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“用进废退”就是个笑话?这是我们对拉马克最大的误解

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1761年,在普鲁士波美拉尼亚(今德国和波兰北部)的战场上,一支法国连队遭遇了守军毁灭性的炮火打击。硝烟散尽后,连队只剩下14 名士兵,所有军官全部阵亡。
普鲁士军队随时可能发动新一轮进攻,撤退似乎是唯一的生路。但士兵们都不想背上当逃兵的罪名,打算推举一个临时指挥来下令撤退。一位瘦弱的17岁志愿兵站出来,接受了指挥权。
随后他做出决定:绝不撤退,原地坚守,直到联系上友军,执行新的命令。他就是后来在生物学史上备受争议的让-巴蒂斯特·皮埃尔·安托万·德·莫内, 拉马克 骑士(Jean-Baptiste Pierre Antoine de Monet, Chevalier de Lamarck)。
拉马克(1744-1829,图片来源: britannica.com)
当法国的援军大部队赶到时,上校指挥官深感震撼,仅有14人的连队在没有军官的情况下依然能坚守阵地。拉马克被当场提拔为军官。
这是拉马克军旅生涯的高光时刻,也是他命运的转折点。
从神职人员到退伍军官
拉马克1744年出生于法国北部皮卡第大区的索姆省的一个小村庄(Bazentin-le-Petit)。他是没落的贵族家中11个孩子里最小的一个。这个家族有至少延续三百年的军事传统,家族男性成员的人生规划一贯首选从军。但可能因为家中军人已经太多,也可能因为拉马克的长兄在战争中牺牲,父亲希望拉马克成为一名神职人员。
1750年代末,在家人的强烈要求下,十多岁的拉马克来到离家15公里的亚眠,进入一所耶稣会学院学习,准备走上神职道路。当时耶稣会已创立三百多年,其势力在欧洲各国如日中天,所以不难理解他家人的选择。耶稣会的成员大都会学习自然科学,利玛窦、汤若望、南怀仁、郎世宁……都是耶稣会会士。
然而计划赶不上变化,1760年,拉马克的父亲去世了,再加上后来法国国会取缔了耶稣会,拉马克成为神职人员的道路也就此中断。
丧父加失学,16岁的拉马克独自做出了人生第一个重大决定:放弃神职,参军入伍。于是就有了开头的故事——仅一年后,17岁的拉马克就凭借英勇的表现晋升中尉军官。他的军旅生涯似乎大有可为,然而,一次意外的训练事故改变了他的人生轨迹。
1763年,战争结束。拉马克所在的军团来到摩纳哥驻防。在一次训练结束后,一位战友开玩笑地把拉马克举起来,结果导致他颈部受伤,随后引发严重的淋巴结发炎。
拉马克在巴黎接受了复杂的手术治疗,休养了一年多。他的身体从此不再适合军队,只能被迫退役,每年领400法郎的微薄退伍津贴。
兴趣广泛的“斜杠青年”
目睹了战争的残酷,也见识到鼎盛时期的巴黎,拉马克再也无法回到自己的乡下老家。
退役后,拉马克依旧留在巴黎,他想学习医学。在当时,学医是喜欢科学的青年们的最优选择。当医生有不错的收入和很高的社会地位。就算当不了医生,还可以去当科学家。但接受医学训练的花费很高,为了支付学习的费用,拉马克在银行找了一份工作。
在巴黎求学期间,拉马克居住的楼层比较高。窗外不断变化的云层吸引了拉马克,激发出他对气象学的兴趣。 他认识到天气变化具有不确定性,主张用概率而非绝对判断来进行天气预测,是近代天气预报思想的早期倡导者之一。 同时,他还预见到气象学即将在人类各个领域的活动中发挥巨大作用。
这段并不坚定的业余医学学习持续了四年,由于生活窘迫,拉马克也萌生过其他念头。起初他觉得在银行的工作还不错,上升机会也很大,想去专门从事金融业,未来做个银行家;后来他又重拾对音乐的兴趣,想当个音乐家。拉马克的一位哥哥强烈反对弟弟这些不切实际的想法,亲自来到巴黎规劝。兄弟俩还一起合租在巴黎近郊的农村,共同学习了一年的科学和历史。在学习之余,兄弟两人经常到城里的植物园和博物馆参观。
