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拼图的步骤

探索鲸鱼从陆地哺乳动物演化的迷人过程,揭开化石记录中“缺失环节”的说法。

作者:Carl Zimmer
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我哥哥本(Ben)现在是《牛津英语词典》的一位受人尊敬的顾问,但当他还是个孩子的时候,他是一个纯粹的解谜狂。四年级时,他会花几个小时翻阅一本厚重的未删节版韦氏词典,寻找可以用来制作一道狡猾的图画字谜的晦涩词语。我当时怎么也想不到,有一天他最喜欢的谜题之一——单词链——竟然能帮助我思考演化问题。

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单词链的挑战在于将一个词变成另一个词。你一次只能改变一个字母,但每次改变都必须产生一个真实的词。这里有一个适合讨论演化话题的单词链:将 APE 变成 MAN。

放弃了吗?

APE

APT

OPT

OAT

MAT

MAN

现在想象一下,当你解决了 APE 到 MAN 的谜题后,你告诉你的朋友你的胜利。

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你的朋友不屑一顾。“这太荒谬了,”他说。“我不相信你找到了 APE 和 MAN 之间的缺失环节。它根本不存在。”

你皱起了眉头。“等等,”你说。“不,我想你可能没听清楚谜题是怎么玩的——”

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“我是说,中间有什么?”

“嗯,有 APT,然后——”

“APT?拜托!这跟 MAN 根本不沾边。它们没有一个字母是相同的。它只是一个完全独立的词。”

“但然后有 OPT——”

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“OPT?你在开玩笑吗?这同样无关紧要。你不能就通过 OPT 从 APE 跳到 MAN。”

“但是 MAT 呢?它跟 MAN 很像。”

“当然,”你的朋友说,翻了个白眼。“但它跟 APE 有什么关系呢?”

你可能会自问,他是真的不明白,还是只是假装不理解我在说什么?当我收到一封电子邮件,有人告知我在创造论网站 Answers in Genesis 上有人在攻击我时,我也有这种感觉。这种攻击是基于对演化本质的误解或歪曲。而单词链有助于解释原因。

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这次攻击涉及到我最近在澳大利亚一个谈话节目中接受的一次采访。澳大利亚人打电话给我,谈论布什总统对在学校讨论“智能设计”的支持。在此过程中,我解释了为什么创造论未能赢得科学界的认同。一方面,创造论者常常基于演化中所谓的“断层”,例如化石记录中的“缺失环节”来构建他们的论点。我谈到创造论者过去如何谈论中间化石的缺失,这些化石本可以证明鲸鱼如何从陆地哺乳动物演化而来。但一旦古生物学家开始发现行走的鲸鱼,创造论者就不再提出这个论点,转而寻找其他“断层”。

我想澳大利亚的创造论者那天肯定在听我讲话,因为现在 Mark Looiy 在 Answers in Genesis 网站上告诉大家,事实上“创造论者已经花费了许多纸质(和网络)页面——以及公开演讲——来积极辩论鲸鱼演化的说法。”

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让我们暂时撇开科学辩论是在科学学会会议或同行评审的生物学期刊上进行的这一事实。创造论者在这些页面和演讲中到底提供了什么?他们声称早期鲸鱼的化石并不支持鲸鱼从陆地哺乳动物演化而来的论点,但他们的主张由于多种原因都是站不住脚的。

首先,Looiy 的文章(以及他链接的 Jonathan Sarfati 的一本书,作为创造论者仍在研究鲸鱼演化案例的证据)充斥着事实错误。仅举一例,Sarfati 声称始祖鲸(Ambulocetus)——一种像鳄鱼一样的、长着大脚的鲸鱼——的化石“(凑巧)缺失”了骨盆和其他被认为对建立从陆地到海洋的过渡至关重要的部分。我仿佛看到一位古生物学家看到一块证明演化论错误的骨盆而惊呼,然后用他的岩石锤将其砸碎。事实上,发现始祖鲸的古生物学家 Hans Thewissen 在巴基斯坦,他年复一年地回去,现在已经找到了它的骨盆以及这只生物几乎所有其他骨骼。而完整的骨骼支持了他最初的结论,即这只鲸鱼用它的腿像水獭一样在水中划动。

但 Looiy 和 Sarfati 对鲸鱼的看法存在一个更根本的问题。他们查看单独的鲸鱼化石,并宣称每块化石都不能告诉我们鲸鱼如何演化成海洋哺乳动物。最古老的鲸鱼,像山羊一样的 Pakicetus,拥有完全陆生的腿,所以它什么也告诉不了我们。很久以后,完全水生的鲸鱼 Basilosaurus 仍然保留着带有脚踝的小腿,但由于它是完全水生的,所以它也什么都告诉不了我们。

他们不知道或不想解释的是,科学家是通过观察尽可能多的物种来重建演化历史,而不是只看一个物种。他们通过分析化石或 DNA 来绘制演化树,并观察树上不同分支物种共有的性状。Pakicetus 确实看起来非常陆生,但它的头骨中也有一些仅在鲸鱼中发现的奇特结构。随着时间的推移,鲸鱼的腿似乎在演化过程中发生了变化,随着鲸鱼适应水生生活——首先是像始祖鲸那样像水獭,然后像 Rodhocetus 那样更像海豹。Basilosaurus 在这次演化中走得更远,它的腿大大退化,在游泳时几乎起不到任何作用。而如今,鲸鱼仍然保留着髋骨的痕迹。

没有哪个单一物种能够完全跨越从陆地哺乳动物到海洋鲸鱼的过渡,就像没有哪个词能够完全跨越 APE 到 MAN 的过渡一样。更重要的是,许多这些早期的鲸鱼化石——虽然与现存鲸鱼有关——但并没有直接演化出它们。它们更像是当今现存鲸鱼的姑姑和叔叔。在某些情况下,例如一个叫做 remingtonocetids 的类群,行走的鲸鱼走上了自己奇特的演化道路,有些甚至演化出了像鹭鸟一样的怪异头部。几年前,Thewissen 总结了所有关于已发现和现存鲸鱼的信息,并绘制了这张树状图——这张图继续支持鲸鱼从陆生祖先演化的观点。它可能不是“陆地哺乳动物到海洋鲸鱼”这个单词链的完整解决方案,但它是一个非常好的开始。

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