正如所有优秀的老师所知,学生们为了额外加分比完成布置的任务会更加努力。我喜欢在我的进化论入门课程中利用这一便利的特点。一旦我的学生们——一所中西部赠地大学的非科学专业学生——理解了基本术语,我就会提供额外的分数来回答我真正想让他们研究的问题。我挑战他们:找出黑猩猩和人类骨骼之间的十二个差异;告诉我人类女性骨骼与男性在解剖学上有何不同。
我展示的男性和女性骨骼在差异上是典型的,而且大多数学生即使不知道,也应该能猜到这种差异是什么,所以我通常相信最终答案是显而易见的。我说“通常”是因为七年前,我第一次教授这门课程时,我得到了一个令人惊讶的答案,而且至今仍以惊人的规律出现。在实验课开始五分钟后,一位年轻女士宣布,她甚至不需要检查人类骨骼就能回答这个问题。
我默默地等着她解释女性骨盆的形状与男性略有不同,有一个更大的开口用于分娩。那一部分是显而易见的。这项练习的真正目的是让她通过测量来证明她的猜想——将理论转化为实践。我还希望她解释为什么这种性二态性——即这种由性别决定的身体差异——在黑猩猩等非人灵长类动物中并不那么明显。
她说道:“男性比女性少一对肋骨。”
我对她的回答完全没有准备。我下巴都掉了。片刻思索后,我意识到她肯定是指《圣经》中上帝用亚当的一根肋骨创造夏娃的故事。我的学生是相信《圣经》字面真实性的人,正是她的宗教信仰,而不是她之前对人体解剖学的了解,让她对自己的答案如此肯定。这将是一个挑战。
我坚信宗教自由,就像我坚信对理解的科学探索一样。因此,虽然我严格坚持教授最好的科学,并展示科学家如何将其识别为最好的,但我从不坚持学生相信科学结果。相反,我鼓励他们保持怀疑——只要他们的怀疑是基于逻辑和证据的。在我看来,科学结果应该是令人信服的,因为所收集的观察和实验只留下了一种可能的合理解释。坚持让学生接受我的话(或任何科学家的话)关于任何事实,都会损害科学与其他所有信仰体系的不同之处。科学的严峻考验是个人的,即说服自己你所感知的就是其他人所感知到的,无论你最初可能有什么保留。证据应该如此令人信服,以至于连最严重的怀疑论者也能被说服——只要那位怀疑论者保持开放的心态。更重要的是,科学必须承认它不知道或无法知道什么。问题是驱动科学的动力,而不是答案。一个坚持盲目信仰的老师很可能会扼杀一些初出茅庐的达尔文,他们看到了比当前教条所承认的更高、更令人信服的自然真理。
但在这种情况下,我面对的是一个相当赤裸裸的案例。骨骼作为现实的无声模型矗立在那里。尽管有教育理想,但我认为如果不直接攻击我的这位年轻朋友的宗教信仰,就很难启发她。
我拖延时间。你真的数过肋骨吗?我问。她承认没有。好吧,既然这是一堂科学课,我告诫道,我们就把你的陈述当作一个假设。现在你需要验证它。于是她信心满满地走向教室后面,确信上帝不会让她失望。喘息之机让我有机会构思一个我希望是开明且具有启发性的方法来应对她假设所引发的危机。
我首先回顾了我的教案,看看我哪里出了问题。毕竟,比较解剖学实验课应该是相当直接的内容。这项工作的主体是寻找和描述理解基本进化论所必需的常见解剖特征。我们寻找同源性(起源于相同胚胎部位但可能具有不同功能的身体部位,如鲸鱼的鳍、人手和蝙蝠的翅膀)和类比(功能相同但发育起源截然不同的身体部位,如鸟类和昆虫的翅膀)。
我们继续检查过渡形式的证据,使用从四趾的始祖马开始到现代单趾马的一系列变化的模型。学生们通常在了解发散进化——生物如何通过地质时间变得越来越不同——时会感到一些惊讶。想象一下爬行动物的肋骨变宽并融合,成为乌龟的骨质背甲。如果你把骨骼翻过来看看内部,你甚至可以弄清楚甲壳是如何进化的。
趋同进化通常也令人大开眼界,因为随机突变可能导致相似结果的观点绝非显而易见。我们通过研究一组奇妙的食蚁动物来探讨这一点——多刺食蚁兽、丝食蚁兽、穿山甲和犰狳——每一种都从不同类别的动物进化而来。尽管它们的起源不同,但它们通常看起来相似:它们都有相同的长吻、长而粘的舌头以及长而尖锐的爪子,用于从蚁巢中撬出蚂蚁并吃掉它们;它们都有小眼睛和厚厚的皮毛、棘刺或鳞片,以保护它们免受微小猎物的叮咬。这些趋同进化的例子是自然选择的最佳证据之一,因为任何食蚁动物,无论其解剖学起源如何,都需要某些适应性,因此最终会与所有以相同方式生活的动物看起来相似。
最后,我们研究了退化性状——似乎不再具有任何现有功能的残留部分,例如鸵鸟等不会飞的鸟的无用翅膀以及我们看似无用的阑尾。
学生们被要求理解这些术语并能够运用其相关原理来比较许多两栖动物、爬行动物和哺乳动物的骨骼,以及一些化石复制品。学习了所有这些之后,还可能认为上帝是用亚当的肋骨创造夏娃的吗?