爱好广泛的拉马克早就对植物学感兴趣,但一直没有系统了解的机会。驻防摩纳哥期间,拉马克读到一本当时流行的实用植物学作品,结合当地海岸线上岩石地貌的特殊植物生态,拉马克对植物学产生了浓厚的兴趣。
在1767年或1768年,拉马克在参观皇家花园时遇到了让·雅克·卢梭(Jean-Jacques Rousseau)。卢梭此时对植物学的兴趣正浓,刚刚完成了《植物学书语词典》的编纂工作。
卢梭(1712-1778,图片来源:iep.utm.edu)
交谈中,卢梭对拉马克的植物学功底非常欣赏。在他的引荐下,拉马克拜入法国当时著名的植物学家贝尔纳·德·朱西厄(Bernard de Jussieu)门下,在其指导下花了10 年时间系统研究法国植物。
正是在这一年,24岁的拉马克终于正式开启了自己的科学之路。
千里马遇伯乐
在朱西厄门下不久,拉马克就敏锐地意识到,当时欧陆流行的二十四纲分类法在植物鉴定时存在问题。
这套分类法由瑞典自然学家卡尔・林奈(Carl von Linné)耗费近三十年创立,是当时植物学家公认的、最具影响力的分类系统。根据植物生殖器官的形态特征,植物被分为二十四个纲,然后再用双名命名法(属名+种加词)对其进行正式命名。针对植物界,这套分类系统当时仅有纲、目、属、种四级。
林奈(1707-1778,图片来源:sciences.fandom.com)
林奈的分类法出发点仍然是物种不变原则——林奈本人出身于虔诚的牧师家庭,并没有任何物种演化的思维。同时期,法国植物学家乔治-路易・勒克莱尔・德・布封(Georges Louis Leclerc de Buffon)对这种只看植物生殖器官的分类法嗤之以鼻。
布封认为林奈的分类法太过刻意,人为因素太重。只要见过足够多的植物,就会发现它们的生殖器官并不具有严格的分界线,而是渐变的。林奈的分类法好比强行建立一套满分100的打分系统,再规定60分及格,59分不及格。满分100有没有依据?60分及格有没有道理?完全是人为规定!
布封(1707-1788,图片来源:parismuseescollections.paris.fr)
布封反对林奈的分类法,自己却提不出更好的分类法,心心念念的法国植物图鉴就卡在这里。恰在此时,他知道了这位名叫拉马克的年轻人。
拉马克比布封年轻34岁,但具有相同学术信念的两人一见如故,相似的成长经历——曾就读于耶稣会学校,辗转多个专业最终选择植物学——更是让两人有永远聊不完的共同语言。
拉马克创立的 二歧分类法 有着决策树一般的思路,核心是通过逐级对比形态特征将植物类群一分为二,形成用于区分科、属、种的鉴定分类检索。
二歧分类法示例(图片来源:网络)
包含10类无脊椎动物的二歧分类表(出自拉马克《动物哲学》1809年版,图片来源:lindahall.org)
这种更高效的鉴定系统打动了布封。担任皇家花园园长的布封把汇总法国植物的任务交给拉马克,自己则专心撰写《自然史》。但他并不是撒手不管,而是奔走呼号,安排政府出资出版拉马克的著作,但销售收益全归拉马克,以缓解拉马克经济上的窘迫。
1778年,拉马克积十年之功出版三卷本 《法国植物志》 。作品一炮而红,书中使用的二歧分类法也在当时的植物鉴定领域名声大噪。
《法国植物志》(1815年版,图片来源: livre-rare-book.com)
有了布封的提携,《法国植物志》出版后的十年间(1779-1788),拉马克的职业生涯一帆风顺。
1779年,作品出版一年后,拉马克当选为法国科学院院士。
1781年,拉马克获得皇家植物学家头衔,还得到一份通讯员的工作,让拉马克能在欧洲溜达着为皇家花园收集藏品,顺便带着布封的儿子在欧洲游学。
1788年初,布封去世,他最后的托举是让继任者将拉马克任命为皇家花园标本馆管理员,这个职位能直接吃财政饭,年薪1000法郎。
在布封去世前的十年里,拉马克继续以植物学家的身份完成重要著述,其中最重要的作品是《方法论百科全书》中《植物学词典》的撰写,拉马克完成了八卷本的前三卷半。
在这些植物学著作中,拉马克提出许多理论和哲思。当时的分类方法有一个共同的假设,即分类是从最复杂的生物体开始,然后下降到最简单的生物体,但拉马克发现, 在实践中,按相反的顺序进行更容易——这本质上是一条从简单到复杂的进化思路。 这一思路成为他后来进化理论的一个基本特征。
