水母问题

2020-08-29 07:06:09

年满30岁后,恩斯特·海克尔(1834-1919)看不到未婚妻的脸就看不到水母。他第一次对水母着迷是在十年前,当时他正在赫尔戈兰钓鱼。把它们拖上船后,他被它们奇怪的、凝胶状的“美”迷住了。可以肯定的是,他们一开始并没有让他想起任何人;但十年后,当他的未婚妻安娜·赛斯(Anna Sethe)在他30岁生日时出人意料地去世时,他从他从深海拖上来的奇怪生物中寻求安慰。事实上,他把自己对安娜的热情完全投射到了水母身上,以至于几年后,当他以她的名字命名一个新物种(小水母)时,他的描述读起来更像是一封情书,而不是科学文本。

当然,吸引海克尔喜欢水母的不是它们与安娜的外貌相似,而是它们表面上难以捉摸的本性。几乎所有关于他们的事情似乎都无法解释。虽然有些品种可以长到巨大的尺寸,但它们却简单得令人吃惊。它们没有真正的眼睛,没有中枢神经系统,没有心脏,没有肺,没有血液-事实上,除了一个粘性的伞形铃铛和几只悬挂在下面的触手,几乎什么都没有。虽然成年水母是自由漂浮的,但它们生长的息肉却固定在海床上,就像一根毛茸茸的茎。而且,尽管水母会刺痛人,但只有最基本的刺激才能引起任何反应。事实上,它们是如此简单,以至于很难说它们是极其初级的动物,还是仅仅是非常高级的植物。

到安娜去世时,生物学家对水母的研究已经有2000多年的历史了。其中最早的是亚里士多德。他以其特有的对秩序的热爱,根据生命的重要功能,将所有的生命形式分为三类。在自然阶梯(“自然阶梯”)的底部是植物,它们只具有营养和生殖功能。在它们的上方是动物,它们也有感知能力。在最顶端,他放置了人类,这些人是有道理的。这一切看起来都相当直截了当。但是有个小问题。虽然大多数生物可以毫不费力地归入一个或另一个类别,但也有少数生物似乎不适合。其中,水母是最麻烦的。考虑到它们缺乏感知能力,它们显然不是动物。但是因为它们没有附着在任何东西上,所以它们也不是植物。

问题不在于水母本身,而在于亚里士多德的图式。不管它看起来多么直观,它的类别只是定义得太狭隘了。就像亚里士多德似乎也认识到的那样,动物和植物的区别不仅仅在于感知。生活没有那么简单。但他仍然拒绝放弃他的系统。尽管它可能有缺陷,但它仍然适用于大多数生命形式。由于他的目标仅仅是识别不同的属,他认为没有必要仅仅为了几个异常值而改变它。因此,他对水母不屑一顾,称其为“不完全”的异常现象。

事实证明,亚里士多德关于“自然阶梯”的观点产生了巨大的影响。它被后来的古典作家,如西奥普拉斯特斯和老普林尼所采用,成为基督教思想的主导者-部分原因是它与圣经中关于创造的描述密切相关。植物、动物和人类之间的基本划分被毫无疑问地接受了;一些生物比其他生物“更高”(即更接近上帝)的概念被认为是不言而喻的。

然而,亚里士多德对动物和植物的区分却不那么受欢迎。认识到仅仅依靠感知的局限性,自然哲学家逐渐扩大了对动物的定义,将更广泛的生理和行为特征包括在内--这些特征本身都是不够的,也不是必要的。例如,托马斯·阿奎那(1225-74年)认为,最明显的区别是自愿从一个地方搬到另一个地方的能力。然而,由于任何东西在没有意识到它想要去哪里的情况下都不能自己移动,所以知识也很重要。由于知识通常需要记忆和听力,这些也可以发挥作用。

在这个基本结构中,动物和植物可以分成一个等级。这是使用基于先入为主的二分法的逻辑划分系统来完成的。从最高层开始,你只需向下工作,边走边问一些简单的或非此即彼的问题。一种生物是温血的还是冷血的?它有羽毛吗?它的喙是弯曲的还是直的?

当然,这样做的好处是它的灵活性。亚里士多德曾以黑白分明的方式看待生活,现在却有可能容纳灰色的阴影。但它仍然提出了一个令人担忧的问题:在什么时候,某些东西不再是植物,而开始成为动物?如果动物可以通过一系列不同的特征来区分,那么一种生物需要多少个才有资格呢?哪一个是最小的呢?

