第四章 有机界的现状 (1/2)

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    ·The Present Condition of Organic Nature·

    谦虚地讲，我认为自己只是这么一个向导而已。通过这个向导，我们来理解多年以来最具争议的一本书————达尔文先生的《物种起源》————中的观点。……作为一个人，我当然也会有疏漏，但是要知道，对这类问题进行判断正是我本人的专业所长。

    要想全面了解马，我们首先得研究这个动物的结构……随着时间的延续，由于疾病、意外或年老，这一台机器的很多功能严重退化，马失去了它的活力，在经历构成和状态上一系列的神秘变化之后，它最终腐烂分解，完成其生命历程，回归于其绝大部分物质所来源于的无机界：它的骨骼变成了碳酸钙和磷灰石；肉体和其他部分最终变成了碳酸、水、氨。

    在筹划这个系列讲座的内容时，我发现在这六个讲座［1］中，我所能做的只是给大家做个向导。谦虚地讲，我认为自己只是这么一个向导而已。通过这个向导，我们来理解多年以来最具争议的一本书————达尔文先生的《物种起源》————中的观点。我敢肯定，你们中有很多人都读过这本书。为什么呢，因为我看出你们拥有强烈的探究欲望。不管怎么说，你们通过这个或者那个报告都多少听说过这本书，你们大家的注意力或好奇心都曾多少为该书的内容所吸引。我所要做的、我所能做的就是与大家交流一下我的观点。作为一个人，我当然也会有疏漏，但是要知道，对这类问题进行判断正是我本人的专业所长。

    如果把这么简单的几个讲座称之为一个课程的话，那么面对这么大的一个题目，这个课程的大部分精力就不得不侧重于一些基础性的东西或者该书中最基本的事实和原则直接摆在大家面前。我不能预设你们或你们中有人是博物学家。即便有人是博物学家，但盛行于博物学家之中的错误观念和错误理解也会迫使我按我的既定方案来讲授。一切从零开始，我应该讲清楚有机界的现状和过去、达尔文先生所投身的事业的性质、对于从事这项事业有什么要求、该书的作者在多大程度上满足了这些要求，又在多大程度上未满足这些要求以及其他人又在多大程度上满足或者未满足这些要求。

    作为今晚的第一个问题，我将粗略地介绍一下生命世界的基本知识。当然有很多方法来介绍这些知识，今天我将采用图示的方法来进行。我将仿照洪堡《自然侧影》（Aspect of Nature）中的形式向大家展示各种气候和其他条件下无限多样的生命形式。虽然这样做对我们大家来说非常有意思，但是对于我们今天的话题来说显然并非最佳选择，因为我们必须走得更远，挖得更深。我们必须找出生命界（living nature）（如果可以这么说的话）最隐秘活动的基本规则。因此我建议用我们大家都熟悉的动物为例，通过其中显而易见的例子来展示生物体的各种问题。然后我会向大家证明所有的生命体都有同样的问题。首先，我要向大家解释一下“有机界”（organic nature）一词的意思。在有关有机界的科学中，这个词等同于“生命”，而在所有的生物体中，你总可以划分出几个形式特殊、功能特定的部分，这些部分叫做“器官”（organ），而生物整体则叫做“有机体”（organic）。因为这个特征适用于所有的生命体，“有机体”一词就被用来描述整个生命世界————整个植物界和整个动物界。

    对于你们来说，没有几种动物会比这幅骨骼图中的这个动物更为人熟知了。你们不必为了下面的Equus caballus一词犯愁。那只是它的拉丁名，意思就是马，仅此而已。要想全面了解马，我们首先得研究这个动物的结构。马的身体外被马皮，马皮上附有马毛；如果剥去马皮，我们会看到马肉或者专业术语所称的肌肉。通过这些肌肉的收缩，使得动物体内的固定结构能相对移动，从而产生运动，这样一来，马就有力气和能量为我们人类效力。

