达尔文和孟德尔生物进化理论的区别

【专家解说】：孟德尔就是遗传学杰出的奠基人。他揭示出遗传学的两个基本定律——分离定律和自由组合定律。 达尔文则是生物进化的自然选择地提出者。 总体来说，达尔文提出的是生物的总体进化规律，孟德尔提出的是亲子代间的遗传规律。 19世纪的欧洲曾产生过两个著名的科学人物：一个是英国博物学家、生物进化论创始人达尔文(C. Darwin)，一个是奥地利神父、现代遗传学奠基者孟德尔(G.Mendel)，他们为生物科学的发展都作出了巨大贡献。达尔文与孟德尔属于同一时代的人，然而，他们生前却从未见过面。1863年，孟德尔曾到伦敦参观访问。那时候，他的大部分豌豆试验已经结束，已有足够的事实材料向达尔文说明生物遗传与变异的原因及规律。可恰巧就在这一年，达尔文病得很厉害，在家静心修养，闭门谢客。结果，两位科学伟人失去了绝好的一次见面的机会，这不能不说是生物学史上的一件憾事。 遗憾之余，人们对达尔文不知孟德尔及其工作也感到不解。科学史告诉我们，达尔文从60年代开始就注重研究生物的遗传与进化的相互关系问题。他认为了解生物遗传与变异的机理对完善进化论有着重大意义。为此，他先后用豌豆、金鱼草等许多植物品种作杂交试验，并观察到了杂种性状有规则的分离现象，但没有发现其规律。达尔文自己也承认他对遗传与变异的认识还“深深无知”。他说：“支配遗传的规律，大部分还不明了，没有人说过为什么同一性状，在同种的不同个体之间或异种之间，有时能遗传而有时则不能。”1866年，即孟德尔论文《植物杂交的试验》发表后的第三年，达尔文在他的《动物和植物在家养下的变异》一书中，仍用“泛生论”来解释生物的遗传与变异现象。其实，达尔文哪里知道，这个时候的孟德尔在他的论文中，已经科学地阐述了生物遗传与变异规律。孟德尔论文的抽印本也寄到了英国皇家学会图书馆。但令人费解的是，博览众书的达尔文竟全然不晓。众所周知，达尔文非常熟悉前人有关生殖和遗传的理论，注意利用园艺学家、杂交学家的研究成果，并将其精华吸收到自己的著作中。他在《动物和植物在家养下的变异》等著作中，曾广证博引，列举了数十名生物学家的工作及其著作，但却没有提到孟德尔。本世纪初，奥国学者伊尔蒂斯(H.Iltis)为写《孟德尔传》曾专门采访过达尔文的儿子弗朗西斯·达尔文(Francis Darwin)，据弗朗西斯说，在他父亲的图书室中，没有看到过孟德尔论文的翻印本。这表明，孟德尔没有将自己的论文寄给达尔文。尽管如此，据英国学者奥尔贝(R.Olby)研究，在19世纪80年代，德国植物学家福克(W.Fock)在他的著作《植物杂种》的分类目录单中，描述豌豆属、山柳菊属中的杂种时，许多次提到孟德尔，并作了比较详细的评论。福克曾将自己的著作送给达尔文，达尔文也仔细阅读过这本书，书中有关植物杂交和遗传的章节目录和内容，达尔文都划了线，可就是跳过了有关孟德尔的字句。这样看来，达尔文确实不了解孟德尔的工作，也从未读过孟德尔的论文，这是生物学史上令人难以理解的事实之一。 科学思想史上，曾经有人提出过这样的问题：假如达尔文看到孟德尔的论文，那将会是什么样的情形呢？英国生物学家贝特森(W.Bateson)认为，如果达尔文了解孟德尔的工作，读过他的论文，他很可能识别出孟德尔论文的重大理论价值，并以他在生物学界的声誉而使孟德尔的发现得到公认，这样，现代遗传学史上就得重新改写。德国遗传学家斯多倍(H.Stubbe)也有类似的看法。笔者认为，即使达尔文看到了盂德尔的论文，他未必能够认识到孟德尔论文的重大意义，从而改变孟德尔论文被埋没几十年的厄运。这是因为，首先，孟德尔与达尔文有着完全不同的遗传理论观点。我们知道，达尔文是当时甚为流行的融合遗传理论的信奉者。按照这种理论，生物受精时，生殖细胞精子和卵子所携带的遗传物质(泛子)在子代中会发生融合，故祖先性状在经过若干世代之后就会完全消失。