黄启新

达尔文的生命树 

进化论其中一个主要「圣像」(icon)是达尔文的生命树(Tree of Life)(见图)。

tree of life 

这是达尔文在他1859年的著作《物种起源》1里的一幅插图,亦是该书里唯一的插图。

根据达尔文的理论,万物同祖,而生命树的根部就是生命的共同祖先(common ancestor),现代的物种就是树的树梢或细枝。图中的纵轴代表时间:底部代表远古,顶部就代表最近代;而横轴代表生物之间差别的程度。图中最底的十一条虚线显示达尔文坚信十一个家系是来自更少的家系的,事实上,他认为所有的生物共同祖先是一种古生命体(one primordial form)。

可是正如威尔斯(Jonathan Wells)在其著所《进化论的圣像— 科学还是神话? 》2中指出,进化论的生命树并不符合寒武纪化石与分子种系发生学(Molecular Phylogeny)的证据。

寒武纪大爆炸

寒武纪3(Cambrian)是大约于五亿四千万年前开始的一个地质时代,并持续了大约五百万至一千万年。

化石记录显示在寒武纪之前,地球有像水母、海绵、蠕虫等生物存在。但是一到寒武纪时期,有多于七十个复杂的动物门(animal phyla)「突然」和「同时」出现- 即所谓「寒武纪大爆炸」(Cambrian Explosion)。在过去五至六亿年里有多于四十个动物门绝种,以至今天自然界只剩下大约三十个动物门存在。而在这三十个动物门当中没有一个是新的,换句话说,达尔文的生命树倒栽了!

达尔文相信假如同一种生物处于不同的环境下,自然选择(natural selection)会使不同环境下的族群作出某种形式的「改变」,假以时日,同一物种会产生几种不同变种,如果这些变种继续分歧的话,最终会产生新的物种。有一点值得注意的是,达尔文所指的这些改变,是缓慢而累积的轻微变化,而非快速而突然的重大变化。寒武纪化石的发现正好与达尔文的理论相反。

进化论者的反驳

对于寒武纪大爆炸,进化论者提出以下的反驳来尝试拯救进化论:

1) 找不到前寒武纪祖先生物化石是因为化石记录的不完整。

2) 即使化石记录是连续的,前寒武纪祖先生物也没有被化石化,因为它们太细小,或因为它们是软体生物。

3) 尝试以生物的分子比较去指向一个在假设寒武纪前的共同祖先,以凌驾化石证据。

威尔斯于《进化论的圣像- 科学还是神话? 》一书中把以上三个反驳逐一击破。
 
首先,大部分古生物学并不认同前寒武纪的化石记录不完整。我们已经有很多前寒武纪后期和寒武纪时期的完好的沉积岩,去证明​​如果有前寒武纪祖先生物的话,它们会被化石化和被发现。根据古生物学家华伦泰(James Valentine)和欧文(Douglas Erwin),我们现有众多的寒武纪岩石剖面,它们与其他较近代沉积环境的相比,基本上同样完整4 。在2000年2月,英国地质学家班顿(MJ Benton),威斯(MA Wills)以及赫钱(R. Hitchin)得出结论:「早期的化石记录的确并不完整,但是它们足以说明生命历史粗略的模式。」5

此外威尔斯指出,三十亿年前的微小细菌的微型化石早已在岩石中被发现,所以前寒武纪生物因为太小和软体而没有被化石化这个论据并不成立。再者,在澳洲埃迪卡拉山(Ediacara Hills)找到的前寒武纪生物化石都是软体的。莫里斯(Simon Conway Morris)在《创造的考验》(The Crucible of Creation)6一书指出:「在埃迪卡拉生物中,并没有硬骨骼的证据,由此看来它们实际上都是软体的。」同样地寒武纪大爆炸时期亦有很多完全软体生物的化石。根据莫里斯:「这些非凡的化石不单显示出它们的轮廓,有时甚至显示出例如肠脏等内脏或肌肉。」因此在前寒武纪找不到祖先生物化石不能归咎于当时生物太小或软体。

