連體雙胞胎(conjoined twins),俗稱連體嬰兒。(維基百科)
怪物這種東西在自然的研究中引起許多推測。在達爾文之前的時代,「怪物」這個詞有近乎嚴格的意義。自然哲學家和解剖學家把雙頭羊、多腳蛙和連體嬰等,分類到「怪物」這個類群。在16 世紀,許多人認為這是因為受精過程中得到的「種子」太多,或是孕婦胡思亂想造成的。
到了18 世紀,山繆爾.湯馬斯.馮.索默林(Samuel _omas von Sömmerring 1755~1830)認為,怪物是發育過程出現異常所造成的,而不是有其他神奇的原因。這讓新的科學領域誕生了,他說怪物出現是因為「生殖力量受到干擾」。在他1791 年對於這個主題所發表的論文中,第一頁便描述了有兩個頭的人—在這些出生後依然活著的嬰兒中,有的是從脖子上長出兩個頭,有的是一個頭上有兩張臉。他的看法是,兩種狀況代表了在發育過程的不同階段受到了干擾。有兩個頭的受干擾的階段較早,有兩個臉的是在發育過程的較晚階段受到干擾。幾十年後,聖希萊爾常常用到「怪物」這個詞,他認為怪物潛藏了從一種生物轉變成另一種生物的某種潛力。他跟隨拿破崙到埃及探險,發現了肺魚(見第八章),之後他花了很多時間想讓雞蛋突變,於是將各種不同的化學物質加入雞蛋中, 試圖干擾其發育過程。他相信,如果把正確的化學組合成分加入正在發育的胚胎中,就可以把一種生物改造成另一種。之前提到過,雞蛋在正常發育的初期階段會出現魚的模樣,因此聖希萊爾花了幾十年時間想讓雞蛋孵出魚來。結果他的嘗試失敗了,但是他的兒子伊索德(Isidore)繼承衣缽,寫了三大本討論動物先天性畸型的專著,到現在依然實用。伊索德發展出對於先天性畸型的分類方式,將它們分門別類,指出哪些器官發生異常,並且判定畸型造成的影響。舉例來說,他研究了連體嬰,並根據共用的器官多寡以及身體結構有多少混和在一起而分類。這些工作讓後來的科學家研究畸型時有了基礎,會用生物機制來加以解釋,而不是歸諸於超自然力量。
《物種源始》出版之後,達爾文改造了發育畸型的研究領域。對達爾文來說,如果演化的發動機是天擇,那麼個體間的差異便是發動機的燃料。如果一個物種中的個體特徵在外貌上或是功能上有所不同,而且有些特徵能夠增加該個體在特定環境中生存的機會,那麼隨著時間推移,這些生物和特徵應該都會增加。演化的基礎在於個體之間有變異,如果一個族群中所有個體都長得一模一樣,由天擇造成的演化將不會發生。個體差異是天擇演化的基本原料,變異越多,演化進行得越快。唯有許多變異,包括「怪物」所具備的變異,才能讓天擇在長時間的作用下造成重大改變。
在達爾文之後另一個研究變異的傑出科學家是威廉.貝特森(William Bateson,1861~1926)。貝特森和達爾文一樣,生來就熱愛自然,小的時候被問到將來要做什麼,他回答要成為博物學家,如果沒有那麼厲害的話就當醫生。貝特森1878 年進入劍橋大學就讀時,是個缺乏幹勁的學生,但是達爾文的《物種源始》對年輕的貝特森造成了深遠的影響。他變得精力充沛,想要瞭解天擇是如何運作的。對他來說,答案在於瞭解物種變異的方式:什麼機制讓一個生物看起來和另一個生物不同?他讀了研究豌豆發現遺傳定律的孟德爾的著作,有如得到天啟一般:代代相傳的變異是演化的基本要素。他把孟德爾的著作翻譯成英文,並且發明了一個英文字genetics(遺傳學)來說明這個過程,這個字的字源是希臘文的genesis,意思是「起源」。
貝斯特一如他之前的聖希萊爾,想要把物種和個體之間的差異加以區分出來,不過貝斯特有一項優勢,那就是當時遺傳學逐漸壯大,他從中得到了新的概念,尋找的是個體之間差異如何影響演化的方式。
貝斯特在這項研究上花了十年的時間,於1894 年發表巨著《變異研究資料》(Materials for the Study of Variation)。這本書像是一本地圖書,指示出生物彼此差異的方式、變異產生的基本規則,以及演化的途徑。他盡可能地研究各個物種,並描述了兩類不同的變異模式。一類是器官的大小與等級不同, 這些差異可以由小排列到大。舉例來說,在小鼠族群中,每隻小鼠的四肢、尾巴或是其他的器官大小都不同,這種變異很容易就可以透過測量長度、寬度和體積來分辨。另一種變異就比較明顯:某些結構的有無。海明威的多趾貓就是個例子。正常的個體有五趾,多趾症的有六個或是更多。那些貓和正常的貓比較起來,是趾頭數目不同,而非趾頭長度的不同。這種程度的變異不牽涉到大小與等級。
研究那些器官多出來的生物成為貝斯特的熱情所在。他著迷於自然界出現的異類:多出來的器官,或是長錯位置的器官, 像是:觸角位置長出腳的蜜蜂、多出肋骨的人類,或是多了乳頭的男性。在這些案例中,器官就像是剪下來接到了身體的其他地方—也就是發育良好的器官能整個複製或移動到身體的其他地方。這些怪物體內有個祕密,瞭解這個祕密或許就能揭露出打造身體與演化方式的共通規則。
16 世紀之後,自然哲學家已經改變了對怪物的看法,知道怪物反映了生物世界的一些基本要素。現在他們需要的是正確的怪物,以及瞭解這種怪物的科學工具。
作者簡介
尼爾・蘇賓 Neil Shubin
美國古生物學家,他是美國芝加哥大學有機生物與結構學系的班斯利講座教授,於2011年入選美國國家科學院院士,住在芝加哥。
他最重要的發現包括找到一塊三億七千五百萬年歷史的提塔利克魚化石,被認為是魚類和陸地動物之間的重要過渡形式,受到世界各地媒體報導。蘇賓是紐約時報暢銷書《我們的身體裡有一條魚》(YOUR INNER FISH) 作者。2015年,他主持了以「我們的身體裡有一條魚」為基礎的艾美獎公共電視迷你劇。
譯者簡介
鄧子衿
科學編輯與譯者,主要翻譯生命科學以及與食物相關的書籍,最近翻譯的作品有《雜食者的兩難》、《廚藝之鑰》、《醫學之書》、《尼安德塔人:尋找失落的基因組》、《生命的法則》。
※本書擷取自《我們身體裡的生命演化史:演化如何打造出身體,而身體的演化又如何構成新的物種? 一部關於器官、組織、細胞、DNA長達40億年的故事》