1900年左右,孟德尔的研究成果重新发现以后,跟着就发生了争论,一方面是贝特森所领导的孟德尔主义者,另一方面是毕尔生和韦尔登(Weldon)所领导的生物测量派。生物测量派持有严格的达尔文主义观点,以为进化是从连续的细小变异而来的。这两派敌对的意见,以后又综合起来,主要是靠了费希尔(R.A.Fisher)的工作。他用他在数理统计学上的研究成果提供了一种新的研究工具。要测验一组事实是否合于孟德尔的规律,我们现在使用毕尔生所发明的数学的判别标准。要找人身上的孟德尔式遗传的例子,我们便参考毕尔生所搜集的数据。诺顿(Norton)、霍尔丹、费希尔与赖特(Wright)运用数学方法在达尔文主义和孟德尔主义的基础上创立了一种多少带有诡辩性的进化学说,认为主要的遗传单元是基因而不是个体。由泽维里科夫(Tsetverikov)开创的关于自然群落的遗传的研究,证明各种族里可能存在着表面上同质的大数目的隐性基因。群落中品种愈多,自然选择的速度愈大,因为不适者被淘汰得更快;根据费希尔,适者的增长率与遗传性的差异度成正比例。
作为孟德尔式发育的基础的突变,在常态下也常出现,其中有一些可以用染色体的事实说明。但是弥勒发现,X射线对于果蝇的作用可以使突变的数目有所增加。
近来类人猿与类猿人的化石的发现给人类进化提供了证据。在爪哇与中国掘出的化石有很多相似之点,但是中国的北京猿人在发展上处于稍高的阶段。有关人科起源的其他古生物学证据还有新生代的中新世与鲜新世地层里的森林古猿化石。这些化石的某几种在特征上已接近现代的类人猿,由此可见,向人科发展的线索和向类人猿发展的线索必定是在鲜新世的早期分道扬镳的。
新近在南非洲发现的猿化石有力地说明森林古猿很有可能是人科的祖先,虽然中间还有一些空白有待古生物学家的发现加以填补。猿人化石的新材料足以说明猿人具有人科的身材,特别是它们的肢骨已经可以和现代人相比。猿人可能是后期各型人的发展的基础,其中一个旁支便是穆斯特期的尼安德塔型人。
在进而讨论一般化石时,我们注意到,虽然在寒武纪岩层(如在威尔士北部所发现的)里,已经有大多数主要类型的化石,但在寒武纪开始以前便寻不着化石的记录了。在寒武纪(也许在5亿年前)和最古的岩石(根据放射物证据大约在20亿年前)两个时期之间的某一个时候,地上已经出现了生物。生命起源的问题仍然没有解决。细菌与其他微生物的自然发生说已经为斯帕郎扎尼与巴斯德所否定(参看186,264页)。有人提出生命可能是由其他行星而来的。但是有生命的机体在宇宙空间的有强烈杀伤性的短波辐射里很难存活;人类为大气小的氧所蔽护,才得免于这些辐射的损害。因此生命必定起源于地球。比细菌更小而更简单的病毒——差不多和分子一样大的生物——的发现,重新提出一个老问题:“像病毒那样简单的物体需要什么样的环境?在原始的无机物里是不是也可以找着病毒?”电子显微镜或可对解答这问题有一点帮助,但是这问题现时还只好谈到这里为止。
生物学与人类学的进一步发展(3)
生物物理学与生物化学
二十世纪初的生理学的最显着的特色,是运用物理与化学的方法来研究生理的问题。事实上,差不多可以说生理学已经分成为生物物理学与生物化学两个分支。
胶体的物理学与化学对于生物学异常重要,因为组成生活细胞的内容的原形质是胶体,其核心较其他部分略为坚实。胶体对于农业科学也变得重要起来,因为过去以为土壤是岩石风化出来的固体粒子和腐败的动植物质料混合而成的,今天则认为土壤是有机体与无机胶体的复杂结构,其中的微生物也起了重要的作用。我们脚下的土地是活的,而不是死的;土壤与其中众多生物的功能在于分解其中所含的或从外界得来的原料,使之变为土壤上面的植物的食料。
格雷厄姆在1850年已经认识到晶体与胶体的区别,后来又认识到二者性质上的差异,至少有一个原因是胶体的分子比晶体的分子更大。晶体如糖或盐的溶液是均匀体,但胶体的溶液是双相系,在二相间有一个确定的分界面,而且有足够大的面积,显示出表面张力的现象。
有些胶体分子颇大,在显微镜里也可以看见。这些分子的奇异而不规则的振动,在1828年经布朗(Robert
Brown)观测过,1908年贝兰(Perrin)证明这种布朗运动是邻近分子的碰撞造成的。如果是这样,胶体粒子应该和这些分子具有相同的功能。根据这些粒子的分布与运动,用三种方法求得的数字,同根据贝兰的假设所得的推论完全相合。
1903年西登托夫(Siedentopf)与席格蒙迪(Zsigmondy)发明“超显微镜”以后,就促进了对小的胶体粒子的性质的研究。可见光的波长在400与700毫微米(一毫微米即百万分之一毫米)之间,比这一波长更小的粒子无法清晰地看见。但是如果将一束强光射在这些粒子上,使发生散射现象,在观测者通过镜轴与光线正交的显微镜来看这些粒子时,粒子的大小和波长大致相等,粒子就在布朗运动中形成一些明亮的光轮;如果粒子大小比波长小得多,粒子就呈现一片朦胧不清的现象。先进的电子显微镜将在后面再加叙述。
胶体理论,由于研究了胶体的电荷性质而大有进步。胶体粒子在电力场里东奔西驰,说明这些粒子带有正的电荷或负的电荷,大概是由于对离子的选择吸附的缘故。哈迪(W.B
Hardy)爵士发现当周围的液体慢慢变化,由略带酸性而至略带硷性时,某些肢体的电荷发生逆转。在电荷为中性的“等电点”上,体系便不稳定,胶体即由溶液中沉淀而出。