地球上的生命有太多的故事，而其中最令人難以置信的，卻是有關(guān)我們?nèi)绾蔚玫诫p腿的故事�？茖W(xué)家相信，很久很久以前，有一條魚登上了陸地，長出腳，開始走路。這是生命史上最重大的事件之一——因為那條魚正是我們?nèi)祟惖淖嫦取２贿^，那條魚是怎樣長出腳的，又為什么要長出腳呢。一個多世紀(jì)以來，哪怕最優(yōu)秀的科學(xué)家也無法回答這個問題。他們倒是有一個向?qū)�，就是進(jìn)化論的創(chuàng)始人——查爾斯·達(dá)爾文。達(dá)爾文說過，答案就躺在巖石堆里。在某個地方，一定可以找到某些化石，而這些化石能說明一切。于是，古生物學(xué)家走遍了世界，只是為了找到它們。不幸的是，這么古老的化石實在是太少太少了。 　　四足動物的故事 　　科學(xué)家找得越久越多，就越意識到有一種重要的化石不見了，這成為對整個進(jìn)化論的一大挑戰(zhàn)。而有關(guān)我們是如何獲得雙腳的故事，也就變成了對“終極失落化石”的追尋。早在150年前，這種連續(xù)不斷的追尋便開始了，起因僅僅是一項簡單的觀察結(jié)果：好大一群看似無關(guān)的動物，其實都是相關(guān)的——它們都有四肢，所以它們被統(tǒng)稱為四足動物。 　　人是四足動物，因為人有兩只手、兩只腳，貓、狗、馬很明顯也是四足動物，事實上，所有哺乳動物都是四足動物。鳥、青蛙、蜥蜴，甚至沒有腳的蛇，和看似沒有腳的鯨，也都是四足動物。所有四足動物，無論各自看上去多么千差萬別，其表皮下面的結(jié)構(gòu)卻基本相同。對這一事實，科學(xué)家也感到迷惑�？铸堄屑构牵�人也有脊骨，四足動物都有脊骨；也都有盆骨連接在脊椎上，用來支撐體重；同樣都有胸廓，用來保護(hù)心臟和肺。四足動物都通過鼻孔呼吸空氣，其四肢的頂端都由一根骨頭組成，下面則都有一對骨頭伸向手或腳，而且手指或腳趾看來從未超過5根。不僅恐龍和人是這樣，就連鯨也是如此，在鯨的鰭狀肢下面，照樣有5 根指頭。這種相似性使科學(xué)家相信，所有四足動物一定都來自于一種共同的祖先。為證明這一點，他們認(rèn)為只需要兩種化石。首先，需要最早登上陸地行走、而且是用4只腳、并且每只腳都有5根腳趾頭的四足動物；其次，需要最早長出腳的魚，正是這種魚變成了最早登陸行走的四足動物。找到這兩種動物的化石，對它們進(jìn)行比較，找出它們之間的區(qū)別，就可知道魚為什么會長出腳來。 　　有一條重要線索引導(dǎo)科學(xué)家進(jìn)行探尋，那就是這一進(jìn)化很可能發(fā)生在4億年前的泥盆紀(jì)�？墒牵�泥盆紀(jì)離現(xiàn)在如此之久遠(yuǎn)，以至于連那個時代的石頭如今也難覓蹤跡，更不用說什么化石了。但是，科學(xué)家知道，在泥盆紀(jì)以前，陸地上沒有行走的動物，而在泥盆紀(jì)以后，陸地上到處都是行走的動物，因此四肢的進(jìn)化一定是在那時發(fā)生的。教科書上說，泥盆紀(jì)可真是酷熱難耐的時期，幾乎沒有什么生物能在陸地上存活，連植物也不例外。那時的陸地可真是一片貧瘠、空蕩的荒野，了無生機。這就是說，當(dāng)時地球上的絕大多數(shù)生物只能呆在水中。