“你确定这些是男性和女性的骨骼吗?”我那位自以为是的朋友回来了,看起来有点困惑。
“它们是真品,”我回答道,“它们不仅是从购买它们的供应商那里这样标注的,而且我亲自验证过的某些解剖特征也让我得出结论,这些标签是正确的。但我很高兴你提出疑问。怀疑是一种非常有用的科学工具,科学家有时确实会犯错误。不过这次不是。”
“是的,但是这些骨骼有相同数量的肋骨,”我的学生反驳道。
我同意了。你为什么会有不同的预期?最好把争论摆在明面上。正如我所猜测的,她的信息来自《圣经》,通过主日学校。
我突然想象到整个班级都在学习解剖学上的谬论,并将其当作真理。在我的想象中,简单的骨骼带着嘈杂的咔嗒声站起来,以争议的骨头之姿获得新生。无论它们出现在哪里,都有几十名手持圣经的学生跟随,在那些顽固的主日学校老师的煽动下,他们围在我的办公桌旁,质问我怎敢质疑圣经。我知道我的系主任会支持我,但院长呢?董事会呢?难道他们中就没有一些原教旨主义者吗?问题每分钟都在变得越来越困难。
“但是《圣经》到底说了什么?”我问道。肯定有办法摆脱这个困境。
上帝从亚当身上取下一根肋骨创造了夏娃。
一根肋骨还是两根?
一根,她毫不犹豫地回答。
“别忘了肋骨是成对的,”我提醒她。
“噢!”我几乎能听到她的大脑在飞速运转。“所以男人应该只少一根肋骨,而不是一对——你是这个意思吗?”
“我不知道。”我摇了摇头,“他们为什么要少任何一根呢?”
“嗯,如果上帝从亚当身上取走一根肋骨,那他的孩子们不也会少一根肋骨吗?”
“他所有的孩子?”我反问道,“男孩和女孩?”
我的这位年轻朋友思考了片刻。“噢,我明白了,”她说,“为什么只有男性会遗传缺失的肋骨——为什么女性不会呢?这是个好问题。”
“我有一个更好的问题,”我继续追问,脑海中已经形成了完整的进化启蒙计划。“这种缺失的肋骨会代表哪种遗传呢?”
在课堂上我们讨论过拉马克式进化(通过遗传的躯体变异传播)和孟德尔式遗传(通过生殖细胞种系中携带的基因)之间的差异,但我的学生没有抓住我问题的重点。我解释道:本质上,拉马克认为任何影响你身体的事物都可能影响你的后代。如果你经常举重,你的女儿可能会继承一个比你从沙发上从未挪动时更大更强壮的身体。如果一代又一代地砍掉老鼠的尾巴,最终你应该会得到无尾老鼠。让羚羊伸长脖子去吃高处的树叶,它的远代后代就会变成长颈鹿。
问题是,犹太和穆斯林男性世世代代都进行过割礼,但对后代阴茎包皮的存在或缺失没有任何影响。某些品种的狗数百年来一直被剪耳和断尾,但这并未影响其后代耳朵和尾巴的长度或形状。换句话说,拉马克是错的。
事实上,如果你回想一下讲座,他不可能对。拉马克式的遗传在高等动物中是不可能的。记住:你的卵细胞是在出生前形成的,并且,除了突变之外,基本上含有不可改变的遗传信息。你为改变你的个人相貌所做的任何事情,从举重到做隆鼻手术,都不会影响你后代的基因构成。当我重新解释这些基本要点时,我意识到,由于缺乏可以应用信息的实际问题,我的学生还没有理解拉马克和孟德尔理论之间的重要差异。没有可以应用的问题的信息,就像没有骨骼的身体:一团没有支撑的肌肉。在拉马克和孟德尔意外地出现在圣经产生的问题背景下,我再次尝试。
换个角度看。假设你发生了一场事故,你的右拇指不得不截肢。你会期望你的所有孩子,如果你有的话,出生时都缺少右拇指吗?
“当然不会,”我的学生说。然后,她停顿了一下,接着说,“噢,我明白了。你是说,出于同样的原因,即使我没有拇指,我的孩子也会有拇指;即使上帝拿走了亚当的一根肋骨,亚当的孩子也会有正常数量的肋骨。否则,那将是拉马克式遗传。”
“没错!”我说,“而且没有可靠的证据支持拉马克式遗传。所以你这里实际上有几个问题。首先,拉马克式遗传不起作用。亚当失去一根肋骨为什么要影响他的孩子?其次,每个人都有肋骨,无论男女。肋骨当然不是像面部毛发过多或阴囊那样的性连锁性状。所以我能想到的理由是,亚当的男性后代而不是女性后代会少一根肋骨。如果儿子们少一根肋骨,女儿们不也会少一根吗?”