作为拉马克的恩人,布封是幸运的,他创造并见证了皇家花园的辉煌。布封去世仅一年,法国大革命爆发了。
“无脊椎动物”的诞生
1790年,法国大革命正如火如荼。路易十六仍在囚禁中,制宪议会已经废除大部分贵族头衔,并且开始重新规划王室财产。为了保住布封苦心经营的“皇家花园”,拉马克主动提出将皇家花园改名为 法国国家自然历史博物馆 。这个称呼显得非常“共和”,而且一听名字就知道是为普罗大众的公共教育服务。
经过多版方案的反复拉扯,1793年,国民公会正式将原皇家花园改组为法国国家自然历史博物馆,并设立了12个教授席位。49岁的拉马克虽然早已是声名显赫的植物学家,但仍有两位老资历的植物学家排在他前面,拿走了植物学教授的位置。无奈之下,拉马克只好接受负责研究昆虫、蠕虫等低等动物类群的教授席位。大家普遍认为拉马克是最合适的人选,因为他从居住摩纳哥时,就开始收集贝壳。
拉马克接受席位后面临的最大的挑战是,研究林奈分类系统中最庞大且最混乱的昆虫和蠕虫。这一次,拉马克给出的解决方案依旧是革命性的。
1801年,拉马克在出版的《无脊椎动物系统》中, 首次创造了“无脊椎动物”(invertebrate)这个术语,用来描述没有脊椎的动物。 这个术语沿用至今。
《无脊椎动物系统》(1801年版,图片来源:alainbrieux.com)
不久后, 拉马克又在发表于1802年的论文《水文地质学》中使用了“生物学”(Biologie)这个现代意义上的术语,将其定义为研究生命现象的科学。 虽然同时期还有其他学者独立提出过类似概念,但拉马克是最早系统推广这一概念的学者。
长颈鹿的脖子为什么长?
1800年,拉马克在法国国家自然历史博物馆的无脊椎动物学课上向学生们发表演讲时,首次提出了物种可变的革命性概念。有证据表明,到1802年,他的进化理论的总体轮廓已经形成。
1809年,拉马克出版了他一生中最重要的著作—— 《动物学哲学》 。
拉马克与《动物学哲学》(图片来源:catholicscientists.org)
在书中,他提出了 人类历史上第一个完整的进化理论体系 。巧合的是,达尔文也是在这一年出生。
达尔文(1809-1882,图片来源:britannica.com)
拉马克的进化理论基于两个核心原则:一是 用进废退 ,器官的使用频率决定了它的发达程度,经常使用的器官会越来越发达,长期不用的器官则会逐渐退化;二是 获得性遗传 ,生物在一生中获得的特征可以遗传给后代。
众所周知,拉马克用长颈鹿脖子长度的变化来解释他的理论。远古时期的长颈鹿脖子较短。当低处的植被变得稀缺时,它们不得不伸长脖子去吃高处的树叶。这种持续的拉伸行为使得它们的脖子在一生中逐渐变长。而这一后天获得的特征会遗传给下一代。经过多代积累,长颈鹿的脖子就变得越来越长。
长颈鹿(出自布封《自然史》,图片来源:lindahall.org)
这两条核心原则从提出开始就饱受批判。1887年,德国生物学家魏斯曼(August Friedrich Leopold Weismann)用连续五代小鼠的断尾实验反驳了“后天特征可遗传”的观点。现代进化生物学认为,器官的退化则主要是因为自然选择下能量分配的优化或突变的积累等机制,并非单纯的“长期不用”导致。‌‌‌
这些批判虽然有道理,但掩盖了拉马克成体系进化理论的真正价值。事实上,他的理论不仅是 第一个尝试用自然规律而非神创论来解释物种起源的理论 ,而且还包含了许多超前的洞见。
首先是物种可变。
在讨论究竟是自然选择还是用进废退之前,其实有个逻辑上更前置的问题,即物种是否可变。
神学家们认为物种不可变,因为所有物种都是上帝创造的,都应该是完美的,否则就是上帝自己打自己脸;即便不完美,上帝也总有办法令其灭绝,继续创造出不变的物种。总之,无论如何,物种不会改变。
拉马克的进化理论完整地表述出物种可变的结论,而且理出一条进化路径,认为不同生物都经历了由简单向复杂的发展过程。这些革命性的见解,在当时的神学家看来不啻于异端邪说。