這是魚的時代，其中的一條魚——最早長出腳的魚——的化石，就是科學(xué)家們需要找到的第二種化石�？梢哉f，人也是一條魚，準(zhǔn)確一點，從魚進(jìn)化而來。 　　找到祖先了嗎 　　尋找那條魚的化石好像并不難。到19世紀(jì)快要結(jié)束的時候，科學(xué)家的目光都集中在了一類魚的身上，它們就是生活在泥盆紀(jì)的圓鰭類。 　　圓鰭類的鰭里有著獨一無二的骨結(jié)構(gòu)，似乎是人類大腿和手臂的前身。尤其是其中一種圓鰭類——早已絕跡了的掌鰭魚，更是具備所有的腿骨，只是缺少腳和趾。于是，科學(xué)家們認(rèn)為這條魚正是我們所有人的祖先，是我們沒有四肢的祖先。 　　20世紀(jì)初期，有學(xué)者提出了一種理論，用來解釋這條魚為何會進(jìn)化出腿來，并開始行走。那個殘暴的泥盆紀(jì)太陽，一定是大旱的根源。原本生活得自由自在的魚兒們，一下子被困在了日益干涸的水塘里，直面死神。為了活下來，一些掌鰭魚不得不逃離水坑，尋找深水區(qū)。于是，就像現(xiàn)在的跳跳魚一樣，掌鰭魚拖著自己的鰭，勉強“走”上了陸地。其中一些掌鰭魚開始在陸地上演化，它們的鰭變成了四肢，并且長出5根手指和5根腳趾，從而開始行走。這樣，它們就變成了四足動物，成為我們的祖先。它們之所以會長出四肢，是因為只有這樣，它們才能做我們都會做的事：在陸地上行走�！八�塘干涸”理論看來便解釋了一切——我們?yōu)楹螘�長出四肢，以及我們是從什么動物進(jìn)化而來的。要想證實這一理論，只需找到地球上最早出現(xiàn)的那種四足動物——那種魚一登上陸地便演化而成的動物，即前面所說的第一種化石。如果正如科學(xué)家預(yù)料，這種動物恰有5根手指和5根腳趾，那么便大功告成了。為此，許多科學(xué)家多年來一直在努力尋找這種神秘的動物化石，卻未能找到。 　　要想見到露出地面的泥盆紀(jì)巖層，只有到世界上為數(shù)不多的幾個地方去，其中之一是格陵蘭。于是在20世紀(jì)30年代，一組瑞典科學(xué)家多次造訪了此處，其任務(wù)正是尋找第一種有腿的動物。在這組專家中，寡言少語、固執(zhí)己見、在整個古生物學(xué)界都最不招人愛的埃里克·賈維克，卻找到了人們夢寐以求的東西 ——最早長出腿腳(而不是鰭)的動物。賈維克把它稱作魚石螈。 　　從達(dá)爾文時代之后的1859年開始，人們就一直在尋找這種意義重大的動物，而今終于找到了，這當(dāng)然令整個古生物學(xué)界歡欣鼓舞�，F(xiàn)在賈維克所要做的，就是盡可能地重建這種古怪動物的解剖結(jié)構(gòu)。這一切當(dāng)然需要較長的時間，盡管賈維克是一名非常出色的解剖學(xué)家，而且自1948年就已開始工作，卻直到 1996年才完成基本分析。其間他完成了兩篇論文，證實了現(xiàn)行的理論。賈維克說，魚石螈確實是一種在陸地上行走的四足動物，它有5根手指和5根腳趾。由此，我們?yōu)楹螘�有手腳這個謎便得到了回答：當(dāng)掌鰭魚拖著鰭掙扎登陸之后，它便演化成為最早的四足動物——魚石螈。這與科學(xué)家的預(yù)測完全一致。 　　但立即有人指出，賈維克的說法有很大漏洞，魚石螈很可能不是直接從掌鰭魚進(jìn)化來的，因為二者之間差異太大。