8月,英国政府决定派遣军舰“贝格尔号”进行环球考察,需要一位博物学家同行。亨斯洛和席基威克推荐了达尔文。然而,他的父亲正在为儿子联系牧师职业,不同意他前往。在舅舅的劝说下,达尔文终于如愿以偿。1831年12月27日,“贝格尔号”从英国德文港扬帆起航,达尔文也随之开始了他的科学航程。
海面上狂风呼啸,恶浪翻滚,军舰剧烈地颠簸着。达尔文渐渐地觉得无法站立,开始呕吐,视线模糊。晕船将他折磨得筋疲力尽,甚至就要昏死过去。
然而,追求科学真理的美好理想激励着他,使他充满了战胜困难的坚强信念。
这次航行历时5年,经历了佛得角群岛、南美洲、加拉帕戈斯群岛、塔希提岛、新西兰、澳大利亚、毛里求斯、南非等地。达尔文爬高山、涉溪水、入丛林、过草原,搜集珍奇的动植物标本,挖掘古生物化石,历尽千辛万苦。面对气象万千的自然世界,面对欣欣向荣的生物种类,达尔文对物种不变论产生了最初的怀疑。
达尔文发现,南美洲和太平洋上的一些岛屿虽然在地理上是隔绝的,但是许多动植物品种十分相像。他把在化石中发现的古生物和现存的物种进行比较,也有某些类似。
他把考察中的情况和随身携带的赖尔的《地质学原理》中的观点进行比较,认为对上面的事实只能用物种变化来解释。这样,在达尔文的头脑中孕育了物种演化的思想。
1836年10月,“贝格尔号”凯旋回国。
通过这次环球考察,达尔文不仅为日后研究准备了丰富资料,而且从一个天真幼稚的未来牧师转变为一个训练有素的博物学家,从一个物质不变论者变为物种进化论的奠基人。正如达尔文自己所说:“贝格尔舰上的旅行,是我一生中最最重大的事件,并且决定了我的全部研究事业。”
回国以后,达尔文一方面忙于标本鉴定和资料整理,写作地质学和动物学这方面的著作和论文,另一方面对生物进化问题进行深入的研究和思考。物种为什么会变化?
达尔文决心解开这个不解之谜。
从1837年开始,达尔文广泛搜集一切有关动植物在人工培养或自然状态下发生变异的事实,并同时着手进行一些最初的动植物育种实验。
达尔文认识到人工培育的动物品种进化的关键是人工选择。达尔文系统地描述了中国关于金鱼人工选择的过程和原理。
在中国古代,就有人把一种带有朱红色鳞的金鱼放在缸里饲养,由于生活环境的改变,鱼就渐渐表现出各种形态上的变异,人们把不同形态的鱼挑选出来,分缸饲养,结果变化越来越大,经过长年累月的不断选择,终于培育出现在的不同品种的金鱼。
达尔文还用同样的原理,描述了对各种植物和果树的人工选择。于是达尔文得出结论:具有各种不同特征的动植物品种、可起源于共同祖先;它们在人工的干预下,保留和发展了对人类有利的变异,逐渐形成了人们所需要的新品种。
那么,在自然界中的物种是怎样进化的呢?
