長頸鹿的故事－經典演化範例？

文/黃小石博士

徜使能證明有任何複雜器官不是經過無數的、連續的、輕微的變異而形戚，那末我的學說就要完全破產。 

──達爾文《物種起源》 

動物園裡各種生物中，沒有能與長頸鹿相比的。牠是目前存在的萬物中，唯一的鶴立雞群者。

哈佛大學古生物學家暨演化生物學家古德¹教授在他的 1996年的一篇論文²中這樣說：「教科書中最誇張的故事就是長頸鹿那誇張的脖子的演化」³。十八世紀法國博物學家拉馬克⁴首先提創長頸鹿演化過程，一直沿習至今仍作為生物教課最典型的說明生物演化的範例。雖然現在有許多專家們已不再接受拉馬克──達爾文對長頸鹿演化機制的看法，但是這仍是一般人對演化論接納的有力證據之一，這也是筆者在求學時期所受到的教導，從來沒有人告訴我說這可能是錯的例子。


據拉馬克的說法，長頸鹿是這樣來的：從前的長頸鹿脖子並不長，後來非洲草原⁵出現旱災，地上草源不足，於是長頸鹿吃一種刺槐⁶樹上的葉子，頸子長的吃得飽，於是大家都努力伸長脖子吃樹上的葉子，脖子長的長頸鹿就有了生存的優勢，得以把長脖子的基因傳給下代，代代相傳，脖子也就一代比一代漸漸拉長（長頸鹿已有一百萬年的歷史），到今日已成了頂天立地的巨物。據說最高的長頸鹿名叫喬治，有29呎（約9公尺）之高（一般的公長頸鹿也可以長高到18-19呎），這個說法傳了二百年，而且漏洞也很多，只是沒有什麼人告訴我們老百姓問題出在哪兒，於是將錯就錯地把我們一直留在十八世紀的學說裡。

拉馬克──達爾文長頸鹿演化理論有些什麼問題呢？近代專家們指出：

1. 若長脖子是其生存競爭的主要武器（脖子短的長頸鹿逐漸被淘汰），何以母長頸鹿的脖子比公的要短上三呎（0.93公尺）呢？斷奶後的小長頸鹿又如何生存呢？

2. 若長頸鹿以能吃到樹上高處的葉子為其競爭力的優勢，所觀察到長頸探食的習慣並不是常採樹頂的葉子，而是採與其肩平高、樹中間的葉子，與一種「長頭羚羊」⁷採食高度一樣，無謂地增加了競爭對手。

3. 若要想搆到高樹上的葉子，把脖子拉長不是最直接有效的手段，爬樹或直立才是。為什麼一些會爬樹的羚羊類的動物卻不在熱帶草原演化出來呢？若是需要長頸才能適合生存，何以在同一草原上有這麼多「短頸」草食的動物存在呢？其實我也可以問說：長頸鹿的脖子真的很長嗎？它在各動物中的確有最長的脖子，可是這不見得是恰當的比較標準。從長頸鹿身體的結構看來，長頸鹿的脖子可以說是太短了一些。且看各種動物喝水的姿勢，幾乎低下頭去就可以喝到水，而長頸鹿的脖子卻太短，構不著水面，只好把前腳八字大開⁸，姿勢狼狽不堪不說，生命安全可能不保，試想此時若有獅子來襲，必然是措「腳」不及，危險異常了。不但喝水不便，想吃地上長出的青草也是一樣不便，一個原來以食草為生的動物（起初的假設），怎麼會放棄這種生存的機制呢？

脖子愈伸愈長的講法，漏洞還有許多：

1. 單單脖子長是行不通的，這會帶來重心不穩的困擾，所以腳也得變長，而且整個動物的長度、體重都得增加，不然長脖子往前一伸，整個身體就會翻倒在地了。脖子可以想法子拉長，但拉脖子把腳也拉長，可就沒聽說過了。

2. 頸子長高，所以血壓也需增加，長頸鹿的血壓約240mm/170mm，比一般人的血壓高一倍，所以牠有一個極大的心臟，約2呎多長、重達25磅，比人心重40倍。看來拉脖子也得把心臟拉大了才行，否則長頸鹿一抬頭挺胸，就要暈倒在地，不是適者生存的好策略。

3. 喝水的問題之一：當長頸鹿低頭喝水，頭的長度一下子就低了18、9呎，加上心臟強力的壓縮，血液順勢往頭部衝下去，實在容易導致腦溢血。但是在長頸鹿的頸部血管及腦下附近，有「奇妙血管網」⁹的組織，並且血管中長了一些「單向瓣膜」¹⁰，無論是牠需要很快地抬頭或低頭，都能維持其腦部的血壓，這幾乎是長頸鹿的獨家秘笈¹¹。

4. 喝水的問題之二：長頸鹿低頭飲水，水得從其口腔往上倒流約12呎的食道，才能進入胃中，這也不是一件簡單的事，因為食道的肌肉必需能有某種「同步蠕動」的機制，把水一口一口地逼送上去，再進入胃中。

