《熊猫的拇指》
作者：斯蒂芬·杰·古尔德
译者：田洺
出版：海南出版社
本书简介
从最小的生命中更能窥见大自然的全貌
《熊猫的拇指》是古尔德的又一部精彩之作，由31篇短小精练的科学随笔组成，包括进化理论、二叠纪灭绝、幼态持续、异速生长、发育的遗传调控、科学史等广泛话题。亿万年的地球巨变，毫微间的存亡一瞬，都因古尔德的生花妙笔跃然纸上。惊叹之余，不妨用一句法国名言安慰自己：变化的东西越多，就有越多的东西保持不变。作者信息：斯蒂芬?杰?古尔德（StephenJayGould，~），是当今世界上著名的进化论者、古生物学家、科学史学家和科学散文作家。他和埃尔德里奇(NilesEldredge)在年共同提出间断平衡学说，对达尔文学说进行了修正。在他的著作《个体发生和种系发生》()、《人智的错误量度》()、《时间之箭、时间之环》()和《奇妙的生命》()等书中，他论述了进化生物学、智力测验、地质学和古生物学等学科发展史中各种争论的来龙去脉及其意义。从年起，古尔德定期为《自然史》杂志撰稿，这些稿件已经收集成几个集子，包括《自达尔文以来》()、《熊猫的拇指》()、《母鸡的牙齿和马的脚趾》()等。他的科学文章文风典雅，通俗易懂。
书摘欣赏
大熊猫是特殊的熊，属于食肉目。在这个目中，大多数常见的熊是杂食性动物，但熊猫却不是，熊猫的进食与这个目的名称不符，因为熊猫几乎只吃竹子。熊猫生活在中国西部高海拔山区的茂密竹林中。它们生活在那里，没有捕食者的侵扰，每天用10～12个小时嚼竹子。我很小的时候就喜欢熊猫安迪，曾经在一次县镇集市上幸运地击倒一些奶瓶，而获得熊猫充填玩具。我很高兴与中国关系解冻初期的成果不止有乒乓球的交流，而且还有向华盛顿动物园送来的两只大熊猫。我好奇地去看熊猫。它们一会儿打哈欠，一会儿伸懒腰，一会儿散步，但是几乎无时不在吃它们钟爱的竹子。它们坐着，用前爪握住竹竿，捋下叶子，它们只吃嫩芽。熊猫的手灵巧得令我震惊，我奇怪为什么一个适于奔跑的后代可以如此灵巧地使用手。它们用爪子抓住竹竿，用明显可以活动的拇指与其他手指顺着竹竿捋下叶子。这一点使我迷惑不解。我已经学到，灵活的拇指与其他手指相对是我们人类成功的标志之一。我们不仅保持而且发展了我们灵长类祖先手的灵活性，而多数哺乳动物的指都特化了。食肉动物的指可用于奔跑、戳、抓。我家的猫可以乱抓乱挠使我心烦，但它绝不会打字或弹钢琴。当我数熊猫的其他手指时，我感到很吃惊，熊猫除拇指外还有五个指，而不是四个。“拇指”是另外进化来的第六指吗？幸好有一部关于熊猫的经典著作，是芝加哥野外自然博物馆脊椎动物解剖学部的前任主任德怀特·戴维斯博士的专著，书中所含的熊猫知识多得超出人们的想象。当然，戴维斯对各种问题都做了解答。D.L．克雷默从解剖学上看，熊猫的“拇指”根本就不是手指。熊猫的拇指由桡籽骨构成，籽骨是腕中的小块骨。熊猫的桡籽骨增长了许多，其长度与真正的掌跖骨差不多。桡籽骨支撑熊猫前爪的肉垫。五个指形成另一个肉垫的轮廓，即形成掌。两个肉垫之间有一个不深的凹槽，可用作抓握竹竿的沟槽。熊猫的拇指不仅有一块骨头来增加力度，而且还有一些肌肉来保持灵活性。这些肌肉，像桡籽骨一样，从一开始就存在。如同达尔文讨论过的兰花一样，它们是重新改型后用于新功能的解剖结构。桡籽骨内收肌（牵拉桡籽骨与真正指分开的肌肉）有一个拗口的名字，“拇指长内收肌”。这个名称已经不用了。在其他食肉类中，这块肌肉牵拉第一指，即牵拉真正的拇指。在桡籽骨与真正的指之间，伸展着两块肌肉，它们把桡籽骨“拇指”拉向真正的指。从其他食肉动物的解剖结构中，我们可以找到熊猫的这种奇特构造的线索吗？戴维斯指出，大熊猫最近的亲戚，普通的熊和浣熊，比其他食肉动物更经常地使用前肢来抓握物体。请原谅我使用了一个溯源的比喻，熊猫要感谢它们祖先使用后肢站立，从而进化出极大的进食灵活性。而且，普通熊的籽骨已经扩大了一些。在多数食肉动物中作为牵拉桡籽骨的肌肉，熊猫只用来连接真正拇指的基部。但是普通熊的长内收肌连接在两个腱上，其中一个腱像多数食肉动物的一样，陷在拇指的基部，另一个腱连在桡籽骨上。在熊的前爪上，这两块较短的肌肉也部分连接在放射籽骨上。