生 命 奇 葩-第5章
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环境的长颈鹿得以活了下来，并一代代繁衍下去，长颈鹿终于成了现在这个
样子。
这就是生物学中“用进废退”和“获得遗传”两条著名法则中的典型例
子之一。提出这两条法则的是法国著名科学家拉马克。
1744年8月1日，拉马克生于法国北部的比卡第州（现名索姆州）的小
巴腾村的一个破落贵族家庭中。幼年时，拉马克遵从父命在教会学校学习神
学。1760年，拉马克父亲在战争中战死，为了替父亲报仇，他当了兵，打了
4年仗，退伍后在巴黎的一家银行当个小职员。积蓄了一些钱后，拉马克进
了巴黎医学院学习医学。
在巴黎医学院学习期间，拉马克对植物学产生了特殊爱好，潜心钻研各
种植物学知识。最为幸运的是，他认识了当时法国最有名望的科学家布来和
哲学家卢梭。这两位大科学家非常赏识年轻的拉马克的才华。布来请他担任
自己儿子的导师，带他外出游历，在野外一面观察植物，一面讨论生物学中
的许多问题。同样，卢梭对拉马克亦以知友相待，他们常常在一起研究着自
然界中的许多事物。最初，拉马克对植物学的研究仅是出于一种兴趣，但在
布来和卢梭两人思想的影响下，他全身心地投入了对植物学的研究。
在地球上的万物之中，人们最为常见、同人类关系最为密切的，可以说
是植物了。那辽阔的田野上，绿草如茵，碧波翻滚；那雄伟的山脉中，树木
葱郁，犹如林海；那繁华的都市里，花儿开放，万紫千红。全世界发现的植
物有几十万种。而对这个五彩的植物世界，拉马克以独特的眼光进行了观察，
经过无数次的分析和归纳，他提出了许多新的见解。其成就在他的《法国植
物志》一书中得到了充分反映。此书花去了拉马克10年时间。1778年这部
巨著出版后，受到了学术界的重视，使拉马克一举成名。拉马克被称之为“法
国的林奈”，在布来的提名下，1779年他被选为法国科学院植物学部院士，
并担任了皇家植物园的植物标本管理员。这些职位给了拉马克更广阔的研究
空间，1781年他去德国、荷兰、匈牙利、奥地利等国考察，采集了大量标本，
并结识了许多博物学家。皇家植物园的工作薪金虽然很少，但他从不在乎，
他的兴趣和精力全沉浸在了各种植物上。1791年，他编纂的《植物学辞典》
出版了，这是法兰西百科全书的一部分，此书花了拉马克9年时间，在这部
辞典中，他描述了2000个植物。此后，他又花了许多年时间，完成了900
种植物的图鉴工作。
1793年，法国国民会议决议将法国皇家植物园改组为法国国立自然历史
博物馆，并开设12个讲座。其中，蠕虫类和昆虫类等动物学内容找不到合适
的主持人，便邀请拉马克担任。这时，拉马克已经50岁了，但他毅然改变专
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业转向研究被人所忽视的低等无脊椎动物。自然界中，无脊椎动物要比有脊
椎动物多百分之九十。这项工作就是用他一生的时间也是研究不完的。拉马
克一步也没有退缩，他对研究工作倾注了全部精力。第一步他收集了许多千
奇百怪的小动物，放在显微镜下仔细观察它们的构造，研究它们的产生条件、
生活习性以及形状、名称，最后按类分出代表，陈列在博物馆中。无脊椎动
物的研究是一项枯燥无味的工作，没有人瞧得起，但拉马克却不知费了多少
心血，他要在复杂的自然界中，为无数令人眼花缭乱的小动物清理出一条思
路来。
从植物到动物，长时期的大量观察和深入研究，给拉马克找到动植物之
间的共性，宏观、动态地分析生物界的变化打下了基础，博学多识的拉马克
充分发挥了他理论思维的非凡能力。1801年他出版了《无脊椎动物的动物体
系》一书，这是他在博物院辛勤劳动8年时光的结晶。全书共分7册。在书
的前言中第一次阐述了他的生物进化思想，系统地论述了环境对有机体变异
发生的影响，这一观点成为他以后形成完整的进化学论的重要原则。1815年
以后，拉马克又用7年时间完成了他的《无脊椎动物自然史》，这部著作对
当时所知道的无脊椎动物的种类和形态做了详尽的描述，成为19世纪生物学
重要文献之一。
在拉马克的代表作《动物学哲学》中，他系统地提出他的进化学说。这
也是拉马克对生物科学最为重要的贡献。拉马克第一个提出了“生物学”这
个科学术语。他对生物学的发展勾画出了一个蓝图，这个蓝图从生命起源一
直追溯到人类起源，他大胆地提出：人类起源于高级猿类，以后环境的变化，
使猿直立行走，才变成了人类现在的“两手类”。他提出了动物器官在没有