魚石螈是完全成形的四足動物，也就是說它有胸廓，盆骨連接在脊骨上，肢體上有指頭和趾頭。而掌鰭魚仍然是魚，盡管它已有原始的腿骨，卻未顯示出多少向四足動物進(jìn)化的其他特征。這就意味著，必須找到一種“中間動物”，它能顯示從魚向四足動物的轉(zhuǎn)變的確發(fā)生過。因此，這種“中間動物”應(yīng)該既能行走，又是一半像魚、一半像四足動物的動物�！爸虚g動物”也就是達(dá)爾文所稱的“過渡形式”。“過渡形式”正是進(jìn)化理論的核心，因為它們表明一種動物能夠變異成另一種動物。當(dāng)環(huán)境條件發(fā)生劇變時，進(jìn)化過程中就會出現(xiàn)“過渡形式”。那些不能適應(yīng)新環(huán)境的動物會滅絕，但偶然的變異最終往往是保證存活的關(guān)鍵。隨著一群古怪的變異動物在新環(huán)境中掙扎求生，其中大多數(shù)會很快消亡，只有少數(shù)將變成“過渡形式”動物，即半像舊動物、半像新動物的“中間動物”，而新動物將完全摒棄舊的生活方式�！斑^渡形式”的化石，因此成為所有物種演化中最重要的化石。 　　發(fā)現(xiàn)活“恐龍” 　　不過，“過渡形式”同時也是最罕見的動物種類。從它們的性質(zhì)不難看出，它們不僅數(shù)量很少，而且又只生活在一個非常短暫的過渡時期，當(dāng)全新的動物演化出來之后，“過渡形式”即徹底消失。事實上，多年來只有一種被認(rèn)為是“過渡形式”的動物——始祖鳥，它被一些科學(xué)家認(rèn)為是有羽毛的恐龍，標(biāo)志著恐龍向鳥的過渡。推測起來，“過渡形式”會很快被其自己的、更發(fā)達(dá)的后代所取代，這種“過渡插曲”在生命演化史中相當(dāng)短暫，參與過渡的物種數(shù)量及每個物種的個體數(shù)量，看來都相對很少。 　　而麻煩在于，如果在掌鰭魚和魚石螈之間找不到半魚半四足動物這一“過渡形式”，就無法透徹解釋我們?yōu)槭裁磿�長出腿腳。 　　如果科學(xué)不能確鑿地說明魚如何進(jìn)化成四足動物，神創(chuàng)論者便振振有詞。西方一名身為博物館館長的神創(chuàng)論者說：現(xiàn)在的化石數(shù)量，該比達(dá)爾文時代多出許多了吧?光我們博物館就有差不多257塊不同種的化石。如果進(jìn)化論沒錯，其中總該有哪怕幾塊“中間動物”的化石吧?可為什么一塊也沒有?恰恰相反，每種動物看來都非常成形，沒有祖先，也沒有“過渡形式”。據(jù)此，神創(chuàng)論者更堅持說，世界是按照神的旨意，在6天時間內(nèi)創(chuàng)造出來的，所有動物當(dāng)然也是由神創(chuàng)造的，所謂“進(jìn)化”是根本不存在的�？茖W(xué)家也認(rèn)為，盡管“過渡形式”數(shù)量稀少，存活時間又短，成為化石的機會也很少，但是如果連一塊這種化石也找不到，那么神創(chuàng)論對科學(xué)的挑戰(zhàn)就將繼續(xù)下去。于是，古生物學(xué)家鐵了心，一定要找到魚和我們最早的祖先之間的“過渡形式”。 　　1938年，就在這一年的圣誕節(jié)前夕，南非東倫敦博物館的管理員、31歲的梅約麗女士，來到當(dāng)?shù)卮a頭邊撒網(wǎng)捕魚。