今天,達爾文的“人是從猴子進化而來”的理論已經較爲廣泛地被認同。不過,如果再進一步問,猴子和靈長類又是從什麽進化而來的呢?換句話說,人類更早的先祖是什麽?美國芝加哥大學的解剖學教授尼爾·舒宾在其著作《你是怎么来的》中的回答非常简单:人就是来自于鱼。
探索人類的來源和生物的進化主要依靠化石、基因和胚胎。舒賓等人花了6年時間于發現一個兼具有水生和陸生動物特點的化石魚——提克(因紐特語“提塔利克魚”的簡稱,意爲大型淡水魚)。這個化石轟動一時,因爲它是一個有力的證據,證明人就是從魚進化而來,而且現在我們每個人的身體結構就如同體內潛藏著一條魚。
如果簡單地分類,動物分爲三類。第一類是生命萬物,簡稱生物,這類動物都長著一個頭、兩只眼;第二類是長四肢的生物,它們都長著一個頭、兩只眼和四肢;第三類就是人類,長著一個巨大的頭,用兩條腿走路,還會說話。這種分類也體現了一種清晰的生物與環境的關系,從水生到兩棲,再到陸生。再從時間上看,第一條魚應當是在兩棲動物之前。在兩棲動物之後才是靈長類和人。那麽,如何證明從魚類過渡到兩棲類動物?關鍵就在于化石。
在北極的埃爾斯米爾島,舒賓和其同事發現了證明從魚類過渡到兩棲類的魚——提克。魚和陸生動物之間有許多方面不一樣。例如,魚有圓錐形的頭,而最早的陸生動物長著幾乎和鳄魚一樣的腦袋,扁扁的,眼睛在頭頂上面:魚沒有脖子,肩膀通過一系列骨質狀的圓片連在一起,而早期的陸生動物和它們的後代一樣,確確實實長著脖子,這意味著它們的頭可以獨立于肩膀來回伸縮。
當然,還有其他更大的區別。魚的渾身都有鱗,陸生動物沒有。並且,重要的是,魚有鳍,而陸生動物有長著手指、腳趾、腕關節和膝關節的四肢。 然而,提克這種魚的特點卻介于魚和陸生動物之間,因而有充分理由認爲它就是從水生動物到陸生動物的過渡狀態。例如,提克像魚一樣,背後有鱗,還有帶蹼的鳍。但像早期的陸生動物一樣,它有一個扁平的頭和脖子。而且,如果你注意往鳍裏看,可以看到對應于上肢的骨骼、前肢骨,還有手腕的一部分。它的關節也在那裏,這是一條長著肩膀、肘關節和腕關節的魚。所有這一切都藏在帶蹼的鳍裏面。
這個化石的意義還在于,它確認了古生物學上的一個推斷:提克不僅是兩個不同物種之間的過渡,而且其化石是在地球曆史中正確的年代和正確的遠古環境中找到的。它隱藏于3.75億年前的遠古的岩石中。
提克的從水生到陸生動物的過渡性就連5歲的學前孩子也觀察到了。舒賓把模型帶到他兒子的幼兒園中做報告。孩子們的意見有三種。一種認爲它像鳄魚,因爲它長有扁平的腦袋、眼睛長在腦袋頂上,還有大大的牙齒。另一種意見表示反對,認爲它是魚。因爲它有鱗和鲳。但另一個孩子喊到,“或許它兩者都是。”這也意味著,連孩子也發現,提克是介于魚和兩棲類動物鳄魚之間的過渡形態。
所以,提克這個化石與非洲的化石人種,如阿爾法南方古猿、著名的露西化石一樣,是我們人類曆史的一個組成部分。看到露西,是把我們作爲高級類人猿來了解人類的曆史;看到提克,就是把我們人的生命看成是魚的曆史。
胚胎的證明
所有的動物都需要一個藍圖來“建”身,而動物“建”身的實際藍圖就是胚胎。從胚胎可以看到,哺乳動物(包括人)、鳥、兩棲動物和魚非常相似,以致它們之間的差異幾乎可以看成微不足道。
19世紀,範·贝尔和克里斯蒂安·潘德尔就发现,鸡的体内的所有器官都可以追溯到胚胎发育中的三个组织层,这便是胚胎学的三胚层理论,即内、外、中胚层。此后,他们证实,鱼、蜥蜴和哺乳动物的所有器官也起源于三个胚层。更重要的是,这三个胚层在所有动物中都生成同样的结构。例如,每个物种的心脏都从同一胚层中生成。同时,同一个胚层也会生成每个物种的大脑,等等。
通過不同物種胚胎的比較,可以看到從魚到人之間的聯系。盡管不同物種的胚胎並非完全一模一樣,但是它們之間的相似之處含義深刻。比如,所有的物種都長有腮弓、脊索,而且在魚和人的成體有如此大的差異的生物之間,它們的胚胎也都有三個胚層。
