生物变化的原因

　　本篇写于1946年12月。
　　近代不但学习生物学的人已都相信生物是在变化，不是固定不变的，便是一般的读者差不多也已都这样相信了。物质既不绝在运动，生活物质的代谢作用也是进行不停的，因此，生物体自然很容易发生变化了。如果此外再要根究“原因”，我们还可以回答说，因为生物体内部有矛盾。便拿单细胞的生物，同化作用旺盛时，细胞增大，体积既增大，与面积的比例就有矛盾而必须分裂为两个。高等生物的器官间也有矛盾的。还有刺激性，生活的物质或生物体，对外界刺激能发生反应，近来称为反映，生物由此会生变化。
　　若说过去的科学观察者，约略说起来，可以分两派。一派说生物的变化由于外因，一派说是由于内因。古代许多自然科学家相信生物的变化由环境的作用而生。人们常常看到，生于湿地的植物与在干地的不同，生于于地的叶子常常肥厚多汁；生在高山的枝干矮小，与生在较低地方也各异。在动物里这种情形更显著，生在福建的老虎与见于西伯利亚的不同，前者毛短，后者毛长，分明与气候冷热有关系的。古代许多自然观察者大都作这样想法的。
　　达尔文也相信环境的作用能够影响于生物。最明显的，如养料对于个体的大小，养料充足则生长得大些，少则小些。但影响有程度之差，不会所有个体都一律，故不会一律大小相同，而有等差，遂有连续的变异。这等影响达到生殖细胞里，便能把变异遗传到下代去了。这是达尔文的想法。
　　但不久有德国的动物学者淮斯曼，把构成身体的质料与生殖用的质料分开，他叫前者为体质，后者为种质。他认为外界的影响只能及于体质，不能及于种质，所以因外界的影响所得的变异不能遗传的，只有种质发生的变化才能在下一代即由那种质所发育变成的个体表现出变化来。他代表变化起于内因的一派。他做过有名的试验，即把鼠的尾巴切去，下代仍然有尾巴。做过几次试验，就说由环境的作用得来的性质是不能遗传的，其实这种伤害作用不能代表“自然”的环境生物生活的作用。比方中国女人的缠脚，由来年代不可说不长久，但是放脚的女子，脚仍然像天然一样大，并不因为上代缠脚而缩小。是不是能够证明外界的作用不能使后代发生变化呢？当然不能的。因为女人在缠脚的时候并不能省掉脚，还是在走路，还是要用力的。与人猿身体直立起后，尾巴没有用处，反成赘疣的情形不同的。所以一旦把脚解放不缠，仍有长大的脚，不受上代的影响。女人戴了许多代的耳环，生下来的小女孩的耳朵垂子上也没有生好的洞，道理也相似（因生活上没有这需要）。
　　在生物科学上，因外界的作用而生的性质叫做习得性或获得性。自从淮斯曼把体质与种质分开，及上面所讲的试验发表后，遂有许多生物学者相信习得性不能够遗传。
　　但关于习得性遗传与否的问题，上面已经说明，把鼠的尾巴切断，下代仍有长尾，实在不足以作证明的。可是科学刊物上还有许多被提出来的材料，都来证明这种性质不能遗传，例如生物学的刊物上常常举出这样的例子，最常常说起的有从黑人的肤色与白人在热带下的肤色的变化来分辨生物固有性与习得性。白人住到热带下面，被那太阳晒着后，皮肤渐渐变为黑色。但是，便在热带住了几代以后，回到温带，小孩生下来，皮肤仍然白色的，不是黑色。黑人却不然，便是移住在温带里，生下来的小孩及大人还是黑色的。因此科学者称黑人的黑色性质是固有的，白人的黑色性质是习得的，而且断说习得性不遗传。
　　还有，有些蝴蝶一年产两代，一代生活在夏天，一代以蛹过冬。两代的样色是不同的。但如果把夏季一代的蛹放在冬天的温度下，孵出来的蝴蝶像春天出来的样色了，可见这不同由于温度，但不遗传。
　　对于这种情形，意见当然不一致的，如黑人的皮肤颜色等等，试验证明的确与外界的某些作用（如阳光等）有关系。白人的子女生在温带下面仍然白色，是否因为时代不够长久呢？便是说如果在热带住得甚久，皮肤是否可能变成遗传性的黑色？照俄国巴甫洛夫的学说讲，应该影响。如长久，能够遗传的。
　　这种臆想不是没有根据的，例如普通的植物都呈绿颜色。这种性质在植物里可以说是十分普遍而且固定。但是我们又常常看见，如果植物的苗不遇见阳光，生在暗处，它不呈绿色，却呈白色，如不见日光芽出来的豆板、豆芽及卷心的山东白菜等都是常见的例子。
　　如果有阳光照射着，它们便会变成绿颜色。但是如果泥土里没有铁质，虽有阳光，还是不会呈绿色。照此看，植物绿色的出现，条件是很复杂的，植物有了能呈绿色的物质还不够，还须要阳光与铁质才能呈现出来。从这种实验里可以得到两种意见：生物的性质不管是习得的或不是，都须有一定外界的条件才能使它现出来，如果没有这些条件（如阳光及铁质等），生物虽具有这种性质，也只是潜藏着，不能外面现出来。