达到发育限度前，使用得愈是频繁，愈能得到加强、发展，并增大起来；反
之，某一器官不常使用，就会削弱和衰退，其能力亦逐渐减弱，甚至器官完
全退化，这就是著名的“用进废退”法则。拉马克的第二法则是“获得性遗
传”，即在自然环境影响下，这种 ‘用进废退’的变异能通过繁殖而遗传给
下一代个体。除了前面提到的长颈鹿的例子外，拉马克认为：鲸和鸟类没有
牙齿，是由于它们吃东西时不加咀嚼就咽下去的结果。
拉马克告诉人们，生物物种是在环境影响下逐渐演变的。但为什么物种
的进化不易看出来呢？因为进化是一个非常缓慢的过程。有人说3000年前的
木乃伊同现在人确实没什么不同，但在生物演变的过程中，这3000年只是微
不足道的一瞬间。假如一种寿命只有一年的小虫，连续25代观察一幢房子，
它们也都会认为房子没有变化，一个生物学家在观察物种时同样会遇上类似
情况。“其实，我们周围的一切实际上都在不断变化着。……任何地方都没
有完全的静止，到处都充满着随时间地点而变化的永恒的活动。”拉马克坚
信这一点。
由于拉马克的生物进化说与宗教的教义相违背，立即遭到了各方面的强
烈反对。在科学院一次隆重的招待会上，法国统治者拿破仑竟公开指责拉马
克，对他进行人身攻击和侮辱，称拉马克这一观点为荒诞无稽之说。在学术
界，一些保守势力亦极力反对、贬低拉马克的研究成果，对他进行围攻。过
去的老同事和合作者不敢接近他，各种学术单位也不敢请他去讲学了。《动
物学哲学》出版20年后，他家中还存放着没卖掉的800本。拉马克的晚年，
连工作和生活都产生了严重困难，变得十分孤独和贫困。
面对这些反对声，拉马克泰然处之。他在《动物学哲学》的前言中已充
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分地估计到：“不管在研究自然界时发现新的真理是如何费力，在承认真理
的道路上还要费更大的力量。”拉马克没有被压倒，在不幸中依旧顽强地进
行着研究和写作。由于长期使用显微镜，用眼过度，他的双眼终于什么也看
不到了，病魔也缠上了这位老人。他把女儿叫来，开始口述他那超越时代的
生物学思想，让她一字一句记录下来。在一座简陋、破旧的房子中，拉马克
知道自己已到了生命的最后时刻，他毫无所求，只希望两天的工作能在一天
中完成。拉马克早已把生活中的贫穷，世事上的不公，轻轻地放到了一边。
《无脊椎动物自然史》的第6卷后半部分和整个第7卷就是在拉马克双目失
明后口述而成的。就这样，他一直奋斗到生命的最后一刻。1829年12月18
日，拉马克逝世了，终年85岁。
拉马克的一生是不屈不挠、艰苦奋斗地追求科学真理的一生。他从 25
岁开始接触自然科学，60年如一日，始终兢兢业业，好学不倦，刻苦钻研，
终于成为一位世界闻名的生物学家和进化论的先驱者。
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揭示“绿色工厂”之谜
——光合作用的发现
在我们生活的地球上，生长着无数的绿色植物，这些绿色植物对于人类
有着重要的价值，它们就像一座奇妙的“绿色工厂”。在绿叶这个“车间”
里，通过叶绿素这架“机器”，利用水和二氧化碳为“原料”，加上阳光作
为“动力”，生产出了供全世界50亿人口、上百万种动物直接或间接赖以生
存的“产品”——氧气和淀粉等碳水化合物。这就是人们已经非常熟悉的绿
色植物光合作用的原理。然而，揭示“绿色工厂”之谜的过程，却历经了200
多年的漫长岁月，倾注了几代人毕生的精力。
拉开历史的帷幕，我们回到遥远的17世纪。1629年，荷兰科学家海尔
蒙做了一个很有意思的实验：柳树是“吃”什么长大的，试图以此揭开植物
靠什么生长之谜。他把一棵重2。25千克的柳树栽到一只装有90千克泥土的
桶里，然后只浇雨水，不加任何其他东西。5年以后，小柳树长大了。海尔
蒙把柳树挖出来，抖干净泥土，称一称重量，柳树竟长到85千克，而晒干以
后的泥土重量只减少了约60克。显然60克泥土是“变”不出80多千克柳树
的。那么柳树究竟是“吃”什么长大的呢？因为除了泥土之外，柳树得到的
唯一的东西就是水。这样，海尔蒙为我们找到了“绿色工厂”开工的原料之
一——水。但是，海尔蒙的认识却只限于这一点。那时，他还不知道光合作
用是怎么回事，而给人们留下了继续探索的问号。
1771年8月的一天，一向对气体感兴趣的英国化学家普利斯特列做了一
个实验。他在一只大瓶内点燃了一支小蜡烛，然后将瓶口盖住。过了一会儿，
