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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
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