达尔文的进化论推翻了什么丨《物种起源》出版160周年

昵称64114534 2019-07-19

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在发表了《物种起源》以后，达尔文将他晚年的大部分时间都投入到对植物的观察和研究之中，出版了一系列科学著作，使之成为自然选择进化论的论据和补充说明。正如王康所言，了解植物正是了解人类自己，人类作为地球上的一种生物，和植物的生长息息相关。

撰文 | 何安安

今年是查尔斯·罗伯特·达尔文（Charles Robert Darwin）诞辰210周年，同时也是他的《物种起源》出版160周年。一直以来，人们对达尔文的印象都停留在他最为著名的自然选择进化理论，却鲜少将他与植物联系在一起。

从剑桥大学毕业以后，达尔文曾经以“博物学家”的身份乘坐“小猎犬号”( the Beagle)环球旅行。在这次航行中，达尔文随身带了几只鸟，而为了喂养这些鸟，达尔文又在船舱中种了一种叫草芦的草。这次航行的结果改变了达尔文的生活，让他立志成为一个促进进化论的严肃科学家。但同样是这次航行，让他注意到植物的向光性，由此促成了他晚年在创建进化论以后一系列研究向光性问题的实验。

事实上，在推出《物种起源》以后，已经上了年纪的达尔文还至少有二十多年的职业生涯，而他将自己的主要经历都花在了植物学的研究之上，写下了《攀援植物的运动和习性》、《食虫植物》、《兰科植物的受精》、《植物的运动本领》、《同种植物的不同花型》、《植物界异花受精和自花受精》等一系列著作。

达尔文本人认为，他“一生中主要的乐趣和唯一的事业”正是他的科学著作。自1842年起，达尔文搬到伦敦东南肯特郡乡村的一处安静的住所，他在那里生活了四十年，搭建温室花房，种植并研究食虫植物、攀援植物、兰科植物等，并乐此不疲。正如他所言：“我认为在我的科学生命中，没有什么比弄清楚这些植物的结构的意义更让我感到满足了。”

达尔文位于肯特郡乡村的唐恩宅（DownHouse）

人们往往习惯用动物举例来理解进化论，站在植物的角度，我们该如何了解生物的进化？生活当中，我们每天都要吃植物，喝植物，对植物的了解又有多少？人类在驯化植物的过程中，究竟是让植物进化了还是退化了？近日，北京植物园科普中心主任王康做客北大博雅讲坛，就“生活中的进化论——植物的智慧，达尔文的思想”这一主题展开，探讨了日常生活中与我们息息相关的植物，以及植物的自然选择进化论。

近日，王康做客北大博雅讲坛，

讲述“生活中的进化论——植物的智慧，达尔文的思想”

安也摄于彼岸书店

人类驯化改变了植物，又为植物所改变

生活当中，我们每天要食用植物，比如我们每天都要吃粮食。但是作为粮食的水稻从哪儿来？人类从什么时候开始培育水稻？我们吃掉的水果，是不是给人类吃的？植物传播种子和花粉，和人类有哪些关系？为什么植物会长成这些样子？人类在驯化植物的过程中，究竟是让植物进化了还是退化了？

王康从日常生活中常见的植物讲起，他提到人类培养了许多植物，为了食用，人类驯化改变了植物，但在每天食用植物的同时，人类是否会被植物所改变呢？“人类是全身心依赖植物的。”王康表示，即便人类只食用肉类，和植物的关系依然密切。受到人类活动的频繁影响，我们依赖的植物，很有可能会给我们带来灾难。从这一点来讲，了解植物正是了解人类自己，人类作为地球上的一种生物，和植物的生长息息相关。

哥伦布发现新大陆对我们今天的食用植物影响巨大，我们现在常见的辣椒、番茄、土豆、红薯、向日葵等植物都来自于遥远的美洲。王康用这样的案例告诉大家，我们对自己每天看到，每天吃到，甚至每天摸到的植物并没有那么了解，比如很多人都会唱《鲁冰花》，却不知道鲁冰花也叫羽扇豆，是一种距离我们生活非常近的植物。

