進化論淺說與最新證據

我們今日稱呼的「進化論」﹐其實來自達爾文兩部著作﹕“物種起源”與“人類的演化”。
「進化論」﹐是用來解釋生物在世代與世代之間具有變異的現象﹐和為何有這麼繁多的不同生物。
早在從古希臘時期﹐其實已經有人想過這樣的觀點。直到19世紀﹐Jean Baptise Lamarck 提出用進廢退說，生物功能長期使用者進化，不常用者退化﹐但他的概念很粗糙﹐也不完整﹐並不符合古典遺傳學(孟德爾遺傳學)的描述。
200年前﹐歐洲﹑美洲教會勢力仍然很大﹐雖然啟蒙時代已經開始不去依據教會訓導去進行對自然界的研究﹐但教會主導學術仍然非常強烈。
達爾文跟隨探險隊坐「獵犬號」五年航行﹐採集了大量動物樣本回國。當時他在一列南美洲群島發現不同類型的鳥﹐有些像啄木鳥﹑有些似鳴禽等。他對這小小的範圍有這麼多不同鳥類已經感到新奇。
回國後他找來鳥類專家鑒別﹐結果大為詫異﹕這些全部都是同一種鳥﹐鳴禽。
達爾文在攷察中注意到這些同樣品種的鳥﹐外觀除了有差別﹐牠們生活的島嶼環境也不同﹐牠們生活方式也有分別﹕有些吃樹木洞的小蟲﹐有些吃種子﹐有些吃堅果﹐而相應地這些鳥的嘴巴都有不同﹐幼小的適合吃小蟲﹐而大些的可以咬破堅果。
達爾文領悟出﹐環境是一個重要的因素﹐而這些鳥類是為了適應在不同的環境下生存而又不同特徵。達爾文研究他採集的其他動物標本﹐對物種轉變進行研究，並且在1838年得出了他的自然選擇理論 (Natural Selection)﹐但他知道這個理論爭議大﹐最初也對發表有遲疑。
但1858年﹐Alfred Wallace 寄給他一篇含有相似理論的論文﹐鼓勵他發表﹐於是1859年﹐達爾文和 Alfred Wallace共同發表了"On the Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life"﹐即“物種起源”。而達爾文多年的研究﹐他最後的結論是﹐自然選擇也適用於人類﹐他認為人類是從遠古類似猿猴的生物演化而來。

達爾文原進化論只是解釋為何今日地球有那麼繁多的品種的生物﹐而沒有解釋生命起源。

進化論的自然選擇有以下簡單的原則
(1)物種是需要掙扎求存﹐所謂 stuggle for survival﹐生物要適應環境而且必須繁殖下一代﹐延續物種的存活
(2) 任何物種﹐特徵都會有差異 (variation)
(3) 不同特徵﹐對於適應環境有不同的優勢或者劣勢﹐可能同一品種生物有幾個特徵都有機會是對適應環境有優勢
(4) 對於適應環境有較佳優勢的特徵﹐就可以增加了物種的存活機會﹐而這些特徵因而可以通過繁殖傳到下一代

達爾文的理論推斷﹐漫長的地球年月﹐環境出現變化﹐就會產生不同的物種﹐當演化到了一個地步﹐可能原本有同一祖先的物種﹐經過數千﹑數萬代演化﹐后代會演變了成為不同的物種 (species)﹐同時演化過程﹐會出現中間性/過渡性的物種。同時﹐物種裡面那些具有對適應環境有優勢特徵的一群因為存活率較高﹑此消彼長下﹐他們可以一路存活﹑數量增加﹐但那些沒有優勢甚至適應困難的﹐就會慢慢減少數量以至絕種。

達爾文沒有今日的先進科技幫助﹐但他這些簡單的原則﹐在150年來﹐得到不斷出現的化石證據印證﹐例如今日已經沒有人懷疑人類是從古代猿猴類進化﹐而且人類和今日的靈長目的“人科” Hominidae (great apes) 有同一祖先。
基因學更加確鑿的印證了人類今日屬於其他“人科”的靈長目生物﹐例如黑猩猩 Chimpanzee﹑大猩猩 Gorrilla﹑人猿 Orangugan 是近親﹐而最接近的是黑猩猩。人類與黑猩猩的共同祖先﹐生活在約五百萬到七百萬年前的非洲。