一網(wǎng)魚上來，其中一條她從未見過的怪魚引起了她的注意。這條丑陋的魚長約1．5米，體色是金、銀、藍(lán)、綠錯雜，還有白色的斑點。最令她吃驚的是，這條魚的鰭簡直與眾不同。她立即把魚帶回博物館，作了防腐處理，接著請另一名南非專家辨認(rèn)這條魚。這名老專家見了魚后驚呼：“哎呀，小姑娘！這可是全世界的頭條新聞哩，它是一條腔棘魚！”要知道，腔棘魚是生活于泥盆紀(jì)的一種圓鰭類，人們以為它早在7600萬年前就已滅絕了哩！而今發(fā)現(xiàn)它竟然還活著，就好比找到了一頭活體恐龍或一只活的始祖鳥。當(dāng)時的整個科學(xué)界，理所當(dāng)然地驚呆了。此后的好幾十年里，腔棘魚一直被認(rèn)為是魚和四足動物之間的“過渡形式”。不過，當(dāng)時無人對它有足夠了解，人們只把它當(dāng)成是一種活化石。發(fā)現(xiàn)第一條腔棘魚后的第13年，終于找到了第二條活的腔棘魚。結(jié)果卻令人大失所望：它并不會用鰭行走，而只會游泳，也就是說，它只是一條魚，而不是“過渡形式”或“中間動物”。 　　手指七八根 　　又是30年過去了，依然沒有找到“過渡形式”，也就是沒有找到用鰭行走、并最終進(jìn)化成我們有腳的最早祖先的魚。一直到了1981年，古生物學(xué)的“復(fù)仇天使”終于降臨了。這一年，金妮·克蘭克完成了她的畢業(yè)論文，來到英國劍橋大學(xué)動物學(xué)博物館工作。金妮一直夢想著能加入到探索“我們?yōu)楹螘�長出腳”之謎的隊伍中，正在這時，一位同事對她說：別擔(dān)心，機會馬上就到。這位同事帶來了一本學(xué)生筆記，是一名學(xué)地質(zhì)的學(xué)生寫的，他曾于1970年去過格陵蘭。他寫到，盡管他了解巖石，很不了解化石，卻在格陵蘭的山上發(fā)現(xiàn)了大量魚石螈化石。雖然他語焉不詳，但卻好似一聲驚雷。要知道，當(dāng)時世界上僅存由賈維克找到的魚石螈化石。金妮當(dāng)即決定去一趟格陵蘭。到達(dá)目的地之后的兩星期過去了，仍未找到那位學(xué)生描述的地方。正當(dāng)金妮開始認(rèn)為自己可能找錯了地方時，卻出現(xiàn)了驚喜——吹開覆蓋的塵土，她看見了一副頭骨的一部分。 　　金妮找到的并不是魚和四足動物之間的“過渡形式”，但同樣是罕見的發(fā)現(xiàn)。這是另一種泥盆紀(jì)的四足動物，叫作刺棘螈。刺棘螈與賈維克的發(fā)現(xiàn)不同，但明顯來自同一祖先，因而也與人類相關(guān)。刺棘螈是迄今為止發(fā)現(xiàn)的第二種泥盆紀(jì)四足動物。金妮帶了十多塊刺棘螈化石回劍橋，但直到1990年，這趟旅行的真正重要性才浮現(xiàn)出來。當(dāng)時，金妮的一名同事開始分析金妮已放棄的刺棘螈化石樣本。當(dāng)他準(zhǔn)備從巖石中挖出刺棘螈的“手”時，他想一定會找到5根手指。令他大吃一驚的是，他最終找到的手指不是5根，而是 　　8根!再進(jìn)一步核實，沒錯，刺棘螈的一只手上真有8根指頭!這就是說，所有教科書上都寫錯了——因為最早的四足動物根本不止有5根手指!這立即引出另一個疑問：如果連100年來探尋背后的最基本假設(shè)都不正確，那么其他還會有錯嗎? 　　