戴维斯总结道：“因此，活动这一构造（功能全新的指）的肌肉系统无须根本性的改变，因为在熊猫最近的亲戚的爪中，条件已经具备。而且，熊猫前爪的肌肉系统改变的事件顺序，只不过是这块籽骨在解剖结构上的肥大。”熊猫的桡籽骨拇指是一个复杂的结构，是通过一块骨头的增大和肌肉系统极大的重新排列形成的。然而，戴维斯认为，熊猫“拇指”的产生是对桡籽骨本身增大的机械反应，肌肉的移位是由于增大的籽骨使它们在原来的位置无法再变长。而且，戴维斯认为，增大的桡籽骨可能是由于遗传的变化产生的，或许是某个单一突变影响了生长的定时性和速度。在熊猫的脚上，与桡籽骨相对应的部分叫胫籽骨，胫籽骨也增大了，但不像桡籽骨增加得那么明显，不过胫籽骨并不支撑新的趾，而且，就我们所知，胫籽骨的增加并没有什么优势。戴维斯认为，作为对自然选择作用于单一籽骨的回应，桡籽骨与胫籽骨协调地增长，这大概反映的是同一种遗传变化。身体的重复部分，并非由不同的基因作用产生的，就是说，并非产生拇指的是一个基因，产生大脚趾的是另一个基因，产生小指的又是一个基因。在发育中重复部分是协调的，选择造成的一个部分的改变会在另一个部分引起相应的变化。增加大拇指而不改变大脚趾，在遗传上这比两者都增大要复杂得多。（在第一种情况中，一般的协调性就会中止，拇指独立增大，并且会中止增加相关的部分；在第二种情况中，单个的基因可能在调节对应指趾的发育中，增加某一个区域的生长速度。）相应于达尔文论述的兰花，熊猫的拇指属于动物上的精巧结构。一个工程师的最好解决办法却被历史摈弃了。熊猫真正的拇指具有其他的作用，但是对于一种功能来说，又特化了，以至于不能成为与其他指相对的、可以抓握的指。所以，熊猫必须使用手的其他部分，不得已而使用的便是腕骨的增大部分，这样尽管有些笨拙，但不失为一种可行的解决办法。在工程师大赛中，籽骨拇指只不过是一个小把戏，根本算不上一个智谋。但是籽骨可以行使其功能，可以启迪我们浮想联翩，因为籽骨拇指建立在一个不适应的基础上。达尔文关于兰花的书中充满了类似的说明。例如沼泽火烧兰属利用唇瓣（一片增大的花瓣）做陷阱。唇瓣分成两个部分。一个部分靠近花基部，形成一个装满花蜜的大杯子，花蜜是昆虫造访的目标；另一个部分靠近花的边缘，形状像一个码头。当一只昆虫轻轻落到“跑道”上时，便压下了“跑道”，这样就可以进入到装满花蜜的“杯”中。昆虫进入杯中之后，具有弹性的“跑道”很快又卷起，套中了进入花蜜“杯”中的昆虫。昆虫要想退出去，必须经过唯一的出口，这样它身上必定要粘上许多花粉。一个令人惊奇的构造，但却是由普通的花瓣发展来的，这样的花瓣在兰花的祖先中很常见。达尔文还说明了在其他兰花中花瓣如何进化出一系列精巧的装置，以确保异花授粉。花瓣可以发展成为复杂的卷曲状，迫使昆虫的喙到处搜索，粘上许多花粉后才能接触到花蜜。花瓣也可能是较深的管状形态，或导向式凸起，使昆虫既能接触到花蜜，又能接触到花粉。在某些情况下，管状花瓣形成洞，成为管状花。所有这些适应都是通过祖先类型中常见的花瓣部分建立的。然而，大自然的作为远比花瓣表现出的多得多，按照达尔文的话说，“方式的多样性是为了达到极为相同的目的，即为了使这个植物上的花接受到另一个植株上花的花粉”。从达尔文对生物形态的比喻中，反映出他对于进化可以用如此有限的原材料产生出如此丰富多彩的世界而感到的惊奇：虽然，一个器官也许本来不曾为某种专门的目的而形成，但是，假如它现在为这个结果服务，则可以正当地认为它是专门适应这一新目的的。同样的原理，假如一个人为某种专门目的而创造出一架机器，但是使用旧轮子、旧弹簧和旧滑轮，而只稍稍改变一下，则整个机器，包括其所有部件便可以说是为现在的目的而专门设计的。因此，在整个自然界中，几乎每种生物的每个组成部分，在一个稍微改变了的状态下，可能已服务于不同的目的，并且，该部分曾经在许多古老和不同的特定类型中，作为生存手段而起过作用。我们对于整修轮子和滑轮的比喻可能并不满意，但我们又能如何做呢？按照生物学家弗朗索瓦·雅各的话说，大自然是出色的修补匠，而不是高超的发明者。再者，由谁来判断这些典型技巧的优劣呢？
完
长按
