问题

现在没有新物种诞生,能够证明进化论是错误的吗?

回答
“现在没有新物种诞生,就能证明进化论是错误的吗?”

这是一个非常值得探讨的问题,也是很多人在理解进化论时容易产生的误区。要回答这个问题,我们需要先弄清楚几个关键概念:什么是新物种?进化论的核心是什么?以及我们如何看待“证明”和“错误”。

首先,我们来聊聊“新物种”的诞生。

在生物学中,“物种”的定义并非铁板一块,最常用的概念是“地理隔离生殖隔离”——即,如果两个群体在自然状态下无法进行基因交流(即无法产生有繁殖能力的后代),那么它们就被认为是不同的物种。

而新物种的诞生,通常是一个极其漫长且渐进的过程,其时间尺度可以达到数万年、数十万年甚至更长。这就像你想要观察一棵树苗长成参天大树,你可能需要等待几十年。我们活着的几十年,甚至几百年,对于物种演化的尺度来说,可能只是“一眨眼的功夫”。

想象一下,假设某个地区的两群原本是同一物种的兔子,因为山脉阻隔而分开了。随着时间的推移,它们各自在新的环境中进化,基因库逐渐产生差异。也许在某个阶段,它们之间仍然可以杂交,但后代却无法生育,或者杂交的后代后继无种。在这一刻,它们就已经形成了生殖隔离,被认为是新的物种了。这个过程,可能是在我们出生前就已经开始,或者在我们有生之年缓慢进行,但肉眼可见的、轰轰烈烈的新物种“诞生”事件,确实非常罕见,甚至可以说在我们有限的生命中几乎不可能直接观察到。

其次,进化论的核心是什么?

进化论,尤其是现代综合进化论,其核心思想是自然选择、基因突变、基因漂变和基因交流等机制,导致生物群体在世代传递中发生性状的改变,并最终导致生物多样性的产生。它是一个解释生命演化历史和生命多样性起源的强大科学框架。

进化论并非仅仅预测“现在必须有新物种诞生”。它的证据来源极其广泛,包括:

化石记录: 这是最直接的证据之一,展示了生命从简单到复杂,从水生到陆生的漫长演化历程,许多已经灭绝的生物形态与现代生物有着清晰的过渡关系。例如,始祖鸟同时具有爬行动物和鸟类的特征。
比较解剖学: 不同物种之间相似的骨骼结构(同源器官),即使功能不同,也暗示了它们可能拥有共同的祖先。比如人类的手、鲸鱼的鳍、蝙蝠的翅膀,其骨骼排列方式惊人地相似。
胚胎学: 不同物种的胚胎在发育早期表现出惊人的相似性,这反映了它们在进化上的亲缘关系。例如,很多脊椎动物的胚胎早期都有鳃裂和尾巴。
生物地理学: 不同地理区域的生物分布模式,往往能解释它们如何从共同的祖先那里扩散和分化。例如,澳大利亚特有的袋鼠和考拉,以及南美洲的各种特有物种,都与其大陆的地理隔离有关。
分子生物学: 这是目前最具说服力的证据之一。通过比较不同生物的DNA序列和蛋白质序列,可以建立起详细的生命进化谱系。物种之间DNA的相似性程度,直接反映了它们亲缘关系的远近。例如,人类与黑猩猩的基因相似度高达98%以上。
实验室观察: 在一些繁殖速度快的生物中,例如细菌、病毒和果蝇,科学家已经能够观察到进化过程中的一些现象,比如抗生素耐药性的产生,就是细菌在自然选择作用下快速进化的一个活生生例子。

那么,“现在没有新物种诞生”就构成对进化论的否定吗?

答案是否定的。 就像前文所说,新物种的形成是一个极其漫长的过程,我们无法在短时间内直接观察到“从无到有”的物种形成。这就像我们不能因为看不到一栋摩天大楼在一夜之间拔地而起,就说“建筑学是错误的”。我们通过观察大楼的建造过程、结构设计以及已建成的无数大楼,来确信建筑学的科学性。

进化论的强大之处在于,它提供了一个解释框架,这个框架能够整合和解释我们观察到的所有生命演化的证据。它不是一个孤立的预测,而是建立在海量跨学科证据之上的科学理论。

如果有人拿出“现在没有新物种诞生”作为否定进化论的理由,这实际上是一种“证据缺失谬误”,或者更准确地说,是对科学理论验证方式的误解。科学理论的建立和被推翻,需要的是相互矛盾的、颠覆性的证据,而不是仅仅因为某一个特定现象在短时间内难以直接观察到。

