达尔文并不是第一个提出生物演化这个概念的人。18世纪末的时候，最初的古生物学家已经意识到，地层里那些化石代表着曾经生活过但如今已经灭绝的生物。而地质学家也发现，地球非常古老，远远不止几千年。有足够的时间让生物发生改变，问题是，怎么变呢？

早期的科学家提出了多种多样的猜想。有人认为，地球历史上经历过一系列的大灾变，每一次灾后都会出现一大批全新的生物，然后在下一次灾难里灭绝。有人认为，每一种生物自己都有进化的生命动力，所有生物都在被这种动力驱使，各自寻找更高级别的形态。有人认为，生物是宇宙一盘大棋的一部分，所有可能的生命形态早就定好了，生物只是一步步地把这盘大棋按照规定给走出来。这些猜想都是错的，不过未来演化理论的几乎每一个关键想法，都已经散落在了海量的前人论述里。

但是第一个把它整合成系统演化理论的，还是达尔文。他在1831年底以随船博物学家的身份登上了“小猎犬号”考察船，进行了长达五年的环球旅行。旅途中他不但观察到了极其丰富的生物多样性，还注意到了多样性和地理环境之间的联系，这些观察为他的思想打下了萌芽。

建立演化理论的最大困难之一是，自然演化的现象本身难以直接观察。微生物的演化很快，但19世纪没有能够观察到这种演化的技术。动植物偶尔能够在几年的时间里表现出演化，但需要相当特殊的条件。其他场合的演化基本都很缓慢，一个人有生之年也未必能够观察到。如果现象本身都不能观察，如何确立理论呢？

达尔文找到了一个绝佳的类比对象，那就是家养动物的人工选育。19世纪的选育技术也不是很快，但是足以在几十年内看到变化。更重要的是，选育过程留有相当完整的记录，无论是畜牧业还是宠物业都需要记载每个品种的外貌特征。

综合这些记录，就能够设想出一种生物改变的机制。达尔文给出了以下三条总结：

第一，新生小动物，通常来说和双亲长得差不多。比如说，两只灰色的鸽子，生下来的小鸽子大多也是灰色的。我们管这叫“遗传”。

第二，虽然差不多，但不会完全一样，总有一点差异，比如有的稍微深灰一点，有的稍微浅灰一点。我们管这叫“变异”。

第三，饲养者如果有偏好，比如说喜欢深色的鸽子，就会只留下它们来繁殖，浅色的鸽子就炖了吃了。我们管这叫“选择”。

动物每繁殖一代，就会经历这三个步骤的一次循环，一代代积累下来，就可以积累成更大的差异。比如说，如果每一代里我们都挑选颜色最深的鸽子，那么下一代就会比这一代更深一点点，天长日久，颜色就变成几乎黑色了。

羽毛的颜色可以变，腿的长短、翅膀的宽度、眼睛的大小，动物身上几乎所有的特征，都可以按照这个机制来变化。在家养动物里，我们会说这是通过选育创造出了很多不同的鸽子品种。但是达尔文认为，这种变化不断积累下去，早晚有一天，我们会觉得新培养出来的东西和以前的鸽子差别太大，已经不能再叫鸽子了，得起个新名字。换句话说，就是产生了一个新的物种。

野生动物同样满足前两条，第三条就有所不同。自然界里不存在人类饲养者，但是达尔文认为，自然界也在对动物进行选择。

动物的繁殖永远是过量的，就算是大象这样繁殖极其缓慢的动物，如果后代全部存活，不用几万年就能把全世界都塞满。现实中没有任何一种动物塞满了世界，是因为大部分都死掉了。

有些情况下野生动物的死亡是近乎随机的，但大多数情况下死亡有选择性。跑得慢的动物容易被捕食者抓住，抵抗力差的动物容易在疾病中死亡。这种选择虽然没有人参与，但本质上和饲养者的选择相同。这就是所谓的“自然选择”。经历遗传-变异-自然选择的不断循环，个体差异逐渐积累，最终变化大到无法称为同一个物种。这，就是所谓的物种起源。

遗憾的是，达尔文并不知道遗传和变异的具体原理，他没有读到同时代人孟德尔的研究，自己给出的猜测基本上完全错误。但是他对遗传和变异的现象本身观察得足够准确，足以让他推导出生物演化的原理了。

有很多自然现象都难以进行直接的观察，类比的方法在这种场合下就极端重要，实际上绝大部分的实验室实验都可以视为这种方法。这样的类比要想成立，前提是双方必须有类似的机制。人工选择和自然选择，就是一个极好的例子。

来源: 科普中国

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