困扰达尔文一生的“恼人之谜”为什么讨厌

  • 海伦·布里格斯(Helen Briggs)
  • BBC 科技事务记者
达尔文书信手稿

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查尔斯·达尔文(Charles Darwin)奠定了现代人类自然观的基础

自然科学家查尔斯·达尔文(Charles Darwin)毕生未能解开的一个让他倍感恼火的物种演化之谜,即众所周知的“恼人之谜”(abominable mystery),吸引了历代科学家前赴后继努力解惑。

这个“讨厌的”问题,实际上是古植物学中的一个重要科学问题:地球上早期被子植物(即开花植物)的起源和分异,也就是说,最早的被子植物在距今约1.1亿年的白垩纪地层“突然”出现怎么解释?

但是,这个问题怎么就被称为“恼人之谜”了呢?

伦敦大学玛丽女王学院演化生物学教授理查德·巴格斯(Richard Buggs)解释说,达尔文担心的是这个谜团不解,可能会影响他的生物演化理论。

这不是自寻烦恼。历史档案资料显示,当年有另外一位跟达尔文竞争的科学家认为,早期被子植物出现的背后是神的力量,上帝之手。

雪上加霜的是,巴格斯说,当时大英博物馆植物馆负责人赞同上帝创造生命的观点被媒体广泛报道,更加剧了达尔文的焦虑和恼火。

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地球上有20多万种开花植物(被子植物)

为什么讨厌?

“恼人之谜”这个词是达尔文1879年在写给最亲密的朋友的一封信里写下的。那个朋友是植物学家和探险家约瑟夫·胡克博士(Dr Joseph Hooker)。信中提到早期被子植物的起源和快速分异实在令人困惑不解,太讨厌,是个“恼人之谜”。

这个谜的关键是开花植物(被子植物)的起源。这类植物会开花结果,果实里包着种子。从橡树到野花、莲荷,地球上绝大部分植物都属于被子植物。

早期被子植物在地球上出现的地质年代较近,而且爆炸式迅速分异成颜色、形状和形态各异的植物。

巴格斯教授说:“化石表明它们是1亿多年前的白垩纪突然出现的,之前没有任何看上去像被子植物的东西存在,它们的出现不但突然,而且相当多样化。”

这就是达尔文的“恼人之谜”的关键。

“被子植物为什么没有渐进演化过程?为什么看不到介于裸子植物 - 比如针叶树 - 和被子植物中间的过渡形式?再有,它们出现的时候为什么已经如此多样化?”

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达尔文和加拉帕戈斯象龟

达尔文的困惑

各式各样的开花植物似乎眨眼间就占领了世界,满山遍野,而其他像哺乳动物之类的物种却经历了漫长的演化过程,这个问题深深困扰着达尔文。

根据自然选择理论,大自然不会跳跃前进,但开花植物在自然界的突飞猛进,说明生物演化是可以突然、迅速发生的,与自然选择理论相悖。

达尔文曾经设想过一种可能性,即开花植物也许是在一个尚未被发现的岛屿或大陆上经历了演化过程。

1881年8月,达尔文去世前几个月,他写信给胡克,信中写道:“在我看来,植物王国的历史中没有比高等植物突然或突兀的进化更令人惊异。我有时猜想,是否可能在某个与世隔绝的大陆上某个地方存在了很久,那个地方也许在南极附近。”

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1858年大英博物馆植物馆

最新猜测

巴格斯教授在伦敦皇家植物园图书馆里发现了1876年苏格兰植物学家威廉·卡卢瑟斯(William Carruthers)一次讲座稿复制品,其中的内容为达尔文的终生困惑提供了新的释疑线索。

卡卢瑟斯曾担任大英博物馆的植物部门负责人,当时在古植物学领域举足轻重。

他在给伦敦大学学院图书馆的地质学家协会的讲座中指出了达尔文围绕化石证据的困惑,特别提到开花植物突然出现的那些疑团。

《泰晤士报》和科学期刊报道了卡卢瑟斯的言论,引发激烈公共辩论。

巴格斯教授说:“卡卢瑟斯是利用恼人之谜来攻击物种演化理论本身。他认为上帝在白垩纪创造了开花植物;它们没有经过演化。”

对于达尔文和他的支持者来说,上帝创造开花植物的说法也很讨厌,因为实际上是试图用超自然力量来解释化石记录。

不过,卡卢瑟斯关于化石记录的观点确实很难用演化论来辩驳。这是达尔文的难题。

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德国盛开的郁金香

巴格斯教授专门为这个新发现在《美国植物学杂志》上发表论文,指出其意义在于提供了洞悉和理解达尔文晚年所思所想的线索。

他认为,达尔文留下的“恼人之谜”可以跟17世纪法国数学家费马(Pierre de Fermat)留给后人的费马大定理(又称“费马最后的定理”)相提并论,“别具一层浪漫”,就像“达尔文最后的谜”;达尔文生前最后几个月满脑子都是这个谜,也许还有遗憾。

费马大定理1995年被美国数学家安德鲁·怀尔斯攻克。

达尔文之谜解开了吗?

简单说,没有。

这个困扰科学界140年的谜团迄今仍未破解。

巴格斯说,虽然现在人们对物种演化和化石记录有了更多的了解,更深的理解,但“恼人之谜”照旧恼人、讨厌。