自然类展览如何让公众更好地理解进化论

2023-01-19韩蒙

科学教育与博物馆 2022年2期

韩蒙

深圳博物馆

0 引言

达尔文进化论是19 世纪自然科学最重要的三大发现之一，其主张生物不是神创造的，而是通过自然演化而来，这对当时比较盛行的唯心学说提出了巨大挑战。进化论把生物的研究放在科学之下，系统阐释了生命的由来及不同物种之间的关系，现已成为生命科学领域最重要的理论。但是，虽然进化论受到了广泛重视，我国中学生的生物教材中也有关于进化论的课程，我国公众对进化论的理解却仍存在很多误区，亟待厘清。相比于学校的进化论教育课程，自然类展览的进化论教育更加具象化，可以通过看得见、摸得着的实物展品及独到的展览设计让观众更好地认识和理解进化论[1]，这是对学校课程教育的有力补充，具有不可替代的优势。

1 达尔文进化论的核心思想

1831 年，达尔文以自然科学家的身份参加了“小猎犬”号军舰的环球考察。在历时5 年的考察实践中，他获得了极为丰富的地质、古生物及动植物等标本，这使他对主张物种不变的神创论产生了极大怀疑。1859 年，达尔文发表《物种起源》一书，他以大量的事实和丰富的证据指出，现在的生物界不是上帝或神创造的，而是由共同祖先经过漫长的时间发展演化而来。该书的发表标志着达尔文进化论的创立，其核心思想包括万物共祖和自然选择。

第一，万物共祖。即所有生物都来自于一个共同的祖先，各种生物之间不是彼此孤立而是有着或近或远的亲缘关系。达尔文的《物种起源》中有一幅插图，即生命之树。达尔文认为生命的演化就像一棵大树，它有单一的一个根部，随着时间的发展而不断分支，大的树枝可以又分化出小的树枝，这些树枝分叉的时间，就反映了生命体之间亲缘关系的远近。

第二，自然选择。自然界普遍存在生殖过剩的情况，由于空间和食物的有限，不是所有生物所产生的后代都能生存下来，因此，生物间必然存在生存斗争。自然界中的生物就是通过生存斗争而实现自然选择的。在生存斗争中，具有有利变异从而更适应环境的个体得到保留，具有不利变异的个体就会遭到淘汰。

2 公众对达尔文进化论的误解

2.1 进化存在目的性和方向性

这一论调主要表现在拉马克的进化理论中。拉马克为法国博物学家，1809 年，他发表《动物哲学》一书，提出了“用进废退”和“获得性遗传”两大法则，并认为这是生物产生变异的原因和适应环境的过程。拉马克学说认为：生物的发展是按照等级不断前进的，演化的结果是生物逐渐从简单到复杂、从低级到高级；而且拉马克还认为，生物经常使用的器官会逐渐发达，不使用的器官会逐渐退化，后天获得的性状可以遗传给下一代，从而使得某种生物可以越来越适应当时的环境。拉马克也以此来解释长颈鹿长颈的由来：现代长颈鹿的祖先可能是某种短颈动物，习惯吃地上的草。后来环境发生了变化，草原消失，它们只好去吃树叶。为了吃到高处的树叶，它们每天努力伸长脖子，结果他们的脖子就越变越长，而且它们可以把这种后天获得的长脖子性状遗传给下一代，就使得整个长颈鹿群体的脖子越来越长，可以随意吃到高处的树叶。

首先回答第一个问题，生物演化的方向是从简单到复杂、从低级到高级吗？生命起源时，生物的确只是呈现最简单的细胞形式。经过几十亿年的发展，现今生命体有了高度的复杂性。但是，从简单到复杂不是唯一的演化趋向，更不能代表演化的全部。有很多生物也在经历从复杂到简单的演化，如一些寄生生物，其器官和组织不断退化，形态与结构变得简单；还有一些生物从诞生之初就一直保持着简单的生命形式，如20 亿年前的蓝细菌化石与其现生后裔相比，形态上无巨大差异[2]。另外，在一次次的生物大灭绝事件中，那些占优势、复杂化及所谓“高级”的生物往往是最容易遭到灭绝的，而相对简单化、“低级”的生物却顽强生存下来。所以，所谓“高级”的生物真的是“高级”吗？生物学上虽有低等生物与高等生物的划分，但这只是说低等生物比高等生物出现的时间更早，保留共同祖先的特征更多，因而在进化上更原始。另外，当生物教材上出现“生物演化是从简单到复杂、从低级到高级”时，指的是地球生命自出现以来经历了从单细胞到多细胞、从简单器官到复杂器官的演化过程，而不是说生物演化的方向是“从简单到复杂、从低级到高级”。