孟德尔则主张颗粒式遗传理论，即认为遗传因子在受精过程中，只彼此分离和自由组合，而绝不会发生融合，所以祖先性状在杂交后代中并不消失，而是一代一代地保留着，尽管有时并不表现出来。而且，象拉玛克一样，达尔文也认为外部环境的改变是生物变异之源，而孟德尔则主张杂交是生物变异的源泉。由于理论观点的不同，达尔文很可能不会承认孟德尔的正确性和科学性。这一点我们可以用达尔文对诺丹著作的认识来证明。在植物杂交实验史上，法国博物学家诺丹(C.Naudin)被认为是孟德尔的先驱。1864年即孟德尔论文发表前2年，诺丹出版了《植物杂交新研究》一书，书中的许多论点及其说明，同孟德尔论文极其相似。达尔文认真研究过诺丹这部著作，但对诺丹在书中表述的观点却不以为然。他在读完这本书后给胡克(R.Hooke)的信中写道：“我无法想象它会保存下去。杂种回复到两个亲本中的一个亲本的倾向，是一种更广泛定律中的一部分，……杂交的品种和物种倾向于回复到千百代以前的祖先的性状，为什么会这样，只有上帝知道。”由此我们可以推论，孟德尔论文即使为达尔文所看到，它也会象诺丹著作一样受到达尔文的冷遇。 其次，孟德尔与达尔文在植物杂交研究方法上存在着差异。孟德尔在植物杂交研究中采用数理统计方法来对实验结果进行统计分析，并用概率论来加以说明。在生物学史上，孟德尔是第一个运用数学方法来研究生物学问题的人，在他之前还从未有人作过这样的偿试。这种全新的研究方法是超越时代的，因而当时有很多生物学家都感到不可思议、不可理解。有人甚至认为孟德尔运用的统计方法是一种“掷骰子游戏”。可以设想，达尔文也不例外。应当承认，达尔文是一个杰出的观察者、实验者，但却不是一个“精明的计算者”。他在自己的科学研究中，大多采用观察、实验等经验方法和归纳、比较等逻辑方法，而几乎没有采用过数学方法。他未认识到数学方法在生物学研究中的意义，因而也就很难理解孟德尔论文所说明的内容，当然也就谈不上认识到孟德尔论文的重要性。 再次，孟德尔的宗教身份或许也是达尔文忽视孟德尔论文的一个重要因素。在近代科学思想史上，科学与宗教是根本对立的。因此，达尔文进化论问世后，就遭到教会的谩骂与攻击。在经过1860年“牛津论战”进化论取得决定性胜利之后，教会对进化论的敌视态度也并未改变。在这种情况下，达尔文对宗教界人士是心存戒心，甚至反感的。不巧的是，孟德尔发表论文时，正是一个道地的天主教神父，2年后又成为一个修道院主教。毫无疑问，达尔文不可能会想到一个职业的天主教神父竟敢置宗教教义于不顾去从事科学研究活动；他也许更难相信，一个神学家竟能发现一些专业科学家长期寻求但未能发现的生物遗传的规律。如果这个立论不能成立的话，那么就很难理解和说明这样一个问题：熟知世界科学文献而又读过福克著作的达尔文，为何单单漏掉孟德尔的论文呢？ 最后，从更广阔的社会背景来说，达尔文不知孟德尔论文并非个别行为，而是一种社会现象。由于孟德尔发现是超越时代的，因此当时很多生物学家都认识不到孟德尔论文的意义何在。例如，欧洲植物杂交研究权威、瑞士植物学家耐格里(C.Nageli)不仅看过孟德尔论文，而且孟德尔还给他写过10封信，向他详细说了整个豌豆杂交试验的过程和结果，可以说他比任何人都熟知孟德尔的工作。但他却认为孟德尔的发现只是经验公式，而不能说是合乎理性的。更有甚者，维也纳植物园主任凯尔纳(Von Kerner)连孟德尔寄给他的论文翻印本都没有拆封，就把它打入了冷宫。1900年，孟德尔遗传定律被重新发现后，伊尔蒂斯和美国遗传学家邓恩(L.Dunn)分别在维也纳大学和哥仑比亚大学图书馆找到了刊有孟德尔论文的《布隆自然科学协会年鉴》，上面布满了灰尘，看来从未有人问津。这些都表明，孟德尔论文被忽视并非个别现象，所以达尔文不知孟德尔论文也就不足为奇了。 孟德尔与达尔文都是永垂科学史册的科学家，他们的科学业绩是永远值得后人纪念的。今年是孟德尔论文《植物杂交的试验》发表130周年，特以此文表示纪念。同时也为的是从过去的事件中总结经验，吸取教训，以促进生物科学的繁荣与发展。