更进一步地,我们对“证明”和“错误”的理解也需要更精确。

在科学领域,“证明”通常不是绝对的,而是指具有压倒性证据支持的理论。科学理论是可证伪的,也就是说,理论上总存在着能够证明其错误的证据。如果真的有能够颠覆进化论的核心机制的、经过严谨科学检验的证据出现,那么进化论确实会被修改或被新的理论取代。但目前为止,没有任何证据能够做到这一点。相反,越来越多的证据都在不断地支持和完善着进化论的解释力。

我们甚至能在一些生命体身上观察到物种形成的早期迹象,例如“亚种”的形成,或者在隔离环境中出现具有明显差异的种群,这些都可以被视为物种形成过程的阶段性表现,只不过还没有完全跨越生殖隔离的门槛。

总而言之,认为“现在没有新物种诞生”就能证明进化论是错误的,是一种基于对时间尺度和科学验证方式的误解。进化论是一个经过无数证据支持的、解释生命多样性起源的宏伟科学理论,它的科学性体现在其解释力和预测力上,以及在各种独立学科中得到印证的能力,而非仅仅依赖于我们能否在有限的时间内“亲眼看到”一个物种的诞生过程。科学的进步,往往是建立在对现有证据的深入理解和对未知现象的不断探索之上的。

网友意见

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题主所罗列的解释一二三,没有一条是科学家用来解释“新物种诞生”的。作为一个生物学博士,我从来没有听说过哪个科学家会用狮虎兽去代表新物种诞生,更没有听说过只要杂交就能诞生新物种的。不知道为什么到了题主嘴里,这些我闻所未闻的错误逻辑就成了,呃,怎么说来着?哦,科学家“愚弄大众”的说法。

我作为一个科学工作者,不得不很痛苦地忍着先学习了大篇幅的题主幻想中的所谓“科学家”用于愚弄大众的“错误解释”及题主煞有介事的“反驳”,然后才读到题主自己对“进化论”的想象和理解:

“总之,现在那些科学家最多就是拿生殖隔离说事,强行说有新物种产生。但是我想说的是,如果真的存在单细胞进化成复杂生物,那么新物种诞生就不是牵强的a类鸟群体中出现了新品种b类鸟,或者a类蚊子中出现了新品种b类蚊子这种物种内部品种的诞生。而应该是今天诞生了狗,过段时间又诞生马,又过段时间诞生了黑猩猩等等这种明显不同有区别的物种!!”

也就是说,首先题主心目里对“进化”的理解是“扁平化”的,所有多细胞生物都是从单细胞生物(或某个其它祖先)开始独立地走了某个演化路径进化出来的。单细胞(或某祖先物种)到狗,单细胞到马,单细胞到黑猩猩。。。或者说,题主认为,如果有一天马灭绝了,按照进化论,马的某个祖先一定还可以再走一遍进化历程再次进化出马。。。其次题主认为新物种诞生是离散的。按照题主幻想的进化,新物种诞生就该是在某个小于题主寿命的长度的时间点(段)不断冒出来的,就像玩游戏一样,啪地一下地图里出现了一个新成员。最后题主对于时间完全没有概念。不知道动辄以千万年计的时间尺度和5年、10年有什么区别。

可惜九年义务教育不是这么教的,进化论从来也不是这么说的,科学更从来没有这样说过。这是题主完完全全自己幻想出来的进化论,然后题主批判了一番自己的幻想内容。

这就相当于说你爷爷、你爸爸、你叔叔、你伯伯、你兄弟姐妹、你、你儿子全都是你曾祖父生每过一段时间就能生出来的一样。而按照题主的逻辑,如果你曾祖父在一年之内干不了这个事儿,那就证明你爷爷、爸爸、叔叔、伯伯、兄弟姐妹、儿子都是被空降到地球上的。

就这逻辑还有啥好证明的?

五个字:

什么玩意儿

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相对论以天文时间看问题,动则光年;进化论以地质时间看问题的,动则百万年。

气候变迁同样如此,人类有史以来精确观测气象,满打满算180年,这种不顾演化尺度地看问题,特别没劲,就像两个幼儿园小班孩子拖着屁豁帘儿讨论微分方程的无机解,殊为可爱。

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看题主的描述,与其说这是一个生物进化问题,不如说是一个数学问题。

在生物学上有个概念叫做环物种(ring species)。

简单来说,一些物种中存在这样的现象:

A亚种和B亚种没有生殖隔离,B亚种和C亚种没有生殖隔离……一直到F亚种,但A亚种和F亚种却存在生殖隔离。

由于环物种的首尾出现了生殖隔离,所以哪怕像图C这样的情况,两个物种再次相遇,生活在同样的栖息地,也无法再繁殖。

最典型的环物种是银鸥(Larus argentatus)。

它们的七个亚种,分布在北欧、西西伯利亚、中西伯利亚、东西伯利亚、白令海峡、北美、英国,并形成环状:

环物种并不是进化论的直接观察证据,但却是进化论的一种痕迹。

就像道金斯所说的那样,环物种只是在空间维度上向我们展示了,只能在时间维度上才发生的事情。

2016年,有研究者对环物种的演化进行了模拟,来评价外源与内源屏障的重要性。

他们通过比较不同的空间分布,找出了有利于环种出现的条件[1]

模拟结果表明,外源因素比内源因素更为重要。

通过计算偏秩相关系数,研究者对相关参数的重要性进行了排序,发现环物种的分布宽度和环境对物种的承载能力,是最为重要的。

当分布宽,交配面积足够大时,生殖隔离会有利于单个物种的产生,不利于环物种产生。只有,分布窄,交配面积低,才有利于多个物种的形成。当分布带狭窄到形成走廊状,才有可能诞生环物种。

但这种走廊状的狭窄分布,很容易受到基因突变和外部因素的干扰,从而影响环物种的最终形成。

这样的条件无异于是苛刻,所以自然界几乎不存在完美的环物种。

沿着环物种的逻辑,其实在生物进化的过程中,它也会在时空上形成一个物种环。

例如,A产生后代B,B产生后代C……C产生后代F,最终,A和F之间出现了生殖隔离。

当然,由于我们无法回到过去,这样在时空上形成的物种环,我们是无法进行验证。

但我们可以从数学的角度来探讨一下,为什么,我们很难观察到新物种的诞生。

地球上现存的动物预估777万种动物,人类识别率不到20%,大约有150万种。

我们以人类识别的150万种来探讨。

通过分子生物学的研究表明,智人和尼安德德特人的基因差距是30万年。而人类的代系周期,是所有动物中较为漫长的。

地球上昆虫就有100多万中,占人类已知物种总数的60%以上。而昆虫的代系周期,通常≤1年。

这样我们平均一下,所有物种的平均代系周期,我们取1年的时间。

由于原始人生育周期比现代人短,也取个平均值15年,那么人类的生育周期是所有动物平均周期的15倍。

那么,新物种诞生的平均周期便是2万年。

  • 在这里,我们不考虑环境和基因突变快慢的差异,假设所有物种的基因都是平均变化的。

2万年,人类文明加上农耕文明的起源,才勉强有这个长度。

但你很快会发现,2万年的时间诞生了150万个物种,平均一年就诞生了75个物种。

这个数目已经不小了,似乎,理论上人类应该能观察到新物种的诞生?

但其实,这并不能。

因为,每当我们发现一个新物种时,这个新物种总是和2万年前的祖先存在生殖隔离,而不是和100年前,1000年前的祖先存在生殖隔离。

物种从来不再我们眼前产生,它只因和祖先的基因差距足够大,无法在理论上进行繁殖时,我们把这个后代定义成了新物种。

是的,物种的概念本身就是人类定义的。

它不因人类的定义是否产生和灭绝。

某种意义上来说,我们都是原始祖先一代代产生的后代,每一代都是一个逐渐变化的过程中。如果没有人的定义,我们与最近产生生殖隔离的祖先,从来不是两个物种。

只不过我们人类为了自身方便归纳,所以才对物种进行了归类。

其实,随着现代生物、或古生物学越来越多中间物种的发现,早期的归类法已经不够适用,所以从诞生了系统分类法。

  • 例如,我们常常听到人类是肉鳍鱼的说法,这便是源于系统分类法的缘故。但系统分类法也有自己的问题,例如,古生物学上的一个科,可能它的后代能发展出一个目来。

但本质来说,从来没有一个界限存在于生物之间,让它在某一刻诞生一个新物种出来。其实这很像「谷堆论证」,物种交配繁殖产生后代,后代就会存在基因突变,它们和亲代已经有所不同。就像在地上放下了一粒谷子,你不会判定它是谷堆(物种)。你后代再繁殖一代,就好比再加一粒谷子,你依旧不会认为它是一个谷堆(物种)……一直加下去,最终出现足够过的谷子后,你通过它的大小和外形(物种判断依据),判断它已经是一个谷堆了(物种)。

那么,你在产生哪一个后代开始,才算新物种诞生了呢?