　　还有一种意见是：照有一派生物学者的意见说，地球当初水蒸气弥漫于空中，太阳照不到地面上来的，这时候生的植物，应当是一类不含绿色的细菌。绿色的植物是由空气澄清，阳光照下，遂渐渐产生出来的，这种臆说虽然未能证明，且为有些科学者所不赞成，但是像叶绿素这样复杂的物质，说它不是生物初发生时就能形成，也不是完全没有理由的。假定这话有理由，那么广义的说来，植物的绿色是不是也可以说是一种习得性呢？照此看来，习得性与生物自己具有的性质就极难分别的。
　　然而又有许多现象，在使人们把性质分出生物自己具有的固性来。分明生物并不是像面粉团的黏软可塑，可以适应外界，塑成最适合的形态与生理。拿最普通的例子来说，例如狗与猫，都是饲养得很长久的动物，但便是养在相像的家庭环境中，猫怕冷，狗不怕冷而怕热，两者的性质分明不相同。
　　还有，有时候，小麦、大麦、玉粟即珍珠米等植物会发生一种白色的苗，虽在有阳光与铁质的地方也不呈绿色。这种幼苗因为没有叶绿素，不会从无机物质形成有机物，去营养自己，当然不能长大起来，贮蓄在种子内的养料用完便枯死。不过这等事情，指示生物体内亦有一定的东西存在，如果没有它们，虽有外界条件还是不行的。——除非进一步能用试验改变外界条件，绿色还是能够出现，那么生物内含的性质要素与外在的条件愈难分清。
　　事实上，生物体当然具有一定的，但又在变化的物质与构造，结果一生虽在不竭的变化之中，然不失去它的统一性。例如个人，从小到老，体质上或思想上都在生变化，但还是某人，可以辨认的。但他这样的经过与“外界”的条件及其变迁是相联系的，如果离开这些，便不能够想像。
　　因此大家都知道生物是在变化，但由于什么“原因”，却很难说明，一般却又喜欢这样问。有些观察者归因于环境的影响，有些观察者主张由于内部的原因。这原因不容易说明，我们现在所能说的，重要的变化是一种突变，它不是荷兰植物学者特佛里斯说的不知“原因”的突变，也不是个体的混交，这从大体上看，能使种相像，不是变化开去。这里所说的突变，虽然是跃进的，但并不像孙行者一个筋斗十万八千里去得无影无踪，还是有线索可寻的。
　　很早的时候便有生物学者提议生物体内有矛盾的，例如营养与生殖有矛盾——尽管生殖起源于生长。在植物里，营养器官的枝叶与为生殖器官的花有一种矛盾。各种器官的长大，都需要养料的，养料一般由营养器官的叶来制造，花的功用是在生殖。花的构造繁杂，必须增多叶的负担。如果减少这种负担，于植物的生存上是有利的。植物体既有这种内在的矛盾，随时在反应外界的复杂情形，以发生变化。有时使花减少部分，或集合起来，变为密集的花序。如茅草类的花，适应风媒受粉的生活，由许多不明显的小型花成为一定的花序。菊花之类，适应虫媒受粉的生活，集合许多小型花，成为头状花序。小花集合而生，比分生开去经济得多，而受粉上反为有效，植物遂向着这等构造逐步变化，改进。在动物里也是这样的。
　　生物的物质是具有刺激性的，就是遇到外界的刺激，无论光、热，或什么化学物质，或与生物体相接触，都能发生反应，这就是反映。比方，昆虫常向兰花一类的植物采花蜜，花受了刺激，经过极长久的年月，会改变成特别的形状。由风吹送花粉的麦及稻的花就不大相同。这等花的形状便是它们的生活所经历的反映。但它们能如何反应，须看它们过去的历史。比方拆改一间房子，你看本来是怎样造成的。
　　生物不单生殖与营养两种系统有矛盾，其他器官间也有的。叶茂能多生产养料，但使很增多吸收与输送水分的负担；根多则多消耗叶制造的养料。各器官间因有矛盾存在，本不安定，所以受到外界变化的刺激（内部刺激也有），便促进变化。有时候可能是缓慢的，即所谓渐变，到一定条件之下，会发生较大的变化，我们称它突变。
　　动物体内矛盾情形与植物可以比拟，前面已经说过。有些器官会发育起来，别有些退缩下去，或生较新的性质，形体遂生改变。上一次所讲的马的进化，是它在一定的生活下面，与环境一起发生变化的一个例子。
　　但生物体也具有自己的规律性，并不是与外界的变化一定完全相一致。达尔文指出动物的变化有相关性。如腿长的往往项颈也长。人们买袜时，常拿自己的拳头来量，袜长恰绕拳一匝，穿在脚上大小恰好，可见手脚的大小是有比例的。生物的长大与变化既又自有一种规律，故可能有些变化不适应外界条件，反为生活之累的。这等例子很多，例如爱尔兰鹿，角极大，分明大到失却用度，反而增加了生活的负担。鹿角过大，遇猛兽追逐时，反不便逃避，因而被树木绊住，被捕杀的，今日生大角的鹿中就有遇见。还有剑齿虎，是有名的动物，化石在第三纪的中新世及以后发现之。上牙床每侧有一长牙，尖端抵住下牙床的门牙及虎牙。不但失其用处，反不便吃食，结果确实灭亡。现今生存的，如西里伯及布鱼布岛有野猪，下牙床的虎牙向上，很长。上牙床的虎牙竟向上穿出面部皮肉，又向上弯曲，尖端抵达额角，分明已发达过大了。许多自然史研究者相信种亦有衰老，要灭亡。个体到衰老时，生理好像失却调节，外部最看得出的，年轻时眉毛是匀整的，到了老年，其中若干支会长得特别长，就是过分的生长。种衰老时也是这样，有的部分会过分地长大起来，成为无益而有害的东西了。