重要的内容，但达尔文进化论中并非完全是自然环境对物种进化的影响，它还包括了生物群体中生物个体相互生存竞争对物种进化影响的概念，而物种间竞争和前者并非同一概念，种间竞争根本不影响自然杂交基因重组，也不会导致基因突变，因此也就不可能影响物种进化。

现代作物育种理论[4]表明，环境因子可激活相应基因由隐性基因转化为显性基因，从而使物种表现出原隐性基因的性状，这是物种受自然环境影响性状发生改变的例证。但由于父母本所含基因是原来固有的，性状也是原有基因决定的，环境条件的改变没有导致物种基因的改变[16]，因此，物种不可能因环境变化改变基因进化成别的物种，达尔文进化论中所说的进化，相似的生物都是相互联系的，起源于一个共同的祖先的论断并不成立。

作物育种理论还显示，父母本固有的特殊基因，如抗旱基因、抗冻基因，在通常无环境因子激活的情况下，通常呈隐性状态存在于物种中而不予表达，只有出现相应的特殊环境时，物种的这种特殊基因才可能被激活表达，从而使物种表现出抗旱或抗寒等相应特性。由于生物群体中多数物种均含有特殊基因，是生物应对不良环境的内在基础[17]，而特殊环境条件的变化通常表现为一种阶段性变化，不同的特殊气象环境也不可能持续交替不断发生并发展下去[18]，因此，经由激活途径产生的物种进化也就不可能连续进行[19]。达尔文进化论适者生存，否则淘汰仅是一种想象和借鉴马尔萨斯理论的推理，因此也不成立。

世界上同一种群中的生物，都具有多种多样的功能、习性或存在某一功能方面的强弱差异，遥远的过去是这样，目前也是如此；而世界各地的自然环境在遥远的过去表现为具有多样性，今天世界各地的自然环境依然表现为具有多样性，从古到今，自然环境也常表现为阶段性的重复，同一阶段自然环境变化的多样性必然导致生物的多样性，过去是如此，现在也是如此，这是自然规律，达尔文自然选择显然不符合这一自然规律。

3 结论与讨论

生物进化是一个遗传学问题，生态学中的生物进化是指种群里的遗传性状在世代之间的变化。而生物的遗传性状则是由基因决定的，因此，生物进化应主要表现为遗传基因或基因型的组合及其变化。遗传基因或基因型的组合变化通常通过2 种途径发生，一是生物种间自然杂交，二是特殊自然环境因子激活隐性[7-8]基因而表现出原有基因决定的性状，而这种进化是在生物的一个生长周期内完成的，并非是长期积累小突变而渐进发生的过程，因此，达尔文进化论并不符合遗传学理论。

孟德尔遗传理论认为，每个性状都是由一对基因决定的，作物育种学理论则表明，父母本所含基因是固有的，也就是说，不同的生物具有不同的固有基因，环境条件改变不会导致物种基因的改变，因此，一个物种不可能因环境变化改变基因进化成别的物种，这就说明，达尔文进化论中所说的进化，相似的生物都是相互联系的，起源于一个共同的祖先的论断并不成立。

自然选择是达尔文进化论的主要内容，属于自然科学方面的命题，但达尔文进化论却从社会科学的思维和普遍认识论证自然选择。进化论中自然选择的重要论断是基于生物界客观存在的由简单到复杂、从低级到高级的序列，由此推论优胜劣汰是生物进化的动力。但何谓高级，何谓低级，《物种起源》一书中并未明确定义，即使今天，很难定义由基因决定的具有不同功能、作用与用途的不同生物或同一生物，哪个属于高级、哪个属于低级，生物体结构究竟简单好还是复杂好，这些认识早已偏离了遗传进化理论的范畴，背离了现实。人类社会直到今天，生物中的种间差异依然存在，因为生物群体中种间的基因差异性是固有的。达尔文进化论中的优胜劣汰也不是生物进化的动力，因为遗传进化遵循基因杂交和基因激发2 个途径。先天由基因决定的性状、习性、功能、作用大小的差异，后天的种间竞争根本不可能改变[9-10]。事实上，生物中的物种间习性、功能、作用大小的差异其实一直都存在，也就是说，生物竞争不可能改变基因差异决定的功能、作用差异。同样，用进废退也仅是外在环境影响基因表达，而不是遗传性状的世代变化。