科學(xué)家現(xiàn)在相信，我們最早長出腳的祖先一定會有多根指(趾)頭。經(jīng)過漫長的進(jìn)化過程，最終減少到5根。由此看來，另一個基本假設(shè)——腳進(jìn)化出來的最初目的就是為了方便行走，也可能不成立。觀察刺棘螈的肢體可以看出，與其說它的肢體像用來承重、走路的，還不如說更像用來劃水的。這就意味著我們的腳之所以會進(jìn)化出來，最初可能與在地上行走毫無關(guān)系。 　　金妮從格陵蘭帶回的化石也包括魚石螈，也就是賈維克發(fā)現(xiàn)的四足動物。在對刺棘螈的分析改變了一切舊認(rèn)識之后，金妮自然想到了再數(shù)一數(shù)魚石螈的趾頭數(shù)量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，魚石螈有了根趾頭，而不是賈維克所說的5根。不僅如此，與賈維克說的不同，魚石螈的腳也不是用來行走，而是像槳一樣劃水。此時賈維克已過世3年，是不是他當(dāng)時弄錯了?或者是不是他故意作假?無人知曉。金妮的發(fā)現(xiàn)意味著，有關(guān)“我們?yōu)楹伍L出、又如何長出四肢”的科學(xué)探索，必須全部重頭再來�，F(xiàn)在，科學(xué)家需要的就不僅是從魚向四足動物的“過渡形式”——盡管這個“過渡形式”仍未找到，同時他們還得重新回答：“我們?yōu)楹螘�長出四肢”。為什么會有動物需要腳，而腳又不是用來走路? 　　原來是這樣 　　終于在美國賓夕法尼亞州的雷諾沃山谷，科學(xué)家找到了答案。在山谷密林之下，是一片泥盆紀(jì)的紅色砂巖。1993年，一個孤獨的“化石獵手”來到這里，他就是美國費城自然科學(xué)院的戴斯齊勒博士，他因在雷諾沃山谷發(fā)現(xiàn)了兩種新的泥盆紀(jì)四足動物，而一舉成名。其實，真正把他和雷諾沃山谷載入“化石狩獵”傳奇的，卻是他對這里獨特地貌的分析。在所有紅色巖石中間，都有一個寬闊的綠色巖層。它們是什么呢？是植物化石，是埋在了巖石中的綠色植物。把泥盆紀(jì)四足動物和植物化石放在一起，戴斯齊勒就有了突破性的重大發(fā)現(xiàn)。這樣，科學(xué)家能第一次重建最早的四足動物發(fā)展演化所在的真正環(huán)境。結(jié)果表明，泥盆紀(jì)的地球陸地并非教科書上所寫的荒野一片，沒有一棵草或樹，恰恰相反，那時的陸地更像雨林，不僅有似蕨類的植物，而且有30米高的參天大樹，植物種類繁多，堪稱一個復(fù)雜的生態(tài)環(huán)境。 　　教科書又一次錯了。地球也許曾一度荒蕪，但到了泥盆紀(jì)末期，地表已變得異常濕潤，森林茂密，大河長流。大河與陸地之間，又分布著全新的生態(tài)環(huán)境：沼澤濕地。最早的四足動物，正是在這種全新的生態(tài)系統(tǒng)中進(jìn)化出來的。事實上，正是沼澤濕地激發(fā)了重要的進(jìn)化過程。至泥盆紀(jì)快要結(jié)束時，地球上的動植物第一次以一種重要而永恒的方式生活在了陸地上，許許多多開放的小生境正等待它們?nèi)ラ_發(fā)。這些小生境正是這個水世界的邊緣。在纏結(jié)交錯的植被中，擁有肢體和指(趾)頭，使四足動物比魚更具有獨特的優(yōu)勢。