第二是环境对进化的影响。
拉马克认识到环境与生物的互动关系,认为生物的器官特征受到所处自然环境的长期影响,进而发生特异性的变化。
这个表述表面上看没有太大的错误,但可惜的是,在论及进化的驱动力时,拉马克将其归因于所谓“生命的力量”,即所有生物与生俱来的越变越复杂的趋势,这导致进化存在一个从简单到复杂的方向。
拉马克对这一观点相当自信。就已知物种而言,拉马克的进化理论中的最终完美方向是人类。拉马克认为,人类是享有特权的生物,相比其他生物具有极端的优越性,与其他所有生物的区别在于人类的理性。这种观点的形成,可能与法国启蒙运动分不开。
环境与进化的关系,是拉马克与达尔文最大的分歧之一。 达尔文认为进化没有方向,遗传产生的性状随机分布在不同个体上的,由自然选择或者人工选择,对个体进行优胜劣汰。
从被否定到被“平反”
或许是因为太过超前于时代,拉马克并没有靠进化理论威震学术界。相反,他晚年最大的痛苦,正来自那些反对进化理论的学者。其中的代表,就是与他同时代的最伟大解剖学家——乔治·居维叶(Georges Cuvier)。( 点击这里看他的故事 )
居维叶(1769-1832,图片来源:britannica.com)
尽管提出了灾变论,证实了物种会灭绝,但居维叶是物种不变论的坚定支持者。他认为每个物种都是上帝独立创造的,物种不会发生变化,那些化石记录中的灭绝物种是因为灾难性事件,而非进化。
作为年少成名的法国科学界权威人物,居维叶毫不留情地批评了拉马克的理论,后者遭到了主流科学界的抵制。这也造就了拉马克凄凉的晚景。
1820年,拉马克双目完全失明,靠口述和女儿的朗读完成学术著述。他的反对者嘲笑他是为了赚钱。直到拉马克去世,他身边的两个女儿都终身未嫁,一个儿子耳聋,还有一个儿子精神失常,这些子女都要靠拉马克养活。即便是为了赚钱,拉马克仍然算得上是位伟大的父亲。
拉马克的第一位传记作者在1901年描述道: “我们知道,在性格上,他是纯洁甜美的,自我牺牲的,自我否定的,没有自我主张。”
1829年,拉马克在失明和贫困中去世。家人没有足够的钱为他举行葬礼,不得不向科学院申请资金,并变卖拉马克的藏书和物品。
拉马克的葬礼十分简陋,被草草葬在短租的郊区临时公墓。更令人唏嘘的是,由于租金到期,拉马克的遗体在5年后被移出墓地,葬入了公共墓地,具体位置至今无人知晓。
就在拉马克快要被学术界遗忘的时候,1859年,达尔文的《物种起源》出版,拉马克的名字反而开始被更多人记住——常常作为“反面教材”。
《物种起源》(1859年版,图片来源:animalia-life.club)
其实, 达尔文本人对拉马克持有复杂的态度。
据统计,达尔文在《物种起源》中12次提到拉马克的“用进废退”观点,而且也承认拉马克是第一个提出完整进化理论的人。
在书中,达尔文写道: 拉马克是第一个在这个问题上得出结论并引起广泛关注的人。 这位著名的博物学家于1801年首次发表了他的观点,并于1809年在《动物哲学》中大大扩展了这些观点……在这些著作中,他坚持了包括人类在内的所有物种都是其他物种的后代的学说。他首先做出了杰出的贡献,引起了人们对有机世界和无机世界中所有变化的可能性的关注……
进化谱系图(出自拉马克《动物学哲学》,图片来源:lindahall.org)
达尔文自己甚至也接受某种程度的“获得性遗传”。 他认为,动物的行为和习惯确实会影响它们及后代身上的选择压力,从而对进化进程产生作用。
随着近百年生物学特别是遗传生物学的发展, 拉马克的某些观点意外地获得了“平反”。
事实证明,表观基因组对环境中的各种因素均能产生反应,如饮食和毒素。虽然环境因素不会改变基因的DNA序列,但生物一生中获得的某些表观基因组变化,会通过DNA甲基化、组蛋白修饰等方式经由精子和卵子传递给后代。
表观遗传学的证据并不涉及DNA序列的改变,也不完全符合拉马克所说的“获得性遗传”,但在某种程度上验证了他“环境影响可遗传”的思想。
另外, 进化发育生物学的研究也表明,生物体的发育过程确实会受到环境的影响,而且这些影响可能在进化中发挥作用。