王康说，目前真正和人类相关的高等植物在全球范围大约有三十多万种，其中中国有三万多种，但我们依然不了解植物。在人类历史上，植物的起源曾经困扰了人类几千年，因此形成了不同的教派，甚至发生了一些残忍的事情。在早期学说中，创造论成为主导，这其中有一次创造论和连续创造论，比如《圣经》之中提到上帝第三天创造了植物，第六天创造了人类。英国牛津大学的一位副校长兼牧师约翰·莱特福特，还根据旧约记载推测出上帝创造地球和造人的准确时间，是公元前3929年。

但达尔文的出现，推翻了这一切。达尔文最为著名的一本书就是《物种起源》，这之后他还撰写了许多科学论著进行补充和说明，由他提出的进化论观点与当时的教会产生了激烈冲突，幸运的是达尔文并没有因此受到人身攻击，并且能够完成自己的著作。这些著作奠定了一门学科的开始，就是生物进化学，直到今天，依然有许多植物学家、动物学家或者生物学家在做这方面的工作。

查尔斯·罗伯特·达尔文（CharlesRobert Darwin）

达尔文出版了一系列和植物有关的书，这些书都成为了《物种起源》的补充论据，书中的许多实验在今天依然非常经典，“在那个时代，达尔文用非常简单的设备或者非常简单的推理过程，试验出很多有意思的理论。”王康提到，在《植物的运动本领》一书中，讲到达尔文在植物上做标记，然后每天观察，并在玻璃板上描绘点和曲线以形成植物的运动轨迹，从中揭示了许多有意思的现象，比如植物的根为什么向地？枝条为什么向上？攀援植物为什么碰到物体会主动缠绕，这些过程究竟发生了什么现象？这其中最为经典的就是向日葵转头的问题。而在《兰科植物的受精》一书中，可以了解到兰花的狡猾。

由北京大学出版社出版的达尔文系列科学著作（部分）

我们国家在世界园林植物方面贡献巨大

自然选择主导着进化的方向，隔离是物种形成的必要条件，在自然进化的过程中，最为重要的就是必须有物质基础，这个基础来自于生物本身基因突变、重组和染色体变异，而这种突变是时时刻刻都在发生的。这正是王康讲到的达尔文进化思想中的三个重要条件。需要强调的是，这种进化并非创新，而更多的是更新，是不停地修修补补，甚至在进化的过程中，可能会出现停滞、迂回或者倒退，“世界上被停下来的进化非常多，让我们人类感到难以解释。其实创新不一定是好事，对于植物、动物来说更是如此。”

在自然进化的过程中，基因突变是一个无处不在的过程，并且时时刻刻都在发生。在变异发生的过程中，会因为时间经由自然对它进行选择，当基因变异适应这种选择的时候，就会被放大和保留下来，而这正是达尔文自然选择进化理论的体现。王康表示，隔离让我们的方言之间产生了巨大差异，同样因为板块运动带来的地貌上的隔离，使我们国家变为世界园林之母，在世界园林植物方面贡献巨大，“在被隔离过程当中产生了很多物种。以杜鹃花为例，目前中国有近六十个品种。”在十七世纪至十九世纪，西方的植物猎人（到处寻找珍稀植物，将珍稀植物引嫁到异域他乡，促成植物的变迁的探险者）来到中国采集植物，这些植物被搬运到西方以后，形成了巨大的园艺产业。

被称为“杜鹃花之王”的植物猎人乔治·福雷斯特

在植物进化的过程中，温度和光照都是极为重要的条件。雪莲是武侠小说《雪山飞狐》被提及的非常有名的高原植物，除此之外，还有雪兔子，这些植物生活在海拔4200米到5000米的高度，为了适应高原地区，它们的叶片变成透明状，可以形成温室状态，给昆虫提供了场所，以便昆虫可以协助它们完成一个极为重要的过程——传粉，而这正是在进化过程中形成的互惠互利。

雪莲，为菊科、风毛菊属多年生草本

生长于高山雪线附近的岩缝、石壁和冰磺砾石滩中

仙人掌为什么要长刺？在1960年版的《十万个为什么》中，给出的解释是为了适应干旱，需要把身上的叶片变成刺，这样可以减少水分蒸发。这个答案一直被抄袭使用到今天，问题还是没能得到很好的解释。王康说，把这个问题放在自然选择进化的角度就会迎刃而解：在沙漠中，动物会选择吃掉那些不带刺的仙人掌，等到不带刺的仙人掌经过自然选择消亡以后，又开始吃掉刺少的仙人掌。因为刺少的会被淘汰，经过一次次的自然选择，生存下来的仙人掌就有很多刺。可见刺的多少与动物的采食有很大关系。而在高海拔地区，因为动物很少，仙人掌的刺没有那么重要，比如来自玻利维亚很多高原地区的仙人掌，它的毛就很多。王莲的进化也是如此，为了获得更多的阳光，王莲的叶片越来越大，但叶片的长大会让它成为鱼的食物，当鱼给它的压力变大以后，王莲叶片的背面长满了刺。

植物的消退状况比动物更加严峻

在自然界中，植物和动物之间还有更加剧烈的冲突，一个特别典型的例子就是智利南洋杉。王康谈到科普书上经常将蕨类植物和恐龙联系在一起，说蕨类植物是恐龙的食物。但现代化石证据却显示，南洋杉植物和很多裸子植物才是重要的恐龙食物。恐龙的食量很大，给南洋杉带来了巨大的压力，因此南洋杉的反弹也更加剧烈，被迫全身上下都长满了刺，叶片也极为坚硬。“西方人在第一次发现它的时候，给它起名叫‘猴迷树’，因为猴子站在它下面也会一筹莫展，猴子也爬不上去，它浑身都是刺。”王康说这正是植物中非常典型的应对自然选择的一种做法，依靠“自身武装”。

智利南洋杉曾经是恐龙的食物

长颈鹿脖子的变长过程是动物学家经常引用的案例，但其实站在植物学的角度，这同样是植物界当中的典型案例。因为长颈鹿这样动物的啃咬，驼刺合欢不仅长出刺来，在遭受啃咬时，植物身上还会产生应激反应，叶片会分泌出苦涩的单宁，长颈鹿越吃越苦，不得不吃几口就换一棵树吃。显然，这正是生物界当中，动植物互相产生压力，进而产生的变化。

如果阅读达尔文的著作，不难发现，进化论当中其实不光有动物和植物之间，植物和植物之间的尔虞我诈，也有很友好的友谊关系，比如蜜蜂帮助植物传粉，鸟类帮助植物传播种子等。王康特别强调，虽然说自然选择控制了植物进化的方向，但如果放在整个地球层面，其实是没有方向的，不管如何进化，都必须要适应环境，也就是说，这种进化的方向是受大陆板块运动控制的，而隔离是形成物种多样性的基础。

达尔文发表的《物种起源》

达尔文解释了地球上会有如此之多的植物和动物存在的原因，这一切跟进化以及生物的多样性有着重要关系。但随着人类人口的不断扩张，生活范围的不断加大，人类对自然界的侵扰也更加剧烈，以至于很多物种都在迅速消退。很多人已经意识到动物的消退已经到了迫不得已的时刻，但事实上，植物的消退状况比动物更加严峻。据国际自然和自然资源保护同盟所属保护监测中心估计，全世界有50000至60000种植物受到不同程度威胁，即约每五种植物中就有一种植物的生存遭受威胁。而在我国，至少有3000多种处于受威胁或濒临灭绝的境地。

“植物园是植物的诺亚方舟。保护植物有很重要的意义，为什么我们要保护植物？因为植物与我们的生存有很大关系，因为我们不断发现植物对人类的作用越来越大。”但植物的迅速消退依然难以遏制，以野生状态只剩下五棵的百山祖冷杉为例，王康坦言尽管科学家运用了各种各样的方式进行繁殖和保护，但这种植物已经很难恢复到以前的状态，“如果你不成为植物工作者的话，有很多植物你再也看不到它了。”