5. 脖子長了，氣管也就長了，12呎的氣管倒是可以造成呼吸上的困難。當動物把肺中的「廢氣」呼出去時，其中有一部份是留在氣管裡成了呼不出去的廢氣，若是氣管太長，其容量也大，呼不出去的廢氣也多，唯一解決的方法是長出一個大肺來，這肺得比同樣大小動物的肺要大得多才管用，那麼長頸鹿的肺就需要因脖子變長，而逐漸變大，而且這從外界壓力來的改變，能在這物種的基因中傳遞下去（這不是件顯性的事，網球健將因練球而手臂發粗，他孩子的手臂並不會因此而天生一副粗手臂）

這類的問題還很多，例如生產的問題（小長頸鹿何以能從高頭大馬的媽媽離地5、6呎高的產道生出來，而不致撞破腦袋）；止血的問題（小腿血液靜壓甚高，若不小心刮破腳，止血困難）……等等。

單單為了搆到高一點的樹枝上的葉子，努力將脖子伸長，同時還能變出一顆其大無比的心臟、結構精巧的血管系統、四肢、肺臟……等等複雜的器官，一百萬年的演化史實在不夠長久，許許多多的活化石（蟑螂、蜻蜓、魚、蝦），幾千萬年，甚至幾億年來的變化都非常之小；同時又完全沒有任何「中頸鹿」化石的證據，拉馬克古老的理論不合適作為演化論的典型範例。

科學的進步主要是認識其不正確的地方而想法子改善。演化論對不對，不是一個神學問題，而是一個極為複雜的科學問題。科學不是為了要證明自己的想法或信念是對的，而是要知道實存的真象到底如何。

古德教授對於傳統達爾文積少成多的漸進演化機制表示不能贊同。他提出「間斷平衡」¹²的演化理論。他是個古生物學家，以為從化石的證據看來，當一種生物一旦出現，似乎經過很長的時間（當以千萬年計），其形態穩定，並不改變，進入一種「平衡」的狀態，但可以突然改變（突然是指幾千年或幾萬年，在化石的年表中，這是很短的一段時期），而突變成另一種新的形態（物種），這種說法可以解釋多數的化石證據，同時也解釋為什麼已有的化石證據中，何以找不到演化的「缺環」¹³，因為中間型的生態存在的時間太短。這突變的過程是出於生物的基因受到外界的刺激而忽然改變，所以生態的改變也是突然的，若是這突變有益於此生物，這新種就得以存留。

古德這種理論固然有很多可取之處，但是也不是沒有缺點，學者們仍在研究（爭辯）之中，最大的困難之一也是在乎：一個新的物種（比方說長頸鹿）的出現，必須涉及許許多多的基因（例如：脖子長、心大、肺大、血管特殊結構……），這種同時出現配合的突變的機率非常的小，所以也是一個很牽強的理論。

長頸鹿不是一個幻象，而是一個實實在在現存的動物，牠到底怎麼來的？若說是上帝造的，這也並沒說明祂是怎麼造的。當然上帝也可以直接導致長頸鹿的前身基因一連串合適的突變而「創造」出長頸鹿，聖經裡沒有仔細說明，我們也只能揣想。整個宇宙和其中的一切定理都是出於上帝的手筆，祂要怎麼造，就可以怎麼造，若我們想多知道一些，我想答案不只在聖經裡，也在實驗室裡。合乎事實的理論（包括神學理論）才可能是真實的理論。若是上帝無中生有地造出長頸鹿，這便成了「神蹟」，神蹟是不需理論來解釋的。演化論是一個科學理論，不應當把它當作一個信仰，當用嚴謹的科學方法來研究。一個正確的理論，是需要對「如何得來」的問題有全面且教人心服的交代。若是我們不知道長頸鹿是如何演化來的，這不代表演化論是錯的，當然也不代表它是對的。

科學的問題當用客觀的科學方法來解明，神學問題也當用客觀的神學方法來研究。愈是困難的問題，愈是需要彼此合作與交流。科學的日的，不是要證明神學是錯的，反之亦然。它們終極的目的，都是要認識真理，共睹什麼是實存的真象。

注釋

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1. Stephen Jay Gould (1941 - 2002)
2. Stephen J. Gould, The Tallest Tale. Natural History. May 1996. Pp. 18- 27. http://bill.srnr.arizona.edu/classes/182/Giraffe/Tallest%20Tale- Illus.pdf
3. “The Tallest Tale is the textbook version of giraffe evolution- a bit of a stretch.” Stephen J. Gould
4. Jean Baptiste Lamarck (1744 - 1892)
5. African Savannah
6. Acacia tree
7. Gerenuk (Litocranius walleri)
8. 長頸鹿喝水時，低下頭來搆不到水面，所以牠其實是短頸鹿？
9. Retia mirabilia
10. One way valves
11. 一種稱為歐卡皮的鹿（Okapi）也具有類似的組織，所以有人以為長頸鹿是由歐卡皮鹿進化來的。（嚴格來說，是從與歐卡皮鹿同一的祖先進化來的，目前找不到這同一祖先的證據。）
12. Punctuated Equilibrium
13. Missing link

本文摘自宇宙光出版社《實存的真相》

photo credit: Peter Miller via flickr cc