1809年,65岁的拉马克出版了他的传世之作《动物的哲学》,系统地提出了获得性遗传的进化理论。1859年,达尔文发表了他的名著《物种起源》,提出了自然选择的进化理论。凑巧的是拉马克发表其著作那年,达尔文刚刚出生,似乎冥冥之中,那个世纪最伟大的两个生物学家的命运就接下了不解之缘。他们的名字与他们的著作一样彪炳史册,千古流芳。在科学史上,这两位进化论大师都是里程碑似的人物,但是他们身后的命运却大相径庭。达尔文的进化论被主流生物学界所接受,而拉马克的获得性遗传则被认为荒谬而遭到围攻与批判。
拉马克在《动物的哲学》一书中写道:“这些种类,由于长期受生活地域之环境约束的影响,以致某部分器官特别常用,某部分器官恒常不用;影响所至,自然就使种的个体获得某部分器官或丧失某部分器官。因此,新生的个体,世代累积地存续着上代的特质”。拉马克认为物种受环境长期影响所产生的变异是生物进化的主要原因,而且,在“用进废退”的作用下,物种因环境长期影响所“获得”的变异是能够遗传给后代的。
拉马克的观点发表后,遭到很多的攻击与嘲讽,其中最有名的一个实验是德国动物学家魏斯曼做了一个“割尾巴”实验。这个割尾巴不是毛泽东口中的割资本主义的尾巴,而是割老鼠的尾巴。魏斯曼连续多代割断小鼠的尾巴,以证明其是否可因此而不长尾巴,结果是小鼠的后代仍长出尾巴。这个实验赢得吃瓜大众们的喝彩,给了拉马克理论沉重一击。但明眼人都知道这个实验的设计很荒谬,无尾老鼠尾巴是人为剪断的,并不是在自然环境下所获得的性状,当然不可能遗传。而且,拉马克所说的生物进化是宏观的,是以万年百万年为尺度的,魏斯曼只在1-2个月里繁殖了22代就下结论,纯属无稽之谈!况且拉马克早已有言在先:“由环境在短时间内直接造成的机体的改变,如肢体的残缺等,这类变化是不能遗传的。”
获得性遗传是个漫长的历史过程,要通过几代人用几个实验来验证它是不现实的。拉马克说:“时间和良好的环境约束,是两个自然为造成一切生成物所用的主要手段;谁都知道,时间对于自然是没有任何限制的。”由此可见,除了“空间”(环境条件)以外,“时间”也是生物进化的重要条件。但是物种的微小变异在短时间内是无法察觉的。它必须要经过漫长的积累过程才能成为较明显的差异并被人们发现。但是这一过程对于后人来说又是一个目前还无法通过实验方法再现的历史过程,所以拉马克的理论难以用实验证实。
然而,大量事实证明,变幻莫测的自然环境完全可以引起生物体组织结构上的改变。例如,如长颈鹿脖子因环境改变改食高树上的树叶而逐渐变长;鼹鼠眼睛由于祖先世代穴居黑暗的地洞而丢失视力。还有长期圈养的鸡鸭,翅膀不用于飞行而退化变小。同时活动量减少而导致呼吸能力下降,气囊变小.这种退化了的行为与结构已稳定地在家养的鸡鸭中遗传了。老芦还看过一个报导,说是纽约有个食品冷库里的老鼠身上长满了长毛以御寒。如果属实,老鼠的这个长毛基因真是突变的太快了。老芦宁愿相信,是一种长毛鼠的品种碰巧闯进了冷库而乐不思蜀了。
还有,在人类的进化过程中,“劳动创造了人”这一学说已被大众所接受。因为要捕猎食物或种植庄稼,人类要使用双手,所以要站立行走,遂进化为直立人。因为火的使用,人类开始吃煮熟的食物,不再吃草,所以原来用来消化纤维素的盲肠不再有用武之地,曾经发达的盲肠就退化到只有5-6厘米长。注意,盲肠和阑尾是两个不同的器官,不可混为一谈。此外,为了制造工具更有效地渔猎,抗拒严酷的自然环境,人类要不断地用脑思考,使大脑容量在过去3百万年里增加了一倍以上。大脑常用则发达,盲肠不用则退化,不就是用进废退吗?
当然这些性状的改变都需要千万年的时间,人类无法进行这种实验。然而有人用细菌做实验,成功地实现了后天获得性状的遗传。比如有人把天然的枯草杆菌用溶菌酶处理,去除其细胞壁,这时的枯草杆菌失去了细胞壁的支撑,形状不再是杆状,而是大小不等形状各异的无壁细胞体。这种无壁细胞仍然能够分裂繁殖,而且其后代都是无壁的。这说明无壁这一后天获得的性状能够稳定地遗传到后代中去,即使在其后代的生长环境里已经没有溶菌酶。
还有一个例子,是用大肠杆菌做的。有种大肠杆菌是乳糖营养缺陷型,即能够分解乳糖的基因缺失,所以不能利用乳糖生存。有人在细菌的培养基中去除所有的糖类,大肠杆菌没了碳源,奄奄一息,生命垂危。这时,实验者在培养基中加进乳糖,结果奇迹出现了,有些大肠杆菌活了下来,长出菌落,而它们的后代也获得了能够利用乳糖的能力,在纯乳糖的培养基中能够蓬勃生长。这些细菌的母体是乳糖营养缺陷型,通过人为的环境改造,某些变异菌获得了利用乳糖的能力,不再是乳糖营养缺陷型,再次证明后天获得的性状能够稳定地遗传下去。
很显然,在这两个实验中,母体细菌的基因都发生了突变。枯草杆菌丧失了合成细胞壁的基因,而大肠杆菌获得了或修复了能够利用乳糖的基因。细菌很简单,就是一个细胞,对外界环境的变化做出了快速的反应而得以生存。但是人类或高等生物,情况就复杂的多,在几百万年的大脑进化和盲肠退化的过程里,人类基因发生了哪些变化,难以追寻,但是有一点是可以肯定的,外界环境的变化给了人类进化压力,一点点微小的性状变异慢慢累积起来,终于进化成了今天的人类。在这一过程中,拉马克的获得性遗传和达尔文的自然选择都发挥了重要的作用,二者是相辅相成,缺一不可的。达(尔文)是而拉(马克)非,厚此而薄彼的态度都是有失公允的。