    现在剥掉马皮和马肉，你们看到的是一套骨骼————固定的结构————通过肌腱连接起来组成现在看到的骨架。

    在这个骨架中可以识别出几部分。那一套从头颅到尾巴的骨骼叫脊椎骨，前面这些叫做肋骨；这儿还有两对肢体，一对在前、一对在后，即我们所谓的前腿和后腿。如果进一步深入到动物的内部，我们会发现骨架中有巨大的腔，或者应该说两个巨大的腔————一个从头颅开始穿过颈椎骨、脊椎到尾骨，其中容纳着极为重要的器官————脑和脊髓；另外一个从嘴开始，通过食道、胃到肠和其他重要的消化内脏，还有心脏及相连的血管、呼吸器官肺、肾脏和生殖器官等等。现在我们来试着省去末节，把马的观念简化为人们毫不费力就可以记住的简单图式。如果做一个横切面，就是把马从中间锯断，并略去其中的细节。假设切面通过包含前肢的身体前半部分，我们会看到这样一个马的横截面（图32）。这里是动物的上半部分，即我们所说的脊椎（图32的a）。这里是消化道（图32的b）。这里是心脏（图32的c）；这儿你会看到两个管。所有这些都包裹于马皮之中；脊髓位于上面的管中（图32的a），消化道（b）和心脏（c）位于下面的管中（图32的d）；这里两边是两条腿。为了简单起见，我只画两根棒棒儿在这儿（图32的e）。按照数学家的观念，这就是马最简约的表达式。如果可能，记住这个简化的马的结构图。我现在所呈现给大家的，用术语来讲，就是马的“解剖学”。现在假设我们要研究其中几个部分————肉、毛、皮和骨，用手术刀剖开各个器官，用放大镜仔细观察，看看我们能看到什么。我们会发现肌肉是由强劲的纤维组成。同样，脑和神经是由神经纤维和这些看起来有些奇怪的神经末梢组成的。如果拿一块骨骼去观察，我们会发现，虽然它与鸵鸟骨骼在细节上不尽相同，但却十分相似。如果取任何组织的一部分来观察，我们会发现它们都有在显微镜下才能看得到的微细结构。这就是显微解剖学或“组织学”。所有这些部分都处于不断变化之中；在动物的一生中，每个部分都在不断地生长、分解和代谢。组织不断地被新的材料所替代；如果追溯到肌肉、皮肤和任何其他器官的初期，你会发现它们都处于同一状态。每一根微丝和纤维（我这里只说整个过程的大概特征）都是一种组织的某种变形，它又可以细分成很小的、由元素碳、氢、氧、氮组成的（图33）“肉质粒子”。这些构成基本组织的单粒子叫细胞。如果把我手上的皮肤做一个切片，会发现它是由细胞组成的。如果对所有动物不同器官的纤维进行观察，你迟早会发现它们由包含类似元素的材料组成。因此你可以看出，如同我们在图32中把马的身体简缩成那样的表达式，我们在这儿同样可以把显微结构单元缩简到更为简单的形式。如同整个生命体的结构某种程度上可以简化如图32，各种组织的原始结构都可以表达为一团细胞（图33）。

    图32　马的横截面

    图33　细胞的截面

    通过这种简化的方式，我们勾勒出了马的身体结构（专业上称之为形态学），现在我们来看马的另一侧面。马的结构不是死的，它是有生命的、活动的机器。到目前为止，我们看到的只是这台蒸汽机在呼呼地冒气儿，一点儿都没看见它内部的锅炉和零件；但是动物的躯体是一架构造精致的活动机器，它的每一个零件在机器的运转中发挥着不同的作用。这个机器的运转我们称之为它的生命。工作一天以后，你会看到马也许在野地里吃草，或者在马厩里咀嚼燕麦。它在干什么呢？它的颚骨就像一盘磨子，一盘非常复杂的磨子，它把玉米或青草磨成浆。这项工作完成以后，食物会被送到胃中，并与胃液搅拌混合在一起。胃液的特性是它能够溶解青草中的营养成分，而只剩下那些没有营养的部分。这儿你可以看到，先是磨碎、化学溶解，然后是那些经过溶解后剩下的食物残渣通过肠道的肌肉蠕动被运送到后半截消化道中去，而那些溶解的营养成分则被吸收到血液中。血液在遍布全身的血管中循环，血管与心脏相连，后者通过收缩和阀门的开闭使血液一刻不停地沿着一个方向循环运动。正是通过满载消化产物的血液循环，皮肤、肌肉、毛发和身体的其他各个部分才能获得它们所需要的营养。各个器官从这些营养中获取它们发挥功能所需的物质。