1838年10月,达尔文偶然翻到马尔萨斯的《人口论》。马尔萨斯认为,人口是按2、4、8、16、32、64……的几何级数增加,而食物只能按1、2、3、4、5、6……的算术级数增加,由于这种矛盾,人类就会发生杀婴、战争等生存斗争。(www.xing528.com)
达尔文从马尔萨斯的生存斗争的观点中受到了启示,认为在自然界到处都存在着自觉或不自觉的生存斗争,生物必须跟生活的环境作斗争,才能生存和传留后代。在斗争中,有利的变异就被保留下来,不利的变异将被消灭。也就是说,一种生物产生的后代,能够适应环境的就生存了下来,不能适应环境的就被淘汰了。这就是自然选择。
从人工选择到自然选择,是达尔文思想上的一个飞跃。为了充实实验依据,达尔文继续研究。直到1842年,他才把自己的观点写成35页的概要,1844年,又进一步地扩充为230页的《物种起源问题的论著提纲》。
达尔文继续进行调查、实验,认真地考察小麦、玉米等农作物的选育过程,仔细地比较鸡、鸭、鹅、牛、羊、猪、狗、猫等家禽家畜各个品种之间的差异,还着重研究了各种家鸽品种之间的差异和起源问题。
在掌握了大量的选择、变异、进化等方面的实验证据后,1856年5月,达尔文开始写作酝酿近20年的生物进化论巨著——《物种起源》。
地质学家赖尔劝达尔文尽快正式发表自己的研究成果,以免被他人抢先,但这尔文不愿急于求成。
当达尔文详细阐述生物进化论的书稿写到一半时,1858年6月18日,他收到了华莱士的一篇《论变种无限地离开其原始模式的倾向》的论文,令他震惊的是华莱士用近乎相同的语言提出了有关生物进化的自然选择原理。华莱士是另一位英国生物学家,比达尔文小14岁,在生物学研究的许多方面,与达尔文有相似的经历。他曾到南美亚马逊河流域进行探险并研究热带地区的自然史,后来又到马来群岛和印度尼西亚群岛考察动植物的地理分布,也受到过马尔萨斯《人口论》的影响。
相似的经历得出相同的结论,他们唯一不同之点,就在于达尔文的自然选择是根据人工选择对家养动物的作用所作的类推,而华莱士没有注意到人工选择的作用。
华莱士把自己的成果寄给达尔文,希望得到他的评价。达尔文看过华莱士的论文后,非常惊讶。为了避免引起误解,他打算单独发表华莱士的论文,并放弃《物种起源》的写作,于是把这一想法告诉了赖尔。赖尔非常了解达尔文的研究过程,建议把华莱士的论文和达尔文在1844年写的提纲同时发表,并劝达尔文抓紧进行《物种起源》的写作。1859年11月24日,生物学史上划时代的巨著《物种起源》在伦敦问世。在这部著作里,达尔文从分类学、形态学、胚胎学、生物地理学、古生物学等方面,通过大量的事实,证明不同生物之间具有一定的亲缘关系:古代生物现存生物之间有着共同的祖先;现存生物是远古少数原始类型按照自然选择的规律逐渐进化的产物;生物由低级到高级、由简单到复杂不断地进化。
关于生物进化的机制问题,他认为,一切动植物都有高速率增加的倾向,即具有巨大的繁殖力。但是动植物的所有后代不可能都得到生存和繁衍。
在家养条件下,饲养者只把那些优良个体挑选出来加以培育,使之繁殖,即用人工的办法实现生物的选优汰劣。
而在自然条件下,是通过生存斗争来实现的。这种生存斗争包括三个方面。一是种外斗争,就是物种和生存环境的斗争;二是种间斗争,就是不同物种之间的斗争;三是种内斗争,就是同一物种之间的斗争。经过斗争,最适者得以生存繁衍,不适者则被淘汰。
达尔文的人工选择和自然选择在基本方面是相同的,由于自然选择只是利用微细的连续的变异而发生作用,因此进化的过程比较缓慢,而人工选择的过程则是比较迅速的。
此外,达尔文认为性的选择也是与自然选择密切相关的一种自然选择形式,它也推动着物种的变异和进化。
达尔文的进化论是生物科学各门学科的有关理论综合起来,形成为一门统一的科学,第一次对整个生物界的发生、发展作出了规律性的解释。达尔文指出,整个生物界从最低等的单细胞生物到最高级的人类,都是自然界长期进化的产物,从而有力驳斥了神创论、不变论,为辩证唯物主义自然观的确立奠定了重要的自然科学基础。
列宁说:“达尔文推翻了那种把动植物物种看作彼此毫无联系的、偶然的、神造的、不变的东西的观点,第一次把生物学放在完全科学的基础上,确定了物种的变异性和承续性。”从而解决了生物学上最基本最困难的物种起源和发展问题,完成了一次伟大的革命。
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