1.“跳跃式”突变——自然选择的基础

我们刚刚论证了基因结构的稳定性，提出了一般的论据，但仅此并不具备强烈的说服力。谚语说，没有一个规律没有例外。如果孩子与父母之间的相似性没有例外的话，我们就没有机会进行那些美丽的实验，以致无从了解遗传的具体机制，更无法理解大自然的自然选择和适者生存原理。

让我用刚刚提到的自然选择来引出相关事实吧（再一次抱歉并提醒大家，我不是生物学家）：

今天我们当然都知道，达尔文受到了误解，人们他把单一种类的生物群内部发生的细微、连续、偶然的变异当成了自然选择的结果。但这些性状已被证实并不是遗传得来的。这一事实很重要，我需要简单解释一下。如果拿来一捆纯种大麦，然后测量每一株麦穗的麦芒长度，并绘制一张统计图表，你就会得到一幅钟形图。如图7所示，横坐标是麦芒长度，纵坐标是该长度的麦穗数量。换句话说，麦芒中等长度的麦穗数量占优势，越短或越长则数量都在减少。现在选取一组麦穗为例（图中标黑部分），这组的麦芒长度明显超过平均数，但数量上足够再次播种，并等待它们的种子长出来。用新长出来的麦穗再做一次统计，根据达尔文的观点，新的统计图中，相应的曲线应该会向右大幅移动。换句话说，他以为能通过人工选择，种出麦芒超过平均长度的麦穗。然而情况并非如此。如果种植的是纯种大麦的话，新的统计图和原来的几乎一样。而用较短的麦芒做实验情况依然不变。选择对麦芒长度没有影响——因为这种细微的连续的变异不会遗传下去。它们不是遗传物质改变的结果，而仅仅是偶然。

图7　纯种大麦的长度统计图。黑色组为选取出来再播种的部分。

（本图并非来自真实实验，仅用作阐释原理）

四十年以前，荷兰人德弗里斯[14]发现，即使在纯种繁育的后代中，仍然有一小部分个体，差不多万分之二、三左右，会显示出细微但跳跃性的变化，“跳跃性”不是指变化很大，而是指这种变化是不连续的，因为在变与不变之间没有任何过渡形式。德弗里斯称之为突变，重点就在于不连续。这让物理学家想到了量子论——在两个相邻的能量级之间没有中间能量，因此他倾向于把德弗里斯的突变理论比喻为生物学的量子论。在后面的章节中，我们会知道，这绝不仅仅是比喻而已，突变的原理就是由于基因分子中的量子跃迁。但量子理论只比突变理论（1902）早发表了两年，因此，由下一代学者去发现两者之间的关系也毫不奇怪了。