蜡烛熄灭了。这时，他把一只小白鼠放进瓶内，小白鼠很快死去。当时，普
利斯特列认为燃烧后瓶中的空气变“坏”了，所以小白鼠死了。普利斯特列
设想了很多使燃烧后的“坏”空气重新变好的方法。他设想用水来净化空气，
但没成功。他又想用植物来试试。他在蜡烛燃烧后的瓶子里放进一根活的薄
荷枝，几天以后，薄荷枝长得很好，叶子也平展展地伸开来。再放进一只小
白鼠，盖上盖子，小白鼠也欢快地跑来跑去。一枝小小的薄荷枝居然有如此
奇妙的本领！于是，普利斯特列认为：植物能把燃烧后变“坏”的空气再变
好。他喜出望外地把自己的实验写成论文，告诉世人：绿色植物可使燃烧后
的“坏”空气变好，这种好的空气是动物和人生存所需要的。
普利斯特列虽然还不知道他发现的气体是什么，但他确实找到了“绿色
工厂”的产品之一——氧气。
普利斯特列的意外发现像长了翅膀，立刻传遍了四面八方，引起了许多
人的兴趣，人们纷纷重复他的实验，但得到的结果却不太一样。有的时候绿
色植物能把坏空气变好，有的时候却不能。普利斯特列也在重复着自己的实
验。有一次，当他参加庆祝会回来时，已经是快深夜了，兴奋使他失去了睡
意，他点着蜡烛，重复做起了他的实验。这一次他却得到了相反的结果：小
白鼠在放进一根薄荷枝的坏空气里，很快便一命呜呼了。这令普利斯特列非
常费解。
就在人们百思不得其解的时候，荷兰医生英杰豪斯的实验为人们打开了
天窗。1779年，英杰豪斯在伦敦近郊租了一所别墅，在整个夏季的3个多月
里，他做了500多次实验。他用一个盛水的大烧杯，把绿叶或水草浸在水里，
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水草上面扣上一个玻璃漏斗，漏斗管上再倒扣一个试管 （这一装置就如同中
学生物学课本中“光合作用产生氧气的实验”装置一样）。然后，他把这个
大烧杯放到阳光下，不久，漏斗里就有小气泡上升，等试管里收集了一大半
气体后，他就用带火星的小木条放到试管中，顿时木条复燃，而且火焰很亮。
如果把这个实验放在暗处做，漏斗中就没有气泡产生。他发现自己似乎得到
了这样的结论：植物只有在阳光下才能把坏空气变好，而在黑暗中却不能。
为了进一步证实这一点，英杰豪斯做了大量的观察和实验。他分别选取房屋
的阴面和阳面，高楼或树木的阴影下，太阳光升到地平线后，夕阳西下以后，
晴天或阴天等等各种不同的条件，反复多次进行研究，结果都是相同的，即
太阳光参与了绿色植物把“坏”空气变好的活动。
至此，普利斯特列实验的真相大白：空气变好变坏的关键，在于绿色植
物是否得到阳光的照射。同时，“绿色工厂”开工的“动力”问题得到解决。
英杰豪斯的实验结果是令人振奋的，但他最终还不能解决另一问题，就
是，在封闭的瓶子里，小白鼠和绿色植物为什么能够长期共存呢？绿色植物
以什么作为自身的营养物质呢？回答这个问题的是瑞士的牧师谢尼伯。
谢尼伯虽然以传教为业，但对于植物学却非常感兴趣。他继续研究着普
利斯特列和英杰豪斯的实验，直到3年后的1782年，他才发现植物在阳光下
不仅能使“坏”空气变好，而且能够把坏空气作为自身的养料。这样，封闭
瓶中小白鼠和绿色植物长期共存的问题立刻迎刃而解。“坏”空气（即二氧
化碳）作为“绿色工厂”开工的另一基本“原料”开始得到承认。
这样，“绿色工厂”的“原料”、“动力”和“产品”三大秘密由不同
国籍、不同职业的人，通过辛勤的劳动相继揭开了。然而，“绿色工厂”的
另一个重要的“产品”——淀粉又是怎样被认识的呢？
德国植物生理学家朱里斯·萨克斯是认定淀粉是“绿色工厂”的“产品”
的第一人。朱里斯·萨克斯是一个酷爱植物的科学家，他对植物的生长和生
活习性特别感兴趣。一天清晨，他在给花草浇水时，望着千姿百态的绿色植
物沉思：如果绿色植物的“工厂”真的开在叶片里，那么叶片里一定有其合
成的化合物，如果这化合物是淀粉的话……淀粉通常不溶于水和酒精，但一
遇到碘，就会显出蓝色来。为何不试验一下，验证这叶片里到底有没有淀粉
呢？
他摘下几片天竺葵的叶子，把它们洗干净，放到盛有酒精的烧杯里加热，
使叶肉里的叶绿素溶解在酒精中。这时，叶片变成了黄白色，再用水冲洗一
下，滴上一滴碘酒，果然叶片显现出了蓝色。朱里斯·萨克斯高兴得跳了起
来，他证实了“绿色工厂”就开在绿叶里，并且它的“产品”之一是淀粉。
当天晚上，他就选取了一盆天竺葵，开始了更进一步的实验。他用不透
光的小黑纸片把一片绿叶遮蔽起来。第二天，把这盆天竺葵放在阳光下照射
几小时。然后，�
