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讓·巴蒂斯特·拉馬克 | |
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出生 | 1744年8月1日 |
國籍 | 法國 |
別名 | Jean-Baptiste Lamarc |
知名作品 |
《法國全境植物志》 《無脊椎動物的系統》 《動物學哲學》 |
讓·巴蒂斯特·拉馬克
拉馬克(Jean-Baptiste Lamarck,1744年8月1日—1829年12月18日)全名:讓·巴蒂斯特·拉馬克拉。 是法國 動物學家,生物學偉大的奠基人之一。
他最先提出生物進化的學說,是進化論的倡導者和先驅。他還是一個分類學家,林奈(Carl von linne' 1707~1778)的繼承人。主要著作有《法國全境植物志》、《無脊椎動物的系統》、《動物學哲學》等。其中系統地闡述了他的進化理論,即通常所稱的拉馬克學說。書中提出了用進廢退與獲得性遺傳兩個法則,並認為這既是生物產生變異的原因,又是適應環境的過程。
人物簡介
中文名: 讓·巴蒂斯特·拉馬克
外文名 :Jean-Baptiste Lamarck
國 籍: 法國
出生日期: 1744年8月1日
逝世日期 :1829年12月18日
職 業: 科學家, 動物學家,生物學家
主要成就: 生物進化學說
代表作品:[[《[法國全境植物志》、《無脊椎動物的系統》、《動物學哲學》]]
讓·巴蒂斯特·拉馬克生於皮卡第, 法國偉大的 動物學家,較早期的進化學者之一。
1809年發表了《動物哲學》(Philosophie zoologique,亦譯作《動物學哲學》)一書,系統地闡述了他的進化理論,即通常所稱的拉馬克學說。書中提出了用進廢退與獲得性遺傳兩個法則,並認為這既是生物產生變異的原因,又是適應環境的過程。成為生物學史上的一個轉折點。
達爾文在《物種起源》一書中曾多次引用拉馬克的著作。 ref>進化論的奠基人拉馬克出生 ,趣歷史網,2017-08-01</ref>
1778卒於巴黎。
恩格斯指出它是19世紀自然科學的三大發現之一。 此時達爾文的進化論已舉世矚目。但拉馬克早於達爾文誕生之前(1809年)就在《動物學哲學》里提出了生物進化的學說,在進化學說史上發生過重大的影響,為達爾文的進化論的產生提供了一定的理論基礎則鮮為人知。
生平簡介
創造出「生物學」名詞的法國博物學家——拉馬克,是個苦命的人,生前無利,死後無名,一生在貧窮與冷漠中度過,晚年更是雙目失明。
然而,作為人類科學發展史上第一個提出生物進化觀點的科學家,作為達爾文進化論的開路先驅,拉馬克為人類認識自身由來、認識整個生物界由來,做出了劃時代貢獻,值得後人銘記。
拉馬克的生物進化理論,可以總結為9個字:用進廢退,獲得性遺傳。
拉馬克學說與達爾文進化論的最大區別在於——拉馬克認為物種演化是由於父母的行為,而達爾文則認為物種演化是由於自然選擇。
站在現代分子遺傳學上看,拉馬克學說缺乏DNA佐證,猜測的可能性大,不如達爾文進化論讓人信服,最終淪為達爾文進化論的陪襯。[1]
1744年8月1日,拉馬克生於法國畢伽底。1768年拉馬克與他的良師讓·雅克·盧梭(Jean Jacques Rousseau,1712~1778)相識,盧梭是當時法國著名的思想家、哲學家、教育家、文學家,對拉馬克的成才起了巨大的作用。
盧梭經常帶他到自己的研究室里去參觀,並向他介紹許多科學研究的經驗和方法,使拉馬克由一個興趣廣泛的青年,轉向專注於生物學的研究。從此拉馬克花了整整26年的時間,系統地研究了植物學,在任皇家植物園標本保護人的職位期間。
1778年寫出了名著《法國全境植物志》。後又研究動物學,1793年應聘為巴黎博物館無脊椎動物學教授,於1801年完成《無脊椎動物的系統》一書,此書中他把無脊椎動物分為10個綱,是無脊椎動物學的創始人。
1809年出版了《動物學哲學》,當時他雖已65歲,但仍潛心研究並寫作,於1817年完成了《無脊椎動物自然史》。
幼時就讀於教會學校。1761-1768年在軍隊服役,當他在里維埃拉駐屯時,對植物學發生興趣。
1778年出版了3卷集的《法國植物志》,這時,他已是一位有成就的植物學家。
1783年被任命為科學院院士,為《系統百科全書》撰寫植物學部分,並擔任皇家植物標本室主任。
1820年他雙目失明,以後的著作都是由他口述、經他的女兒記錄整理出版的。在動物分類方面,他第一個將動物分為脊椎動物和無脊椎動物兩大類(1794),首先提出「無脊椎動物」一詞,由此建立了無脊椎動物學。他也是現代博物館標本採集原理的創始人之一。
他的代表作是《無脊椎動物系統》(1801)和《動物學哲學》(1809),在這兩本巨著中拉馬克提出了有機界發生和系統的進化學說。 學術貢獻 《無脊椎動物的系統》、《動物學哲學》在科學史上具有重要的地位。他在《動物的哲學》中系統地闡述了他的進化學說(被後人稱為「拉馬克學說」),提出了兩個法則:一個是用進廢退;一個是獲得性遺傳。並認為這兩者既是變異產生的原因,又是適應形成的過程。
他提出物種是可以變化的,種的穩定性只有相對意義。生物進化的原因是環境條件對生物機體的直接影響。認為生物在新環境的直接影響下,習性改變、某些經常使用的器官發達增大,不經常使用的器官逐漸退化。認為物種經過這樣不斷地加強和完善適應性狀,便能逐漸變成新種,而且這些獲得的後天性狀可以傳給後代,使生物逐 漸演變。並認為適應是生物進化的主要過程。
他第一次從生物與環境的相互關係方面探討了生物進化的動力,為達爾文進化理論的產生提供了一定的理論基礎。但是,由於當時生產水平和科學水平的限制,拉馬克在說明進化原因時,把環境對於生物體的直接作用以及獲得性狀遺傳給後代的過程過於簡單化了,成為缺乏科學依據的一種推論,並錯誤地認為生物天生具有向上發展的趨向,以及動物的意志和欲望也在進化中發生作用。
由於拉馬克一生勤奮好學,堅持真理,與當時占統治地位的物種不變論者進行了激烈的鬥爭,反對居維葉的激變論,受到了他們的打擊和迫害。但他卻說:「科學工作能予我們以真實的益處;同時,還能給我們找出許多最溫暖,最純潔的樂趣,以補償生命場中種種不能避免的苦惱。」
他的一生,是在貧窮與冷漠中度過的。晚年雙目失明,病痛折磨着他,但他仍頑強地工作,藉助幼女柯尼利婭筆錄,堅持寫作,把畢生精力貢獻於生物科學的研究上,終於成為一位生物科學的巨匠,偉大的科學進化論的創始者。
1909年,在紀念他的名著《動物學哲學》出版100周年之際,巴黎植物園為他建立了紀念碑,讓人們永遠緬懷這位偉大的進化論的倡導者和先驅。
進化論概述
拉馬克認為,生物經常使用的器官會逐漸發達,不使用的器官會逐漸退化,是為「用進廢退說」。拉馬克認為用進廢退這種後天獲得的性狀是可以遺傳的,因此生物可把後天鍛煉的成果遺傳給下一代。如長頸鹿的祖先原本是短頸的,但是為了要吃到高樹上的葉子經常伸長脖子和前腿,通過遺傳而演化為現在的長頸鹿。又例如上一代是為舉重選手,則子代應遺傳得自父母之強健肌肉。拉馬克的主要進化觀點如下:
①有機界是自然規律作用下緩慢演變的結果
1803年5月,拉馬克在巴黎國家自然博物館的演講稿中指出:「我們難道沒有因此而感受到藉助有機體的法則......,大自然有足夠的時間,空間,以及環境讓最初的生命形式不斷地發展與改進........,並且增殖分化成現今所看到的生物?因此........藉助長的歲月,以及雖然緩慢但是不斷改變着的環境,大自然已經逐漸地完成了我們目前所看到的情況……」。這裡,他強調了生命演化的客觀性與漸變性以及環境對生命的改造作用。
②內稟的複雜化、用進廢退與與獲得性遺傳
1809年,拉馬克發表了《動物哲學》(Philosophie zoologique)一書,系統闡述了他的進化觀點。首先,一切生命都具有一種內稟的趨於向高級(結構複雜)的進化趨勢,而最低級的生命—蠕蟲和纖毛蟲是自然發生的。其次,生命誕生之後可通過用盡廢退的獲得性遺傳促使生物從簡單向複雜進化。這第一個因素可看着生命天生就有一種趨於完美的適應性,第二個因素是想說種族的進化如何通過個體的適應與遺傳固定得以實現。 拉馬克認為:
a) 即便環境是靜止和穩定的,第一個因素也會驅動進化過程的發展;
b) 當環境改變了,動物就會被迫做出新的努力,從而逐漸地產生結構上的變化;
c) 經常使用或不使用身體的某一部分會相應地引起該部分力量的變化,而且導致該部分體積上相應的增大或減小,物種在長時期內使用某些器官獲得的特性則通過遺傳保持下去。人們經常將這一特點稱為「用進廢退、獲得性遺傳」,也常常稱之為拉馬克進化論的核心。
針對第一個因素,拉馬克在後來的著作《無脊椎動物》中進一步解釋道:「在動物體內,新器官的產生來自於動物體覺得不斷存在的某種新的需要」。瑪格納(2001)認為,拉馬克並沒有提出動物通過它的意識的願望或要求而引起變化,他本意指在新的環境條件下的一種客觀「需要」,而不是「想要」或者「想望、希望」 。
可以說,內稟的複雜化與獲得性遺傳都是對先人思想的繼承,而用進廢退則是拉馬克的創新,當然,雖然器官的退化已有先人述及。拉馬克試圖通過第一個因素指明進化的總體方向性,這其實也符合大多數動物類群的進化趨勢。而他的「用進廢退、獲得性遺傳」則備受質疑。
③從低到高的「自然等級」
拉馬克堅持分類學家必須承認他們的工作也具有臆斷的性質,真正的「自然等級」將從最低級的單細胞生物排列到最高級的生物——人。如果所有的物種都包括進去,那麼臨近兩個物種間的細微差別將難以覺察。「自然等級」中的明顯缺失環節就代表着其中尚未被發現的物種(瑪格納2001) 。這種自然等級與亞里士多德的存在之鏈大同小異 。
④人和猿具有共同的起源
拉馬克暗示了人和猿之間的關係,已推測說人和猿具有共同的起源,認為人雖然和這些「畜生」完全不同,但是如果僅僅從身體結構上來考慮,那麼人還是屬於哺乳動物的一科。他推測,某種猿類為了要看得更遠一些而可能學會了一種比較直立的姿勢,這種新的姿勢可能已經引起了可遺傳的結構上的改變,其它的改變和進步可能還會有需要和行為上的改變同時並存。
他斷言如果人類和動物的區別只是由於機體組織上的不同,那麼「就很容易表明人的特點全都由長期在活動上和習慣上的變化所造成的,這些活動和習慣是人類採用的,並且為這個物種中的各個體所特有」。人類和猿類儘管在解剖學上結構相似,但是智力和體質上,人卻具有明顯的優越性。這種優越性可被解釋成在極其長遠的年代中,人類對這兩種能力的使用不斷增長而遺傳下來的(瑪格納2001)。
在進化論中有兩種互相對立的假說
拉馬克的理論經不起古典遺傳學(孟德爾遺傳學)的推敲。德國的科學家魏斯曼(August Weismann)曾經做過一個實驗:將雌、雄的老鼠尾巴都切斷後,再讓其互相交配來產生子代,而生出來的結果也依舊都是有尾巴的。再將這些有尾巴的子代互相交配產生下一代,而下一代的老鼠也仍然是有尾巴的。他一直這樣重複進行至第二十一代,其子代仍然是有尾巴的,藉此向世人宣告推翻了拉馬克的學說。雖然達爾文的支持者仍然在用此實驗批評拉馬克, 但科學界基本認為這是一個設計有誤的實驗, 不能說明問題。因為拉馬克的可遺傳的獲得性性狀是「有用的」性狀。[2]
拉馬克主義(Lamarckism)和達爾文主義(Darwinism),兩者最主要的分歧在於對於獲得性遺傳的看法。所謂獲得性遺傳(Heritability of Acquired Characteristics)是指父母在後天獲得的性狀能夠遺傳給下一代。拉馬克主義認為獲得性遺傳是生物進化的主要動力。
一個著名的例子是對長頸鹿的脖子變長的解釋,拉馬克認為長頸鹿的脖子之所以長,是因為父輩長頸鹿為了吃樹頂上的葉子,所以脖子越伸越長,而通過獲得性遺傳,就可以把這個長脖子的性狀傳給下一代,久而久之,長頸鹿的脖子就越來越長了。這種思想被簡單(有點誤導地)概括為四個字用進廢退。達爾文主義則否定獲得性遺傳的機理,它認為物種是通過生存競爭把不利的基因從物種的基因庫中淘汰從而達到整體進化的效用。
就長頸鹿的例子來看,達爾文認為在長頸鹿這個群類中,既有長脖子的,也有短脖子的,但是長脖子的更容易吃到樹頂的樹葉,處於競爭優勢,所以其存活和繁衍能力比短脖子的大。久而久之,長脖子的長頸鹿越來越多,短脖子的長頸鹿越來越少,於是長頸鹿的脖子就越變越長了。這種思想也被簡單都概括成四個字優勝劣汰。
獲得性遺傳
拉馬克認為用進廢退這種後天獲得的性狀是可以遺傳的,因此生物可把後天鍛煉的成果遺傳給下一代。如長頸鹿的祖先原本是短頭的,但是為了要吃到高樹上的葉子經常伸長脖子和前腿,通過遺傳而演化為現在的長頸鹿。又例如上一代是為舉重選手,則子代應遺傳得自父母之強健肌肉。
推翻
拉馬克的理論經不起古典遺傳學(孟德爾遺傳學)的推敲。德國的科學家魏斯曼(August Weismann)曾經做過一個實驗:將雌、雄的老鼠尾巴都切斷後,再讓其互相交配來產生子代,而生出來的結果也依舊都是有尾巴的。再將這些沒有尾巴的子代互相交配產生下一代,而下一代的老鼠也仍然是有尾巴的。他一直這樣進行至第二十一代,其子代仍然是有尾巴的,就此推翻了拉馬克的學說。
兩相比較,拉馬克主義較為直觀,達爾文主義較為複雜,但是兩者都能說得通。哪種是正確的,只能通過實驗驗證。在拉馬克和達爾文時代,遺傳和基因的概念還沒有流傳(孟德爾開創性的遺傳學研究遲至在20世紀初才被重新發現),所以哪一方都沒有決定性的勝利。
直到基因和遺傳的機制被科學家們認識了之後,達爾文的思想才取得最終壓倒拉馬克主義。在遺傳學看來,基因亦即遺傳物質以DNA為載體,DNA先轉錄為RNA,再翻譯為蛋白質,蛋白質通過複雜的互相作用,決定了生物體的形態。在這個過程中DNA的順序是決定性的因素,生物的形態最終由DNA的順序決定。上一代生物的生殖細胞中的DNA通過細胞減數分裂和受精過程傳給下一代,而上一代後天獲得的性狀不會影響生殖細胞中的DNA順序,所以後天獲得的性狀不會遺傳到下一代,換而言之,獲得性遺傳並不存在。遺傳學完美的揭示了遺傳的分子機制,群體遺傳學又從宏觀的角度解釋了個體變異和群體進化的關係,所以達爾文主義有了堅實的科學基礎。
其他因素
然而,自然界的規律可能遠不止這麼簡單。最近興起的表觀遺傳學(epigenetics)揭示了獲得性遺傳的可能性,它也許能夠成為達爾文進化思想的一個補充。這個領域是如此吸引視線,以致自然雜誌(Nature)在最近的一期以專題的形式對它作了全面分析和介紹。表觀遺傳學的研究對象是一類不需要改變 DNA序列但是影響生物性狀的機制。簡單說來,DNA雖然決定蛋白質的表達,但是從DNA到蛋白質的過程中卻有很多可以調控的步驟,例如DNA的甲基化、組蛋白的甲基化和乙酰化、siRNA的作用,甚至蛋白質的不同摺疊都能影響蛋白的表達和功能。而對這些可調控的步驟的研究都可以納入表觀遺傳學的範圍之中。
本來epigenetics這個名詞早在上世紀40年代就出現了,而這些調控機制很多都是發現已久的東西,並不新鮮。表觀遺傳學的紅火和走入公眾視線卻是得益於近年的一些實驗的新發現。這些發現揭示了這些調控的機制的兩個特徵:一是它們長久地可以受到自然性的後天影響(可獲得性),二是它們可以遺傳(可遺傳性)。如果這兩種因素可以結合在一起,那麼獲得性遺傳就是有可能的了。若果真如此,拉馬克主義就能復活了,至少在某種程度上如此。
第二種特徵即可遺傳性對於拉馬克主義來說更加重要。DNA的甲基化和組蛋白的甲基化可以通稱表觀基因標記。這些生殖細胞的表觀基因標記一般在受精前都會抹去:甲基化過的DNA和組蛋白都會完全去甲基化。所以通常說來,這種表觀基因標記不會傳到下一代。也就是說,在下一代的細胞中,不會記住父母的表觀基因標記,換言之,父母后天獲得的性狀,也不能被下一代記住。但是,近年來,一些表觀基因標記的保護機制逐漸被發現,比如對小鼠(mouse)的實驗表明,一種叫stella的蛋白質能夠有效的保護卵子中的部分基因的甲基化標記,從而使這種標記能從上一代傳到下一代(Nakamura, Ar
長頸鹿
ai et al。 2007; Reik 2007)。而這種例子在植物界中更多(Chong and Whitelaw 2004)。
如果把這兩種因素結合起來看,拉馬克提出的獲得性遺傳確實是有可能存在的。首先,後天環境的影響可以造成父母輩中長久存在的表觀基因標記;其次,這些表觀基因標記還可能通過特殊的保護機制傳到下一代。這恰恰是拉馬克所提出的獲得性遺傳!當然,要完全證明獲得性遺傳的存在還有很長的路要走,一些缺失的環節仍然有待發現,而表觀遺傳標記的的遺傳穩定性還不夠。可是由於基因調控的機制遠比以前預期的複雜,很多機理仍然不清楚,以上問題得到解答之前,誰也不能對獲得性遺傳是否存在妄下斷論。當然,即便獲得性遺傳真的存在,它也很可能只是達爾文的進化機制的補充,而並非取而代之,畢竟以DNA為載體才是傳遞遺傳信息的主要方式。
但是無論如何,獲得性遺傳如果得到證實,無論對於生物界還是對於人類社會,都將是一個極大的衝擊。對於生物界而言,傳統的進化理論需要把獲得性遺傳整合到現有的架構中,拉馬克主義將不和達爾文主義相對立,而可能成為其有益的補充。這將是達爾文發表物種起源,以及遺傳中心法則確立以來又一次認知的飛躍。
對於社會而言,衝擊將不亞於生物學界。由於進化理論涉及人類對自身的認識,其革新將在多方面影響社會的思潮。首先,正如BBC某節目所說的,基因有了記憶之後,你祖父呼吸的每一口氣,吃的每一件食物,看見的每一件事物都可能在幾十年後影響到你,雖然你並沒有經歷過那些事。(Bird 2007)。身體的一些特徵,有可能源於祖先的某些行為,而的某些舉動,也有可能影響幾代以後的子孫。這些說法看來雖然還略顯誇張,但很可能在將來成為人們很感興趣的話題。
其次,可以想見的是,社會資源分配上的公平(equity)原則將會被重新審視。機會均等(equality of opportunity)和結果均等(equality of outcome)是社會公平理論的兩個主要理論體系。機會均等論認為人人生而平等,只要提供均等的機會,各人所能達到的成就取決於自己努力的結果。結果均等論認為由於每個人出生時,其背景和財富都不平等,這種不平等很有可能延續至下一代,而導致結果上的不平等,因此僅僅依賴機會的平等並不能保證真正的平等,只有結果的平等才是最終意義上的平等。而這兩種理論也提出了不同的着眼於保障社會公平的政策途徑。比方說,在高等教育入學政策上,機會均等體無論種族貧富,招生的平等體錄取只根據學生的學業優異程度進行篩選;而結果均等則體對於不同種族民族的學生根據人口比例給予相應的配額或優惠政策以保證不同種族民族學生入學的平等。
假設性證實
如果獲得性遺傳得到證實,那麼上一代人的不公平,就有可能在生理上傳給下一代。假設人類和老鼠一樣,那麼對孩子照顧不周至少會對孩子的神經系統發育有不良影響。如果進一步假設,不周當的照顧同樣會給孩子智力發育造成不良影響,而且這種影響也會一代一代的遺傳下去。那麼,對於貧困家庭來說,如果父母忙於生計,孩子無法得到應有的基本照顧,那麼這些孩子的神經系統和智力發育就很可能在生理上被決定不如家境更好、得到更悉心照料的孩子,而且這些不足也可能在 生理上遺傳到下一代。如果這種假設被證實,而社會又對此無動於衷或不能採取有效補救措施,這種生理上的遺傳因素結合財富和背景等社會因素,會不斷被放大,長此以往,貧困家庭的後代就會有可能變成越來越智能低下的一類人。這將無疑會是倫理學和社會學巨大的挑戰。如果拉馬克主義被證實的話,它將會大大增強結果均等論在保障社會公平的影響及作用,而社會財富的分配製度和政策也會因此面臨重大改變。
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參考來源
- ↑ 進化論先驅拉馬克的寂寞與堅守 ,荔枝網,2016-12-10
- ↑ 窮變通久——猴子怎樣變成人?)中國知網[引用日期2018-04-18]