四足動物的鰭狀肢體，很可能是被用來方便在諸如沼澤濕地的復(fù)雜環(huán)境中移動身體。比如，沼澤濕地中有樹枝垂下來，四足動物借助樹枝，就能更好地覓食或逃生。戴斯齊勒還找到了泥盆紀(jì)的一種巨型圓鰭魚化石，它們是可怕的掠食者。這種魚長達(dá)3米左右，對早期四足動物來說，躲避它是重要的求生手段之一。這樣，“我們?yōu)楹螘�長出四肢”之謎終于解開了。肢體的最早出現(xiàn)不是為了行走，而是為了在沼澤濕地之間移動，就像現(xiàn)在的北美洲大兒魚、火蜥蜴一樣。然而，還有一個謎仍沒有答案：從魚向四足動物的轉(zhuǎn)變究竟發(fā)生過沒有?如果發(fā)生過，那么半魚半四足動物這種“過渡形式”到底在哪里?只有回答了這個問題，神創(chuàng)論才能被徹底駁倒。 　　為了找到半魚半四足動物，曾與金妮同去格陵蘭的學(xué)生伯·阿博格(如今是他是倫敦自然博物館研究員)隨后開始進(jìn)行全球性尋訪。2000年，他來到了東歐拉脫維亞一家很不起眼的博物館。在這里，年輕的古生物學(xué)家阿博格博士隨機抽取化石樣本。放樣本的一個個抽屜已經(jīng)30年沒人動過了，不過，由于找了這么多年也沒找到半魚半四足的“中間動物”，所以阿博格并未指望這次能有什么意外收獲。不料，奇跡出現(xiàn)了。在一個抽屜中，阿博格發(fā)現(xiàn)了在世界其他任何地方都未曾見過的動物化石。他的專業(yè)眼光告訴自己，這塊僅有幾厘米長的顎化石正是人們夢寐以求的“過渡形式”——半魚半四足動物。通過對比分析，他證明了自己的判斷。證明方法是：把能夠區(qū)別魚和四足動物的解剖結(jié)構(gòu)特點輸入電腦，其中一些區(qū)別很明顯，比如化石樣本是有肢體，還是有鰭；另一些區(qū)別則很微妙，比如血管或骨頭的位置。這些微小的細(xì)節(jié)，能使科學(xué)家從哪怕一小塊化石片上辨認(rèn)出它是什么動物，并把它放在其他相關(guān)動物的進(jìn)化枝上。結(jié)果，圓鰭魚的顎骨在一邊，泥盆紀(jì)四足動物的顎在另一邊，拉脫維亞半魚半四足動物的顎恰好在兩者中間。盡管是絕無僅有的證據(jù)，它卻證明了由魚向四是動物的演變確確實實發(fā)生過。這一發(fā)現(xiàn)自然轟動了世界。這一“過渡形式”動物還有一個奇怪之處：它有7排牙齒，這與任何已知的其他動物都不同。這一點暗示，發(fā)生從魚向四足動物變異的“過渡形式”不止有一種，但其中只有一種最終成為人類的祖先。 　　至此，一個長達(dá)3．6億年的謎終于徹底解開了，它就是達(dá)爾文關(guān)于人是怎樣長出雙腳的理論。簡而言之，陸地和水中的植物在圓鰭魚中引起了變異大爆發(fā)，其中最成功、最經(jīng)得起時間考驗的變異者，長出了肢體和肢體上的指(趾)頭。在這個森林、大河旁點綴著沼澤濕地的新世界里，一種全新形式的生命誕生了，因為沼澤濕地模糊了在水中和不在水中的界限。正是從這些沼澤濕地，我們最早的祖先開始爬上了陸地。這一過程并非是預(yù)先注定的，而是一系列偶發(fā)的進(jìn)化事件，但它確實發(fā)生了。就這樣，那種動物的子孫后代最終繼承了地球，而這個不知是第多少代的后代，正是你、我、他、她——是我們?nèi)祟悺?hr>