第三,圣经中并没有确切说明亚当最初有多少根肋骨,也没有说明我们应该有多少根肋骨,不是吗?所以你没有充分的理由相信上帝从亚当身上取走一根肋骨后,会使他所有的男性后代都少一根。那是一个推论——而且是一个特别糟糕的推论,因为它依赖于一个过时的进化理论。你真的不想用一个被废弃的进化理论来支撑圣经,对吗?
我很高兴我的计策奏效了。我的学生以良好的风度和活跃的智力接受了对既定智慧的驳斥。她的宗教信仰完好无损,但她正在学会思考自己的假设,并像科学家一样进行推理。她很快又回到人类骨骼旁,数着并测量着其他骨骼。在一些帮助和一些广泛的提示下(如果你和一个人身高相同,头发长度也一样,你怎么从背后区分男人和女人?),她终于意识到,她穿的牛仔裤款式和班上的男同学不同,是因为她的身体结构略有差异。差异万岁!
大多数人类女性的骨盆相对比男性宽,因为人类大脑(即使是新生儿)也太大,无法通过狭窄的产道。因此,人类性二态性比大多数其他灵长类动物明显得多,原因之一就是相对脑容量。(不要相信我,我告诉她,去检查一下——骨骼就在那里!)更大的大脑需要更大的臀部。
到课程结束时,又有五名学生向我报告说,他们也知道女性比男性多肋骨,甚至不需要查看骨骼。他们中有一些人跑去数肋骨,回来报告说他们验证了自己先入为主的观念。我不得不站在他们旁边,数两三遍肋骨,他们才相信这两具骨骼的肋骨数量确实相同。
如今,我比第一年准备得更充分了。有时我会带来一对额外的骨骼,或者一本附有胸部X光照片的医学教科书,这样学生们就可以随心所欲地数肋骨。我预计每个班至少有10%的学生会告诉我男性和女性在肋骨数量上有所不同。我调查了近一千名非科学专业或尚未确定专业的大学一年级学生。超过25%的人报告相信上帝在过去10,000年内创造了地球,并且人类是按照圣经中精确描述的上帝形象形成的。另有50%的人报告对进化论是否是一种有效的科学理论还是骗局持不确定态度。只有大约20%的人进入我的大学时,学到了足够的科学知识和进化证据,从而认为它是一种有效的科学理论。
我的大学课堂数字与近期全国民意调查报告的数据非常接近。例如,1991年盖洛普民意调查发现,47%的受访者相信上帝在过去10,000年内创造了人类。40%的人相信人类在数百万年间进化而来,但上帝直接参与了引导这一过程。只有9%的人说人类的进化没有上帝的直接干预。在许多社区,比如我所在的社区,持续积极地试图将进化论排除在公立学校课程之外。在这些情况下,讲授进化论是一个有趣的挑战。
但我总是笑到最后。在他们自己数完肋骨并知道正确答案后,我把这个笑话分享给我的学生们。你看,我真的比我妈妈少一对肋骨。
别误会我的意思:我完全正常。我有12对肋骨,就像几乎所有其他人类一样,无论男女。据我们所知,我的父亲和兄弟也是如此。我的母亲是那个不寻常的人。她有13对肋骨。
哦,对了,几年前在阿尔卑斯山的冰川中发现的那具5300年前的冰冻人尸体?他只有11对肋骨。这种情况确实会发生。不过,想象一下,如果那些创造论科学家拿到5300年前冰冻人的骨骼复制品,并试图将其当作《圣经》的证据,会发生什么?或者想想如果我母亲的骨骼进入某个科学课堂,与典型的男性骨骼进行比较,可能会造成怎样的混乱。
我想到这不禁笑出声来,但我也仔细检查了两遍我的骨骼。你永远不能太小心。例如,有一种叫做多指症的疾病——字面意思是“多指”,即人们有额外的指头或脚趾。在西班牙的一个小镇,由于近亲繁殖非常严重,几乎每个人每只手都有六到七个手指。我可不希望我的任何学生出人意料地声称,黑猩猩和我们之间的一个显著区别是手指或脚趾的数量。
另一方面,我不会拒绝一个七指并有13对肋骨的骨骼。那将是一个多么精彩的加分作业,也是一个多么美妙的例子,说明大自然如何规避我们试图强加给它的一切概括。不要想当然,我告诫我的学生们:这就是成为一名科学家的必备素质。但也不要忽视例外。我直言不讳:解剖学上的差异正是推动进化——及其教学——的动力。