最后威尔斯指出进化论者尝试以分子种系发生学去证明万物同祖亦行不通。所谓分子种系发生学,是通过比较不同生物的DNA序列以及它们的蛋白质产品,去测定各种生物之间的关系有多密切,从而研究生物的进化历史。他们假设DNA或蛋白质相差小的生物,比起相差大的生物在进化论上更加密切,并以此作为「分子钟」,去推断在多少年前不同生物的DNA是相同的,换句话说,在多少年前不同生物有着共同的祖先。

可是用这种方法得出来的结果却差天共地:

1) 1982年天体生物学家朗宁格(Bruce Runnegar)估计动物门在九至十亿年前开始分歧。7

2) 1996年杜立德(Russell Doolittle)和他的同事提出六亿七千万年。8

3) 1996年华利(Gregory Wray)以及他的同事提出十二亿年。9

4) 1997年福提(Richard Fortey)和他的同事赞同十二亿年的结论。10

5) 1998年阿亚拉(Francisco Ayala)和他的同事却赞同六亿七千万年的结论。11

十二亿年和六亿七千万年相差五亿三千万年— 足足是寒武纪至今的时间!正如遗传学家哈兰克(Kenneth Halanych)所说:「这些估计的分歧范围,已超越了它确定这样远古事件年代的能力。」12

结论

进化论者在过去一个半世纪仍未能以进化论解释寒武纪大爆炸。分子种系发生学亦未能为这个疑团提供答案,因为它所推算的年代差距太大。

寒武纪大爆炸却令我们想起圣经创世纪一章廿至廿五节:

「  神说、水要多多滋生有生命的物.要有雀鸟飞在地面以上、天空之中。神就造出大鱼、和水中所滋生各样有生命的动物、各从其类.又造出各样飞鸟、各从其类.  神看着是好的。 神就赐福给这一切、说、滋生繁多、充满海中的水.雀鸟也要多生在地上。有晚上、有早晨、是第五日。 神说、地要生出活物来、各从其类.牲畜、昆虫、野兽、各从其类.事就这样成了。于是神造出野兽、各从其类.牲畜、各从其类.地上一切昆虫、各从其类. 神看着是好的。」

创世纪所描述的物种起源与寒武纪大爆发的化石发现同出一辙,令人惊叹圣经的真确性。

 


1. Charles Darwin, On the Origin of Species by Means of Natural Selection, London, John Murray, 1859.
2. Wells, J. 2000. Icons of Evolution: science or myth?: Why much of what we teach about evolution is wrong., Regnery, Washington DC.
3. 寒武纪的中文译名来自Cambria的日文音译(カンブリア, Kamburia ),Cambria乃英国西部威尔斯(Wales)于古罗马时期的旧名。
4. James W. Valentine and Douglas H. Erwin, "Interpreting Great Developmental Experiments: The Fossil Record," pp. 71-107 in Rudolf A Raff and Elizabeth C. Raff (editors), Development as an Evolutionary Process (New York: Alan R. Liss, 1987), pp. 84-85.
5. MJ Benton, MA Wills and R. Hitchin, "Quality of the fossil record through time," Nature 403 (2000) , pp. 534-536.
6. Simon Conway Morris, The Crucible of Creation, Findbook, 1998 pp. 2, 28.
7. Bruce Runnegar, "A molecular clock date for the origin of the animal phyla," Lethaia 15 (1982), pp. 199-205.
8. Russell F. Doolittle, Da-Fei Feng, Simon Tsang, Glen Cho, and Elizabeth Little, "Determining Divergence Times of the Major Kingdoms of Living Organisms with a Protein Clock," Science 271 (1996), pp. 470-477.
9. Gregory A. Wray, Jeffrey S. Levinton and Leo H. Shapiro, "Molecular Evidence for Deep Precambrian Divergences Among Metazoan Phyla," Science 274 (1996), pp. 568-573.
10. Richard A. Fortey, Derek EG Briggs, and Matthew A. Wills, "The Cambrian evolutionary 'explosion' recalibrated," BioEssays 19 (1997), pp. 429-434.
11. Francisco José Ayala, Andrey Rzhetsky, and Francisco J. Ayala, "Origin of the metazoan phyla: Molecular clocks confirm paleontological estimates," Proceedings of the National Academy of Science USA 95 (1998), pp. 606-611.
12. Kenneth M. Halanych, "Considerations for Reconstructing Metazoan History: Signal, Resolution, and Hypothesis Testing," American Zoologist 38 ( 1998), pp. 929-941.