從20世紀初開始,德國的胚胎學家漢斯·施佩曼和曼戈尔德等人对蝾螈的胚胎实验就发现,一小片胚胎组织能指示其他细胞形成一个完整的身体模式。含有所有这些信息的那一小块极其重要的组织后来被称为“组织者”。同样是德国的胚胎学家的沃格德在实验中设计了巧妙的方法来标记细胞和细胞片断,因此能够绘制出一张胚胎图。图中显示出每个器官起始于胚胎的哪个地方,由此可以看出构造身体的器官前体在早期胚胎中的细胞归属。人体的所有部件也可以在简单的三胚层中找到位置,也都起始于施佩曼和曼戈尔德等人所发现的“组织者”区域之中。
今天,經過對胚胎進行切片、削薄、剁碎,你會發現所有哺乳動物、鳥類、兩棲動物和魚類都有“組織者”。有時,你可以把一個物種的“組織者”和另一個物種的交換。甚至把“組織者”的區域從一只雞的胚胎移植到一個蝾螈的胚胎之中,你會得到一個蝾螈的雙胞胎。那麽,“組織者”的含義是什麽?其實就是DNA和基因。
大多數動物都有體軸,而體軸決定了頭和嘴是長在前端,肛門是長在後端,而這又是由基因決定的。決定體軸的基因有很多,已經發現的有Hox、Noggin和BMP-4基因等。如果把人與海葵這種差異很大的動物作比較也可以發現,決定頭一肛門軸線的基因也存在于海葵體內,等同于我們人體的頭一肛門軸線。
實際的情況是,Noggin基因並不指示胚胎中的細胞在具有頭和尾的軸線上的任何位置,而是與其他幾個基因協同來完成任務。BMP-4是一個底端基因,在構成于胚胎底部或肚子一邊的細胞之中被激活。凡是Noggin活躍的地方,BMP-4就不能正常作用。所以,Noggin基因的作用不是告訴細胞發育成位于身體頂端的細胞,而是把長成身體底部的細胞信號關閉,由此來指揮胚胎按正確的方向和順序發育。
從胚胎健身的意義上來看。人是起源于魚或水生動物的。
基因的證明
從嗅覺的基因更可以看到人源自魚類。人和魚都可以聞到物體的氣昧,所不同的是人主要是聞空氣中的物質的氣味,而魚是聞水中的物質的氣味。但是,通過組織結構和基因,可追溯到人和魚的“聞香識物體”的共同起源。
長著頭顱的最原始動物是無颌魚,例如七鰓鳗和盲鳗,它們長著單一的鼻孔並通向頭顱裏的一個囊袋。水進到這個囊袋中,在此發生聞味的過程。但是,再從進化角度追溯可以發現,肺魚或提克那樣的魚(介于水生和陸生動物之間)卻長著兩個鼻孔。一個外鼻孔,一個內鼻孔。從這一點看,它們與人更相似。人是讓空氣通過外鼻孔,經過鼻腔空穴,通過內部通道進入喉嚨的後部。而人的魚類祖先也有內鼻孔和外鼻孔,只是通過水來嗅聞氣味。
再後來,美國的理查德·阿克塞尔和琳达·B·巴克发现,鱼和人以及啮齿动物老鼠等的嗅觉系统都是由相似的基因来管理的。嗅觉基因是一个大的基因家族,由约1000個不同的基因組成(占我們基因的3%),這些基因産生了相同數量的嗅覺受體。這些受體位于嗅覺受體細胞上,這些細胞又占據了鼻黏膜皮上的一小塊區域,讓我們能嗅聞到吸入的各種氣味分子。
從3.65億年前的動物從水生過渡到陸生的嗅覺來看,就可以看到相似性。那時有兩種嗅覺基因。一個專門用于在水中識別氣味,另一個專門用于空氣中識別氣味。氣味分子和受體之間的化學反應在水中和空氣中是不一樣的,所以需要有稍微不同的受體。因此,魚類在它們的嗅神經元中含有水基的受體,而哺乳動物,包括人和蜥蜴則有氣基的受體。這個發現有助于讓我們弄清仍然生活在地球上的最原始的無颌魚,如七鲴鳗和盲鳗的呼吸。
七鰓鳗和盲鳗等魚類與已經進化了的魚類和哺乳動物不同,既不具有氣基的基因,也不具有水基的基因。相反,它們的嗅覺受體是這兩種形式的組台。這也意味著,這些最原始的魚類擁有的是最原始的兩種嗅覺受體的基因。是我們人類、魚類、兩棲類動物嗅覺基因分化的祖先。
而且,無颌魚還揭示出另一個問題,它們含有數量極少的氣味基因,硬骨魚的氣味基因多一些,但更多的氣味基因只能在哺乳動物和兩棲動物中看到。氣味基因的數量隨時間的推移而增多,從原始生物如無颌魚相對很少的幾個一直到哺乳動物中巨大的數目,我們哺乳動物含有超過1000個這樣的基因。這種進化的脈絡已經非常清楚了。
嗅覺基因的發現也揭示,人類的確就是從魚進化而來的。