接着回答第二个问题，生物可以主动适应环境并把更适应环境的性状遗传给下一代吗？

在各种的自然类书籍和展览中，我们经常能看到这样的表达，如：为了适应海洋生活，鲸鱼演化出了流线型的体型和鳍状的四肢；为了抵御攻击，穿山甲演化出硬硬的外壳；为了减少天敌的发现，枯叶蝶演化出如叶子一般的形态等。其实这些都是不科学的表述。自然选择可以被理解为“适者生存”，但生物学上的“适应”，是生物被动和无意识的适应，是大自然选择了那些适应环境的性状和个体，而不是生物带有主动性和意识性地去适应大自然。演化没有目的性，也没有方向性，演化的根本动力是突变，而不是适应环境。

2.2 进化就是“优胜劣汰”或“弱肉强食”，进化提高了生物的生存能力

人们常把生物进化中的“自然选择”简单理解为“适者生存”、“优胜劣汰”或“弱肉强食”，认为“适者”就是“强者”，就拥有更强的生存能力。这其实也是对进化论的一种误解，自然界中有太多的例子可以证明这一点。如大家最熟悉的恐龙，它们是中生代时期的陆地霸主，可以说是当时的“最强者”，但是在6 600 万年前的白垩纪末大灭绝事件中，所有的非鸟类恐龙都惨遭灭绝，反而是当时被认为是“弱者”的小型哺乳动物在夹缝中生存了下来，并在后来发展壮大。所以，演化可能只是在特定的环境中暂时提高了部分生物的生存能力，使得它们变得更强大，但当环境发生改变时，这种适应性可能就会成为劣势。特定环境下的高适应性未必能在其他环境中胜出，所以“优胜劣汰”“弱肉强食”这些说法具有很大的片面性。

2.3 进化使生物趋于进步和完美

早期，人们普遍将“evolution”译作“进化”，认为随着时间的推进，生物就是不断在进步，然而事实并不是这样。相较于“进化”，其实“退化”的性状在自然界中也非常普遍。如多指（趾）虽然有利于提高动物的灵活性和稳定性，但马、牛、羊等有蹄动物在演化过程中以不同的方式出现了指（趾）头的丢失。脚趾丢失、脚尖站立能使有蹄动物四肢更加修长和轻便，有利于它们更快逃避捕食者。又如鼹鼠，它们祖先的眼睛是有视觉功能的，但在现代鼹鼠身上，这个功能几乎完全丧失。在专营黑暗洞穴的生存方式下，眼睛并不会给它们带来太多优势，反而容易使其受到伤害。像这样的例子还有很多，我们很难用“进步”或“退步”来界定一个生物的变化。

进化不等同于“进步”，更不是让生物趋于完美。人们认为自然选择会保留有益性状，淘汰不利性状，那么经过日积月累，生命体的结构一定是越来越完善，然而实际情况也并非如此。适应会提高生物的生存和繁殖率，让它们在竞争残酷的自然界占据一定的位置，但高度适应也会带来一些副作用。比如人类的直立行走具有巨大的演化优势（解放双手、获得更开阔的视野等），但直立行走带来的副作用也使人类受了很多苦，比如椎间盘突出、颈椎病、高血压等。所以，进化无法带来生物的完美。

3 如何正确理解进化论

3.1 以辩证思维认识拉马克学说

拉马克学说在提出之时具有很大的进步性，促进了人类对自然的认识。在达尔文时期，生物界普遍接受的也都是拉马克的进化论思想，而不是达尔文的自然选择学说[3]。随着现代表观遗传学的发展，拉马克学说似乎也受到越来越多的重视[4]。表观遗传是指在DNA 序列不发生改变的情况下，基因表达发生了可遗传的改变[5-6]，简单来说，即表观遗传在某些方面展现出了“获得性遗传”特征。科学界确实已经证实，环境影响可以改变生物个体的表观遗传特征，并且这种改变可以遗传给下一代。但是，科学界同样证实，表观遗传突变并不稳定，经过几代后这种突变可能会消失，生物又恢复到原始状态，所以表观遗传在长期生物进化中的作用可能十分有限[7]。而且表观遗传差异的产生可能是自发的，并不需要环境的大幅改变。这与拉马克学说认为的对物种变化起根本作用的是环境条件的变化也是不相符的。并且表观遗传并不是唯意识论，它还未被证明在任何外界压力下都会产生。所以，拉马克学说在“获得性遗传”和“用进废退”学说方面的局限性和缺陷性依然是不可否认的[8]。以DNA 为载体的中心法则仍是传递遗传信息的主要方式，表观遗传可作为它的一项补充。