    这些器官的运转、各个功能的实现都和从血液中持续不断地吸收所需的营养物质以及不断地形成代谢产物并将之运输到肺和肾有关，而肺和肾的功能是提取、分离和排泄这些代谢终端产物。这样一来，整个机器的营养、运转和维护过程就会井然有序地进行了。但是马不仅是能够自己进食维持自身所需营养的机器，它还是一台能够提供动力的发动机。马会从一个地方跑到另一个地方。为了实现这种功能，马有着连接四肢骨骼的可以伸缩的强壮肌肉，这些肌肉又通过大脑和脊柱中的脊髓神经来控制其运动。脊髓又与很多遍布全身的叫做神经的纤维相连接。通过眼、鼻、舌、皮肤等感官，各种印象和感觉会被传给大脑这个中枢，它负责接收信息并发号施令给各个器官，并通过肌肉运动来实现欲行使的动作。因此，你所看到的是一个极其复杂而又配置精美的机器，它的各个部分和谐地为实现一个共同的目标而努力奋斗————维持该动物的生命。

    现在我们来看，马吃下草、燕麦或其他植物，然后排出废物。因此，这台复杂机器的所有物质来源最终都是依赖于植物界的。但这些草、燕麦或其他植物又是从哪儿获取营养的呢？最初，它只是一粒种子，很快它便开始从土壤和空气中吸收没有任何生命活性的物质。它吸收的水分是一种无机物；它吸收的碳酸是一种无机物；还有空气中的氨是另一种无机物。然后通过一些奇妙的、化学家尚不太了解也不愿多谈的化学过程，将它们合成为一种物质————蛋白质。蛋白质是由碳、氢、氧、氮组成的能够单独具有活性并能持久维持动物生命的复杂化合物。现在你可以看到动物的经济学中，动物身上的废料通过有机物质的形式不断排泄掉，这些废料不断地被来自植物的修补和重建材料所替代，植物又把同样的无机材料通过神秘的方式转化成有机材料。

    现在我们来看看马的生活史的另一方面。过了一段时间，由于疾病、意外或年老，这个动物迟早会死去。这一台机器的很多功能严重退化，马失去了它的活力，在经历构成和状态上一系列的神秘变化之后，它最终腐烂分解，完成其生命历程，回归于其绝大部分物质所来源于的无机界：它的骨骼变成了碳酸钙和磷灰石；肉体和其他部分最终变成了碳酸、水、氨。也许现在你看明白了动物和植物之间、有机界和无机界之间的神秘关系，就像这幅图中所画的一样（图34）。

    图34　图示植物、动物和无机界之间的物质关系

    植物吸收这些无机物并把它们转化成自己的一部分。动物吃下这些植物，留一部分维持自己生存，把其余部分排出体外；最终，动物自己也会死掉，它的躯体会分解并再归还给无机世界。因此存在着一个永续不断、周而复始的循环，无机物不断形成有机物，有机物又不断还原成无机物。这样看来，组成你身体的物质很有可能曾经属于很久以前早已灭绝的动物，就在你们两者一生一死这段时间里，这些物质很可能以无机的形式存在着。

    于是，我们会得出一个乍看起来有些滑稽的结论：组成生命世界的和组成无机世界的物质是完全一样的！同样，动物的力量或者力要么与无机界的力完全一样，要么能够转化成无机界的力，如同物理学家所说的热电转换，电磁转换，磁力转化成机械力或化学力，或者一种力转化成另一种力，相互之间可以等量... -->>

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