结语
在两百年后的今天,拉马克已经是公认的进化论奠基人。虽然他提出的具体机制被证明是错误的,但他提出的问题(物种如何变化)和他给出的方向(自然规律而非神创)是明智的。
推动科学的进步,正确答案当然必不可少,但有时敢于直面问题,提出问题,需要更大的勇气和更深的洞见。
参考文献: 1. https://warhistory.org/@msw/article/seven-years-war-1756-1763 2. https://www.britannica.com/science/Lamarckism 3. https://www.britannica.com/biography/Jean-Baptiste-Lamarck 4. https://military-history.fandom.com/wiki/Siege_of_Bergen_op_Zoom_(1747) 5. https://www.jesuits.global/ 6. https://iep.utm.edu/rousseau/ 7. https://sciences.fandom.com/fr/wiki/Carl_von_Linn%C3%A9 8. https://www.britannica.com/biography/Carolus-Linnaeus 9. https://www.parismuseescollections.paris.fr/fr/musee-carnavalet/oeuvres/portrait-de-georges-louis-leclerc-comte-de-buffon-collection-des-grands #infos -principales 10. https://www.alainbrieux.com/systeme-des-animaux-sans-vertebres-ou-tableau-general-ako93722.html 11. https://catholicscientists.org/articles/jean-baptiste-lamarck-a-catholic-founder-of-evolution/ 12. https://www.britannica.com/facts/Charles-Darwin https://kwize.com/fr/textes/Jean-Baptiste-de-Lamarck-Philosophie-zoologique/ 13.https://www.lindahall.org/experience/digital-exhibitions/the-grandeur-of-life/section-ii/17-lamarck-jean-baptiste-1744-1829/ 14. https://www.britannica.com/biography/Georges-Cuvier 15. https://animalia-life.club/qa/pictures/origin-of-species-full-title 16. https://www.gutenberg.org/files/20556/20556-h/20556-h.htm 17. https://prabook.com/web/jean-baptiste.lamarck/3772495 18. https://news.stanford.edu/stories/2026/03/diving-mind-pioneering-french-biologist-jean-baptiste-lamarck 19. Frans A. Stafleu. LAMARCK: THE BIRTH OF BIOLOG. TAXON, 1971, 20(4): 397-442.
作者简介 望羲


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