这让水母陷入了尴尬的境地。每个人都认为它们符合成为动物所需的一些标准。它们可以移动;虽然它们看起来没有任何感官,但它们至少有一些本能。但这还不够。由于它们最明显的特征(拖尾触须,果冻状头罩)是独一无二的,仅用逻辑除法很难看出它们与其他任何东西有什么联系。对于康拉德·盖斯纳(Conrad Gessner,1516-1565)来说,坚持亚里士多德的观点认为它们是“不完整的”似乎更容易。格斯纳给它们起了个绰号叫“荨麻”(圆形的、独立的荨麻),他只是把它们和其他一些圆形的、粘稠的、刺人的东西捆绑在一起,然后就到此为止了。

显微镜的发明改变了一切。安托万·范·列文虎克(Antoine van Leeuwenhoek,1632-1723)对此进行了完善,这不仅使我们能够比以往任何时候都更仔细地研究生物的结构,而且还揭示了大量新微生物的存在,这些微生物都不容易被归类。这暴露了亚里士多德体系的不足。以前只有几个“不完全”的例外需要处理,而现在有数万个,如果不是数十万个的话。

如果博物学家有机会理解它们,显然需要一种新的方法。植物学家约翰·雷(1627-1705)提出了前进的方向。他拒绝立即进行逻辑划分,认为生物应该仅仅基于观察到的相似性而被归类为“物种”。几十年后,卡尔·林奈(1707-78年)进一步发展了这一点。在“自然系统”(1735年)中,他概述了一个由五个主要层次组成的分类系统:王国、纲、目、属和种。这使得生物可以更“自然”地组织起来--并且第一次给出了一系列“异常”生物的明确名称。

不过,这里面有个圈套。虽然林奈的方法比亚里士多德的方法有了很大的改进,但他的基本假设基本保持不变。每一个王国的定义都同样简单化,它们之间的边界仍然相当模糊。由于将较高的类群划分为较低的单位仍然是自上而下进行的,结果只是同一幅旧图景的一个更复杂的版本。

对于水母来说,好消息是,与亚里士多德和他的继承人不同,林奈将它们归类为动物。然而,坏消息是,他的推理和盖斯纳的一样武断,他不清楚它们与其他生物之间的关系。他随意地将它们归为Vermes(蠕虫)一类,并将它们与海参、海星和浮游生物一起归因于定义不清的Zoophyla属(类似植物的动物)-在自然界的最底层。

值得庆幸的是,博物学家很快就意识到,如果分类是由观察指导的,自上而下的工作是疯狂的。更好的做法是从底层开始,将物种分类成相似的群体,然后向上努力,在定义的过程中充实定义。

在科学技术和比较解剖学的进步的帮助下,很快就取得了快速的进步。到了19世纪中叶,人们对不同的生物有了如此多的了解,以至于以前对动植物生命的粗略理解已经被抛弃,取而代之的是越来越精细的定义。唯一的问题是,博物学家发现的越多,他们就越难以确定差异。似乎每件事都有例外。因为大多数博物学家坚持认为动物总是以目前的形式存在,他们往往很难理解明显不同的物种之间可能仍然存在着怎样的联系。

为了解决这个问题,一些博物学家提出了一个新的分类方案。它被称为“原生动物”或“原生动物”,它将由所有那些“不确定的”或“不完整的”对象组成,似乎与其他任何东西都没有关系。但没有人能就它应该是一个阶级、一个门类还是一个王国达成一致-更不用说它应该包含什么了。

这使得水母处于不确定状态。当然,还有一些人仍然相信他们是动物。1843年,理查德·欧文(1804-92年)对它们的解剖学进行了异常详细的描述,并极力主张将它们列入动物学。但他很难解释其中的原因。他不得不承认,在它们生命周期的某些阶段,它们实际上看起来更像原生动物--当被推动时,不得不求助于旧的“本质论”论点。

是海克尔来拯救水母的。在19世纪初,博物学家已经开始意识到生活并不像它曾经看起来的那样是静止的和一成不变的。在“动物学哲学”(1809)中,让-巴蒂斯特·拉马克(1744-1829)认为,随着时间的推移,所有的生物都经历了一个不断的“蜕变”过程。几年后,罗伯特·钱伯斯(Robert Chambers,1802-81年)观察到,如果这是真的,那么目前存在的所有形式的生命肯定都是从早期的形式发展而来的-并绘制了一张简图,展示了鸟类、鱼类和爬行动物可能是如何作为哺乳动物发育的“分支”出现的。

然而,直到查尔斯·达尔文(Charles Darwin)才明白这一观点的全部含义。达尔文在“物种起源”(1859)一书中认为,生命的多样性是自然选择渐进进化过程的结果。所有的生命最终都可以追溯到一个共同的祖先,而生命形式的多样性可以通过构建一种“家谱”来更好地表现出来,而不是通过将不同的物种安排成一个完美的等级来更好地表现出来。

海克尔在安娜去世前与达尔文建立了通信关系,他开始着手绘制这样一棵“生命之树”。他最成功的努力出现在他的“组织学家的形态学总成”(1866年)中。这清楚地说明了生物体随时间从最简单到最复杂的进化过程,并成功地一劳永逸地解决了“水母问题”。海克尔表明,它们无疑是动物。可以肯定的是,非常原始的动物,但动物,仍然如此。他们之所以如此不同于其他任何人,是因为他们很早就从其他人中分离出来了。

当然,从那时起,海克尔的系统发育树已经被多次修改;但水母仍然在那里,享受着作为动物的荣耀,毫无疑问,对一个人的爱和损失表示感激。

亚历山大·李是华威大学文艺复兴研究中心的研究员。他的最新著作是马基雅维利:他的生活和时代(斗牛士出版社,2020)。