在自然类展览中，策展人要注意避免使用会引起歧义的语句，如“为了登上陆地，鱼类进化出四肢”。这种术语固然简单明了，能引起观众兴趣，但是却传达了不准确的信息。正确的观点应该是：某些鱼类的鱼鳍在生长变化过程中发生基因突变，内部结构产生变异，这种变异非常适于在陆地行走。在当时的环境下，造山运动频繁，大片陆地从海中升起，所以这种适于陆地行走的性状就被保留了下来并稳定遗传给后代。不是“为了适应，而演化出”，而是“因为适应，才被保留”。

除了通过语言的表达，自然类展览更可以通过实物标本的展示来引导人们正确理解进化论。如人们已经发现了鱼鳍中具有内骨骼但至今依然生活在海洋中的鱼类矛尾鱼。通过矛尾鱼标本及其生存环境的展示也可以形象说明鱼类并不是为了登上陆地才演化出四肢。

3.2 科学把握生物进化的核心概念

核心概念代表了当代科学或某一学科的主要观点，具有强大的解释力。根据美国《K-12 科学教育框架》[9]及《新一代科学教育标准》中关于学科核心概念的表达，再结合我国中小学《科学课程标准》等指导文件，可以提炼出的关于生物进化的核心概念有：生物存在可遗传变异；生物普遍存在过度繁殖的情况，由于空间和食物的有限，生物间必然存在生存斗争；在自然选择的压力下，对生物适应有利的变异会得到保留，对生物适应不利的变异会遭到淘汰；不同物种由共同祖先进化而来，即所有生物都有一个共同的祖先[10]。

这些核心概念无不是在告诉我们进化的原因、机制和逻辑。进化的内在驱动力是变异，生物体的遗传信息可以通过核酸一代代地传递下去。自然选择是进化的外在驱动力，在自然选择的压力下，拥有不同变异性状的个体获得了不同的适应环境的能力，有利于生存的变异经自然选择不断积累，有害而不适应生存的变异多被淘汰。在自然博物馆的展览中，在涉及有关生物进化的主题时，一定要注意对核心概念的把握，这些核心概念应是策划展览各级主题和分主题的依据[11]。

3.3 摒弃社会达尔文主义

1898 年，福建人严复根据英国科学家赫胥黎的《进化论与伦理学》一书，编译出版了《天演论》，这标志着进化论在我国的系统传播。《天演论》虽是根据赫胥黎之书所编译，但其中的很多观点却并不来自赫胥黎，而是来自英国著名社会学家斯宾塞。19 世纪，斯宾塞提出了“最适者生存”的观点，他将社会与生物有机体进行类比，将生存竞争、自然选择的原则搬到社会理论中，认为社会的进化过程同生物进程一样，是简单的优胜劣败、适者生存，这不但曲解了达尔文进化论，而且还把错误的演化观移植到人类社会中来，鼓吹霸权主义和种族歧视。

其实赫胥黎在撰写《进化论与伦理学》时已严肃指出：人类社会不同于动物社会，生物演化的概念不能生搬硬套到社会领域中去。但是为了激发人们奋发图强、挽救民族危亡，所以严复在翻译过程中增加了很多自己的见解，用了很多的篇幅去阐述哲学、宗教、刑赏等问题，从而使《天演论》成为一本偏重于政论的书稿。在甲午战争失败的背景下，《天演论》一书确实引起了巨大的社会反响，“弱肉强食、适者生存”成为唤起国人救国图强的警钟。然而，这也在一定程度上致使人们对进化论自然科学属性的把握产生偏差[12]。

很多的自然类展览会涉及到对“人类时代”讲述，如果这些展览中过分强调“人”的特殊性、强调“生存竞争”，那无疑大错特错。生命界本来就不是只存在生存竞争，像互惠互利、寄生、利他等行为也普遍存在。人类是有文化、有道德的动物，既有生物学属性，也有社会学属性，人类社会不只需要竞争，更需要团结合作。如果为了生存竞争，人类大肆破坏自然界的其他物种，最后遭殃的必将是人类自己。