2012年高中语文 暑假科技文阅读素材之身边的科学 （二）进化不可逆素材.doc

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1、进化不可逆达尔文的进化论可以解释现代生物因何多姿多彩。与此同时，一些科学家也琢磨着这一进程是否会逆转，动物们能否找回昔日所遗弃的特征。19世纪的古生物学家认为不可能，然而他们也没有可靠的证据。证据直到今天才终于浮出水面。    150年前，达尔文经过多年潜心思考，发表了著名的进化论，震撼了整个科学界，生命的历史从此改写。达尔文首次用大量例证表明，各个物种都在适应环境的过程中不断进化着，并且他还归纳了进化方式：物竞天择。不过他没有告诉我们，在进化过程中，物种是否会重新找回已经失去的特征……达尔文是严格按照历史顺序来阐述其理论的，从见证远古物种的化石，直到

2、生存在当下的物种。但是，只要稍稍留意就能发现问题。包括人类在内的哺乳动物的共同祖先，最早是从水里上岸后成为陆生动物的。而我们知道，其中的一些，如鲸类，就重新返回了水中。难道进化还能“兜圈子”，就像录影带可以倒回去重放？   1893年，比利时古生物学家路易·多洛(LouisDollo)的回答是“不能”。他认为在进化的某一分枝中消失的器官不会再以相同的形态出现。这一观点是他在对恐龙和脊椎动物化石进行了10多年研究后提出的，被称为“多洛定律”或“进化的不可逆法则”。可是往往看上去越是明白的事情求证起来就越麻烦，如何证明进化是单向的？一个多世纪以来，随着进化

3、论的不断发展，生物学家与遗传学家无不试图攻克这一难关，却始终未能如愿。   个别学者，如史蒂芬·杰·古德(StephenJayGould)，为多洛定律提供了有利证据。他们发现，鲸类其实是满足进化的不可逆法则的。19世纪的博物学家们就已经知道鲸类的鳍和它们的远亲鱼类完全不一样。鲸的祖先作为最早的四足动物之一，在离开海洋时，并没有将它们的鳍妥善保存下来以备日后重派用场……不错，一旦走上陆地，它们就适应了新的环境，而后又重新适应了水环境，但以一种全新的方式——保留了肺而不是找回鳃。 徒有其表   相反，其他例子就比较模棱两可了。2003年，多洛定律最严重的危

4、机之一终于爆发。美国生物学家迈克尔·怀廷(MichaelWhiting)注意到，竹节虫在其进化史中曾多次失去又找回了翅膀！而与鲸类不同，它们的生活环境并没有改变，无法为这种看似进化中的“摇摆”现象提供解释。迈克尔·怀廷由此认为，这些昆虫可能在几百万年的漫长岁月中保留了长翅膀的官能。   然而，发生在竹节虫身上的奇特现象却也证明不了什么，因为对于其幕后机制我们一无所知。在生物学研究中，罗列正反案例毫无用处，它们只是深层过程的外在表达而已，没有任何理论意义。若要3用心爱心专心弄清其中原委，就要更进一步，深入生命的核心，拷问那个令达尔文徒劳地寻找终生的最后一

5、环：基因组。蜷缩在细胞中的DNA是唯一展现进化状态的生命物质。它就像一部鸿篇巨制，用仅以4个“字母”(碱基)组成的“单词”，记录着我们的遗传信息，这些内容在很大程度上决定了人类成为今天这样的生物。换一个“字母”就会改变“单词”，就有可能使其所在的“句子”失去原有的含义，或是获得新的含义。在语言中，我们把这称作“文字错误”，在遗传学上，则叫做变异——这是进化最有力的武器，现代生物种类的多样性就来源于此。而寻找DNA的“文字错误”正是生物学家最主要的工作之一，随后他们就会把这些变异与生物体可观察的躯体变化一一联系起来。   他们尤其钟情以果蝇为对象进行这项

6、工作，一方面因为对它们十分了解，另一方面因为这种小苍蝇繁殖速度超快。几年来，亨瑞克·特奥托尼奥(HenriqueTeotonio)的小组一直关注着多洛定律在这个实验室明星动物身上的表现。他们将一组果蝇置于多种生存环境中(改变食物丰盛程度、温度、光照和湿度)世代繁殖，以使自然选择发挥作用，从而对与繁殖和耐饥饿能力有关的新陈代谢变化进行研究。结束这第一阶段后，研究人员又将果蝇放回原始环境中生活了50代，以使它们“逆向进化”。这次则对它们的基因组，尤其是3号染色体上的基因，进行了仔细的排查。结论很明确。表面上，果蝇找回了它们祖先的体征，然而对基因的研究却揭示

7、了多处不同，同一基因出现了许多变体(等位基因)，若干碱基被取代。这说明进化依然在不断向前，而没有倒退。 回到从前   该研究于2009年初发表，它明确指出在基因层面，进化过程完全不像人们肉眼所见，没有所谓的倒退，“进化”这个词当之无愧。这为多洛定律的论证开了个头，但还有一个大大的问号——为什么？   在科学研究中很少见的是，这问题没拖多久，到了9月份就有了答案。一切都拜机缘所赐，美国生物学家约瑟夫·桑顿(JosephThornton)可说是无心插柳。其实，他研究的并不是单一物种整个基因组内产生的变异，而是进化过程中某个共有基因在多种生物体内发生的变异。

8、换句话说，他找的不是某一组果蝇基因组内的“文字错误”，而是在多个物种——鱼类、人类、鼠类等身上