进化的突变性和突变的自发性

（文 / 丁邦杰）

尖锋虫化石

记者：陈先生，中国学者专家对澄江古生物化石的发现和关于寒武纪生命大爆发的研究，在世界产生了极大轰动。为此，我先后认真采访了有关教授、研究员、博士、中科院院士等，同时，我还浏览、拜读了瑞典皇家科学院、美国《科学新闻》等海外传媒的重要文章。在这纷繁复杂的古生物世界里，我及我们的读者对您所提出的“达尔文‘进化论’不能穷尽真理”这类“挑战说”产生浓厚的兴趣。如果这种“挑战”确被科学论证和世界公认的话，它对自然科学乃至社会科学的贡献，恐怕远大于你们这项专业性很强的基础研究范畴之上，是吗？

陈教授：达尔文的进化论用自然界本身的作用，彻底驳倒了生物学中的目的论和神创论。他的《物种起源》一经发表，就在欧洲引起了轩然大波。马、恩、列等革命导师对此都有极高评价。但科学的认知是一个漫长发展的过程，澄江化石群的发现与寒武纪生命大爆发的研究确已证明，达尔文的进化论没有穷尽真理。基于传统进化理论的狭义性，我们试图提出广义性的进化科学概念，来观察和解释进化的历史和现实以及对将来的预见。当然这种挑战也只刚刚破题。它的科学价值和社会意义的真正确立，需要当代有志科学家的长期共同努力。

记者：达尔文进化论所描述的进化是一种渐变的线性过程。此后一百多年，人们一直将“物竞天择、适者生存”作为普遍原理来认识自然。

陈教授：是呀。一个伟大学说建立后，往往被视作绝对真理来膜拜。古生物学在过去一个多世纪内，始终试图寻找达尔文所预言的渐进线性进化的历史事实，而对大量非线性进化史实却视而不见或加以曲解，实际已造成了科学研究的损失。发生于5.3亿年前的寒武纪生命大爆发作为突变论最重要的事件，为改变人们既定的偏见，提供了可靠的科学依据。我们研究得出的进化的突变性和突变的自发性两大理论要点，显然与达尔文的“物竞天择”进化论，带有根本性的冲突。科研也需要思想解放运动。

记者：支撑您的理论观点的柱石还是澄江化石。世界之大，为什么独独在中国云南有了如此重大的发现？这种历史青睐的地理地质成因何在？

陈教授：中国西南边陲的云南澄江县，耸立着由沉积岩所组成的群山。它大多是在寒武纪早期的浅海环境下沉积而成的。经过千古地质沧桑之变，当年沉浸大海之下的沉积物，现已变成层状岩石，有的上升到高于海平面近两千米，成为崇山峻岭的一部分。根据放射性年龄测定，它们距今5.3亿年。

现在研究得出的结论是：寒武纪爆发前夕或爆发早期，滇东一带海中那些星罗棋布的无数石灰岩所构成的小型岛屿，火山活动频繁。火山爆发喷出的大量磷等生命元素，使附近海域营养丰富、成为生物栖息繁衍的好场所。从海底表面生活着的一类个体不大的毛虫状生物，到细长的圆管状软舌螺状生物、到具一对呼吸管两侧对称的扁虫、最古老的三叶虫等。生命演化在这里经历了一个过程，大约300万至500万年左右。而这个过程在地球生命史上实在是短暂的一瞬。这真是极其伟大的瞬间，它导致了包括脊索动物门在内几乎一切动物门一级谱系分形结构的形成，开创了5.3亿年多元化进化的模式。而且某些类别在完成了基本层次的模式选择之后，立即开始了辐射性演化，直至当今，构成了现代生物的多样性。你看这些澄江生物化石——

云南虫，它是脊索动物的最早祖先。这一重要发现，将脊索动物的历史前推了1500万年；帽天山虫，因生物史上绝无仅有，姑且以地命名。它是一种后来非常常见的蠕形动物，潜居海底软泥为生。它的液压蠕动模式限制了自由运动潜能的开发，于是带触手以滤食为生实现了模式选择的突变，从而创造出形态高度不连续的高级生物类形。我们的发现还包括火把虫、依尔东聂类、腕足类、帚虫类、多足杯虫等已经灭绝了的水母状生物或生物类别。

根据常识，动物一旦死亡，相当一部分成了其他生物的美餐。即使幸免，也难逃腐烂的噩运。即便是粗大的骨骼和坚硬的贝壳，也由于不断受到破碎和溶蚀，短者数日、长者百年，最后将完全消失。而生物尸体在海床上一般则要停留数百、甚至于数千年以上，才能被沉积物所掩埋。所以，澄江生物软体成为化石保存下来，不能不使世界惊讶。1988年前后，我给国外学术刊物寄送论文材料时，曾有著名古生物学家回信说，“你所提供的东西好像是外星人的信息。”

虽然地球生命经历30多亿年的历史演变，但在寒武纪之前，只有简单的单细胞生物的存在、个体很小又不易保存为化石；又由于它隐藏在岩石中，不易被发掘和注意。其实寒武纪前后生命繁荣进化的历史，曾经深深困惑着一百多年前的达尔文。

记者：他在《物种起源》里已经预言：今后如果有人对我的理论提出挑战，这种可能首先来自对寒武纪动物突然大量出现理论的解释。他那时就意识到这一奇特现象如得不到合理解释，已建立起的进化论就会发生动摇。