最新的化石證據是2004年加拿大發現的一種界乎魚類於兩棲類生物的化石。根據進化論的預測﹐所有生物都來自海洋﹐而海洋/水中生活的魚類進化為兩棲類生物 (青蛙﹐蠑螈 Salamander)﹐是應該有過渡性生物的。
如果最早的兩棲類生物化石是在約三億七千萬年前左右出現﹐而魚類化石是早數百萬年﹐那麼理論上在兩個年期間的沉積岩﹐是會發現中間性生物的。
2004﹐離開北極五百英里的加拿大凍土﹐古生物學家發現了這種生物。
魚類眼睛是在頭的兩邊﹐身上有魚鱗和有翅﹐但這生物頭部扁平﹐和青蛙﹑蠑螈類似﹐眼睛在頭部上面﹐不是兩邊﹐但身上有魚鱗和有類似四肢雛形的足﹐這生物活在約三億八千萬年前﹐正是魚類和兩棲類生物的過渡性﹐符合了進化論的預測。這化石被命名為 Tiktaalik。
那麼﹐基因如何印證進化呢﹖
當人類和“人科”的靈長目生物的基因圖譜被發現後﹐大家發現﹐人類只有46條染色體 (23對)﹐但其他“人科”的靈長目生物有48條(24對)。根據進化論的預測﹐這個變化是因為經過多年演化﹐本來有共同祖先的人類於其他“人科”的靈長目﹐基因會出現變化導致兩者不可以在交配﹐而不可以再交配﹐其中一個 mutation﹐就引起染色體數目有分別。
基因研究發現﹐人類的第二條染色體﹐是原本其他其他“人科”的靈長目的兩條染色體發生連接 (fuse) 。染色體兩端有一組的分子結構稱為 telomeres﹐中間叫 centromeres﹐如果發生了兩條染色體合併﹐人類會有一條染色體出現有三組 telomere (兩條在一端合併﹐一條的telomere 和另外一條的telomore合併﹐合併位置的 telomere 合成一組)﹐和兩組 centromere﹐而不是正常染色體的一組。科學家發現了這個染色體合併的證據﹐就是人類的第二條染色體。
此外﹐當生物感染病毒﹐病毒會在染色體留下一個痕跡﹐Endogenous Retro VIrus。如果病毒感染的是生殖細胞(這些細胞分裂產生精子或卵子)﹐這個痕跡就會在生殖細胞分裂 (精子﹑卵子)下不斷被複製﹑一路遺傳下去﹐不會消失。我們人類DNA 與黑猩猩DNA﹐一共有十幾處這種病毒留下的痕跡﹐是在DNA同一位置。
如果在兩個生物DNA同一位置有﹐被同一種病毒留下的一樣痕跡﹐是巧合的機會僅僅是三百萬分之一﹐但單單是 K-class病毒﹐人類DNA和黑猩猩DNA就有16處有這種痕跡﹐是巧合的機會僅僅是﹕ 2,057,400,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000分之一。
人類和黑猩猩的DNA裡面﹐共有九萬八千處相同的病毒感染痕跡。

參考﹕
Natural Selection Made Easy


The Theory of Evolution Made Easy


Human Evolution Made Easy



Titaalik 的發現﹕

PBS 製作 "Judgment Day: Intelligent Design on Trial Chapter 5, The Fossil Record"
New Scientist - First fossil of fish that crawled onto land discovered


Endogenous Retro VIrus證據

人類DNA第二染色體來自”人科“猿猴兩條染色體﹕
Kenneth Miller Lecture- Telomeric Fusion



PBS 製作 "Judgment Day: Intelligent Design on Trial Chapter 6 A very sucessful theory"