2017年11月19日 星期日

演化分類~"演化"與"演化論"

撰文者:朱志德

關於"演化"和"演化論"兩個名詞的差別,或許可簡述如下:

演化是描述一種"現象",就是物種會變化和分化,形成不同的物種。所謂變化,就是子孫會和祖先長有點不一樣,經過數代之後,就會出現極大的差異,最終形成不同的物種;所謂分化,就是同一代的子孫彼此之間存在差異,同樣經過數代之後,他們的子孫彼此差異將會更大,最終也會形成不同的物種。

演化是個存在且可以觀察到的事實,例如人為培育物種,造成型態各異的家犬、鴿子、金魚和甘藍菜;又例如人類使用殺蟲劑和抗生素,而使得昆蟲和細菌演化出抗藥性;又或者大量的化石紀錄,顯示現今許多的生物以前不曾存在,而是在過渡化石中,逐漸改變,從遠古的生物演化成今天的樣子。類似的證據還有比較解剖學、分子生物學等等。

演化論,是解釋演化為何發生的"理論",最著名的自然是達爾文的自然選擇理論(natural selection),又被翻譯作天擇理論。前面提到,同一代的子孫彼此之間存在差異,生物的遺傳特徵在生存競爭中,由於具有某種優勢或某種劣勢,因而在生存能力上產生差異,因為生物族群呈指數成長,但資源有限,因此不是每個個體都能存活。存活下來的個體繁殖,使得這些特徵被保存或是淘汰。在人為培育物種的例子中,這些特徵是由人主動挑選的,可稱作人工選擇(Artificial selection);而大自然中影響存活率的因素包括無機環境,如溫度、溼度、日照、空氣;以及生物因子,如掠食者、共生、種內競爭、食物、疾病等等,這就是自然選擇(natural selection)。

演化是種現象,既然存在就不能否定,除非刻意視而不見;
演化論是種理論,理論可能不完美,可以反對,但反對的同時就應提出更好的理論加以補充或取代。

達爾文自己就補充了性擇理論(sexual selection),指出生物有些特徵可能不利於生存卻受到配偶的喜愛,這種有利於繁殖的特徵因而保留下來。另外天擇理論一開始特別強調生存競爭,適者生存,但越來越多互利共生的例子卻補充了合作在演化中也是有重要地位的。還有達爾文的理論是主張均變論,但化石證據卻顯示了災變論同樣重要,滅絕的物種空出來的生態地位,給存活下來的物種流出了演化空間等等。

演化和演化論有一些誤解,以下分別簡述

一、進化、高等
有些物種(如人類),常被認為是比其他的物種更高級,甚至是演化的方向與目的所在。且認為演化的過程必定會使生物愈來愈複雜,或是進行與演化相反的退化。

而現在的生物學家認為演化是沒有方向的過程,也沒有任何預先計畫的目標。雖然在已知的演化過程中,確實具有逐漸複雜的現象,但是依然有許多物種保持在較簡單的狀態,如細菌。因此複雜性可能增加也可能減少,或是維持不變,結果取決於天擇的機制。

另一個常來描述物種的名詞是高等低等,但這個高低原本沒有優劣的意思,而是描述化石在岩層中的高低位置,位置越高表示越晚出現。

近年台灣教育部更改課本,以「演化論」代替。「進化」定義為生物由低級到高級、由簡單到複雜的發展過程,並將「退化」定義為進化的反義詞。而「演化」則定義為生物物種為了因應時空的嬗變,而在形態和與行為上與遠祖有所差異的現象。

馬古利斯的演化之舞一書裡面這麼描述:認為演化必定越來越複雜,人類是最終目標,就好像看著鐵塔頂端的一小塊油漆,而認定整座鐵塔是為了這個油漆而蓋的一樣,別太自大了,那只是偶然塗上去的。


二、社會達爾文主義
另一種對於演化論的批評,對象則是社會達爾文主義,以及衍生而出的種族主義、優生學與生育控制等19世紀末與20世紀初的產物。這類思想主要是起源於哲學家與政治人物對達爾文主義的借用。

三、熵與生命
有些觀點認為演化增加複雜性的情形,違反了熱力學第二定律。熵是物理學上的參量,這個定律是指在一個孤立系統中,熵只會增加或是維持不變,可以使用的自由能逐漸減少,最終反應逐漸趨於動態平衡。這種觀點忽略了生態系事實上並非閉合系統,所有生態系中生物所獲得的自由能,都是來自太空中,尤其是太陽。太陽、地球與太空的系統並不違反熱力學第二定律,因為太陽與地球輻射所產生的自由能,遠超過生物演化所需。

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