陈教授：可惜，那个时代的科学家还不知道、更未掌握寒武纪之前有化石。当今世界其他国家也未能发现。所以，当年什么样的高论也难以彻底解开生命进化之谜。而我们现在掌握着数以几十万计的澄江古生物化石，通过十多年群体艰苦研究，已经确认寒武纪生命大爆发不仅是成种作用的突变过程，而且也是生命系统新的自组织结构催产婆。

国际古生物学里最著名的加拿大落基山布尔吉斯页岩化石群，虽然自1909年发掘研究了近90年，但那是中寒武期的化石，至今无法说明论证寒武纪早期，节肢动物、软体动物等大量门类的何以出现。澄江化石比加拿大的化石早1500万年，它展示的生物门类之广、数量之多、形状之奇特、保存之完好，是世界独一无二的。所以，向传统进化论挑战的重任历史地落在了中国学者的身上，我们任重而道远。

记者：达尔文的学说用当时他所能掌握的自然界本身的作用，说明了生物进化的事实和适应的原因，这给生物学中的目的论和神创论以彻底打击。马克思认为它给辩证唯物主义的观点提供了自然史的基础；恩格斯把它和马克思的唯物史观并列起来，认为一个说明了自然界的发展规律，一个说明了社会发展的规律。

陈教授：一个专家级自然科学工作者忽视、漠视或者说无视他所研究的领域成果对社会科学可能产生的影响，他一定是不成熟的。我注意到要解开澄江化石的氧化秘密，既是科学又是哲学。基础科研达到某种临界点的时候，不能不转向哲学思考。我们以马克思的辨证唯物主义为科研指导，但又不为革命导师的一两句断言所桎锢，这也叫不搞“两个凡是”吧！

记者：没有新见解，真理的发现也就停滞不前了。但我听说您的“突变理论”，使一些西方国家“神创论”的鼓动家们活跃了起来。他们在教科书上用你们的例子，反对达尔文的进化论，重新确立上帝的英明伟大。

陈教授：澄江化石的研究背后，是非常重大的宗教与科学的决战。据说，最早发现澄江化石的侯先光先生在瑞典皇家科学院研究的几年间，经常有人敲门塞进来宗教材料。神学家们渴望从我们这里寻找知音、攫取科学理论根据。牛顿的万有引力除了它的科学贡献外，也有一点神创的影子。我们要在这两大世界观对垒间作出科学解释，在不同学科整合的基础上作出应有的理论建树。关于后一方面，我想强调说：传统进化论面临挑战，古生物和分子生物学都掌握着解密的钥匙。在本世纪60年代后期，日本和美国就有科学家根据分子遗传学的成就，提出了生物进化的主要原因不是由于自然选择，而是由于基因突变。他们认为，分子水平上的突变是经常发生的、大量存在的，而且是中性的，并没有受到达尔文所谓自然选择的压力。这种中性突变的长期积累，造成了生物大分子的进化。他们还认为，中性突变是通过遗传漂变在种群内传播的，这种突变所引起的进化途径和方向不是必然的，而是随机的。澄江化石的发现与深入研究，把生物突变还原成人人可见的历史事实，证据更直观、理论更确凿。只有这两把钥匙密切合作，才能最后解开科学进化的奥秘。

1831年达尔文在踏上贝格尔号军舰作环球考察前，是个神创论的忠实信徒。客观世界才是改造主观信条的最好老师。笃信达尔文主义者，也不能摆脱这个规律。当然，我们绝不会退化到神创的谬误里。当前的研究需要大大深化。

记者：用一段精炼的语言概括您正在组织研究的广义进化论的重点，并透露一点您最近科学攻关中的最大困惑，好吗？

陈教授：广义进化论认为：生命系统是一个多层次等级的体系，从分子、细胞、个体、社群、群落以至到整个生物圈各个层次，都有相应的进化驱动机制存在。进化驱动机制对信息和系统的涨落起“感知”和放大作用，自发地创造出模式选择，导致系统突变。

记者：这么深奥与专业？

陈教授(耸肩无可奈何)：澄江化石群揭示了寒武纪早期地球生命那次令人震惊的演化事件。多细胞的动物突发性出现，以及它们的多样性在寒武纪早期时空迅速膨大，如同威力强大的原子弹起爆之后迅速膨胀着的巨大蘑菇云团，使我们行星上第一次突然出现了纷繁驳色的多细胞动物世界。我们的研究为活现寒武纪大爆发的生物景观提供了依据。虽然当时生物的形体有些十分怪僻，离我们所生活的现实世界十分遥远，有些则与我们有着密切的联系。在澄江化石里，我们找到了包括人类在内一切多细胞动物的起跑点，达尔文及后来的学者尚无法解释这一奇特的、爆炸式的演化事件，广义进化论试图作出科学回答。由于这个理论形成的艰难与漫长，我们只能多做少说。

目前我们还不能满意回答，为什么几乎所有动物门一级分类单位起源于寒武纪生命大爆发？为什么寒武纪种与种表型的差别是那么大？尽管可以推知后者显然与寒武纪时基本造型可塑性有关，但这种可塑性后来逐渐失去了。这就难以破解。我们的早期生命跨国研究中心正在努力工作，争取拿出新的研究成果，丰富广义进化论。 达尔文突变理论化石进化论古生物生物科学寒武纪生命大爆发