不能因为你无法判断,就像欧布利德那样耍逻辑流氓直接判定物种不存在吧?你不推翻人对物种的设定,那么物种就是存在的。但如果你去判定那一刻诞生了物种(谷堆),那又是不可能的。因为这本身就和数学的极限是共通的。

总的来说,只有足够长时间的代系差异,才能去判定是否是新物种。代系差异足够短的,你无法判断,在古生物学上的争议比比皆是,某个生物X被判定是A、B,或者A和B的过渡种都是极有可能的。

如果你能明白这一层逻辑,接下来我们再来考虑加上所有环境和基因突变因素的情况。

理论上来说,对于一个代系周期足够短,变异快的物种来说,我们是有可能观察到新物种诞生的。

例如,这个物种的代系周期只有3天,变异也比普通物种快3倍。

理论上,如果让它们不停地繁殖,足够长的时间之后,就会产生理论上新物种。

简单推算一下,大约需要20000天,也就是54.8年的时间。

而现实中,正好存在这样的物种,那就是——果蝇。

如果不停繁殖果蝇,然后给予一定的突变刺激,这个实验在理论上是可以实现的。

但哪怕如此,这个实验周期也漫长到研究人员大半生,甚至一生的长度。

目前来说,的确有人意图往这个方向研究,但杂交的时间其实并不够长,虽然不同组的果蝇的确表现出了不交配的现象,但并不能证明不存在生殖隔离(从理论上来说,时间也不足以产生生殖隔离)。

说不定在未来,会有一个研究者愿意花半生的时间来研究这个问题呢。

但正常点的研究者大概率不会,因为从分子生物学的角度来说,进化论的证据实在是太多了(当然,现代生物学也对达尔文进化论进行了科学的发展)。

参考

  1. ^ Vijay, Nagarjun. Digest: Why are there no ring species?*[J]. Evolution, 2017, 71(2):501-502.
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已知全世界的生物学家普遍都支持进化论;已知世界上相对文明发达的国家(包括我国)都把进化论写进了基础教育阶段的教科书,每年都会投入大量科研经费在进化生物学相关的科研项目上;已知世界知名大学普遍都有进化生物学专业;已知各大学术期刊(包括最顶尖的nature,science)每年都有大量进化生物学的论文发表,也有许多进化生物学自己的学术期刊和学会;已知进化论被广泛运用于医疗用于育种用于环保甚至用于法院断案。

进化论这么权威的一个科学理论,要是真有什么连知乎网友都知道的“能够证明进化论是错误的”现象,你觉得是为什么没有被科学家当宝贝拿去发表惊天牛文推翻进化论名留青史呢?要知道这可是分分钟就比肩达尔文牛顿爱因斯坦的重大贡献啊。


现在有没有新物种产生?科学的来讲肯定是有的。比如新冠病毒就可以被看成是新物种,类似的还有各种抗药菌啥的层出不穷。不喜欢微生物的话也可以参考各种辐射进化的例子,比如著名的达尔文雀啦,Anolis蜥蜴啦,还有非洲丽鱼等等。尤其后者号称是脊椎动物中最快速的物种分化,在维多利亚湖里花了一两万年就进化出了约500种不同的鱼,平均几十年就出一个新种,那速度是相当之快了。

但是由于物种这玩意儿并没有一个明确的定义(生物学就这毛病,连【生物】本身都没有明确的定义),所以在讨论新物种诞生的时候得先就“什么算新物种”达成共识才有的聊。

比如题述的生殖隔离就是一个常用的物种定义(也就是传说中的生物学物种定义)。如果按照这个定义,那科学家在上个世纪做的各种物种分化实验(比如经典的果蝇物理隔离实验)就带来了当之无愧的新物种。只不过看题述内容,题主并不喜欢这个定义。

根据题主的要求,新物种得是“明显不同有区别的”,看上去大致就是所谓的形态学物种了(morphological species, 着重强调在外形上有明显区分)。那让我很好奇的是像腊肠吉娃娃这种在题主眼里算不算是跟灰狼有明显区别的新物种呢?或者科学家在实验室里每天离心机转转转,两个星期就把酵母从单细胞生物转成了多细胞生物又算不算新物种呢[1]

最后附上论文一篇[2],有兴趣的同学可以看看科学家是怎么论证人类活动在造成物种灭绝的同时也在带来新物种的:

参考

  1. ^ Ratcliff, W., Fankhauser, J., Rogers, D. et al. Origins of multicellular evolvability in snowflake yeast. Nat Commun 6, 6102 (2015). https://doi.org/10.1038/ncomms7102
  2. ^ Bull J. W. and Maron M. 2016How humans drive speciation as well as extinctionProc. R. Soc. B.2832016060020160600 http://doi.org/10.1098/rspb.2016.0600

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