生命科学领域中的认识错误案例探析

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生命科学领域中的认识错误案例探析

　摘要：本文举例概述了科学发展历程中，人们对于一些生命科学基础理论、生物行为习性、

生物体形态结构认知的试错过程，帮助读者理解科学认识过程的曲折性，并建立正确的生命观

念。

　　关键词：科学认识；质疑；生命科学；生命观念；

科学是如实反映客观事物固有规律的系统知识。在科学发展过程中，往往会由于时代条件的限

制、数据不够充分、惯性思维等原因产生较为片面甚至错误的认识。而这类认识又会产生连锁

反应，影响甚至阻碍后续对科学的探究。随着时间的推移、新证据的发现和积累，过去的许

多"认识"会逐步得到修正。本文从生命科学基础理论、生物行为习性、生物体形态结构方面阐

述生命科学领域中的认识错误案例，为培养中学生生物学核心素养提供参考资料。

　　 1　生命科学基础理论中的认识错误案例

1.1 自然发生说

早在古希腊时代，"自然发生说"就开始流行，人们坚信青蛙生自淤泥，而昆虫、蛆虫等小动物

很自然地就能产生出来。当时并没有人目睹过他们出生和生长的过程，而是一下子突然冒出

来。这种理论还受到亚里士多德的支持，在当时谁会不相信权威的言论呢？在权威崇拜的影响

下，很少有人敢于提出质疑，从而失去了自我判断能力，这个观点便牢牢地站稳了脚跟。

这种影响长期挥之不去，直到 17 世纪中叶，意大利医学家雷迪迈出了权威的阴影。他发现包

在薄纱容器中的肉一条蛆都没有出现，而敞口容器中的肉却长满了密密麻麻的蛆虫，直观地证

明了蛆虫并不是无中生有，而是苍蝇在腐肉上产下的卵孵化出来的。进而延伸到所有生物的繁

衍都是由活物产生，即"万物皆生于卵".

1.2 体液学说

从现代医学的角度来看，许多疾病的致病机理已经得到非常透彻的研究，如感染、滥用药物、

外伤等。但在宗教迷信盛行的古代，医学的发展受到多方面的限制。尤其是宗教的统治下，更

多人愿意相信疾病是上帝惩罚的一种手段，因而一旦城镇中瘟疫爆发，往往很难得到控制，从

而造成大量的死亡。

西方医学奠基人希波克拉底为探索疾病的成因，以身犯险，突破宗教禁忌，秘密地进行尸体解

剖，提出了"体液学说",认为人体是由血液、黏液、黄胆、黑胆这四种体液组成的，如果四种体

液失调就会得病。尽管以现代医学观点来看这种说法并不准确，但他这种为了追求正确认识而

违抗宗教禁令的行为，对于医学的发展产生了明显的推动作用，为医学后续的推进树立了榜样

[1].

此外，光合作用发现史中种子长成大树所需要的养分物质来自土壤、水还是空气的探索历史，

拉马克的"用进废退"学说，都存在特定历史阶段的认识不足。

　　 2　对生物行为习性认识的错误案例

2.1 螳螂交配过程中的同类相食

1658 年，《昆虫记》中就记载了螳螂交配的过程中，雌性螳螂会吃掉配偶，以便获得足够的营

养来繁殖后代。这种观点持续了数百年，其实作者只不过是根据观察到的螳螂相食过程主观臆

想出来的，并没有直接的实验证据揭示咬食配偶的原因及必要性。

事实上，螳螂交配过程中同类相食的行为并非必定发生，并且大多数情况下仅限于咬食雄螳螂

头部，这种食小弃大的行为，使得补充营养的观点显然站不住脚。大量的实验研究表明，交配

过程中雌螳螂是否及如何咬食雄螳螂可能取决于雌螳螂的身体状况、雄螳螂的接近方式或两者

的交配方式[2],具体的原因尚需继续探索。

主观的推测当然有其必要性，这是得出正确认识的第一步，但如果只是停留在这一步，那么搞

不好认识的过程就会南辕北辙。

2.2 飞蛾扑火

"飞蛾扑火"出自《梁书·到溉传》，意思是飞蛾主动扑向火源，比喻自取灭亡。夜晚来临，如果

仔细观察街道上的路灯，就会发现灯光附近有许多的飞蛾围绕。为什么飞蛾要主动扑向火光？

过去人们观察到昆虫具有趋光性，向着发出光亮的地方移动，认为昆虫喜欢接近光、向往光

明，并赋予其追求理想、不畏牺牲的含义。如果这种认识是正确的，为什么白天的时候它们不

一起扑向太阳、一起追求光明呢？这种模糊观察得出的认知明显是经不起推敲的。

飞蛾等昆虫从大方向来看的确是朝着光源移动，但如果仔细观察它们前进的路径，就可以发现

实际上它们一边转圈一边前行，慢慢靠近了光源。在生物漫长的进化过程中，飞蛾练就了利用

太阳和月亮的光来确定方向的能力。由于太阳月亮距离我们很远，到达地球后就趋近于平行

光，飞蛾便以此作为参考，直线飞行。而人类大面积使用的人造光源距离很近，光线成中心放

射线状，飞蛾以为按照与光线的固定夹角飞行就是直线运动，结果却离光源越来越近（图

1），最终产生了"飞蛾扑火，自取灭亡"[3].

图1 飞蛾在不同光源下的飞行轨迹

2.3 "朝生暮死"的蜉蝣

蜉蝣属于昆虫纲蜉蝣目（Ephemeroptera），目名来自于希腊文，词根意思是"仅一天的生命".

《蜉蝣赋》也有描述："有生之薄，是曰蜉蝣。育微微之陋质，羌采采而自修。不识晦朔，无

意春秋。取足一日，尚又何求？"当时人们看到了蜉蝣出水交配的壮观场景，就把这个部分当

成了全部的事实，以为蜉蝣的全部寿命就那么短。随着认识的深入，蜉蝣完整的生命史浮出水

面：它还有作为幼虫的前半生，长达几个月甚至几年。只不过幼虫阶段生活在水中，不易被察

觉而被忽视，造成了"一天的生命"这种误解。

待其羽化为成虫后，口器、消化器官退化而不能进食，身躯更轻巧更适宜飞行。一旦羽化，只

能继续存活 1~2 天。完成寻找配偶交配的使命后，便纷纷坠落地面，这种极盛极衰的场景，就

是不识初一月半、不知春秋的蜉蝣消亡史[4].

2.4 榕树与榕小蜂之间的专一性共生关系

榕树是热带雨林生态系统中十分重要的类群，它为动物的栖息提供了适宜的环境。所有榕树都

具有隐头花序（榕果），而隐头花序仅有顶端的一个微小通道与外界连通，必须依靠小体积的

榕小蜂进入隐头花序内部才能完成传粉。作为交换，榕树的隐头花序为榕小蜂产卵提供场所、

为幼虫发育提供营养。它们两者之间相互依赖、互利共生的情况，过去一直被认为是高度专性

的，即一种榕小蜂只能在一种榕树中产卵繁衍，与此同时一种榕树只能依赖一种特定的榕小蜂

传粉。但是早期的研究中，主要依赖形态学观察数据，研究对象和观察范围有限，随机性很

强，因而出现榕树和榕小蜂之间存在高度专一性共生关系的判断。

后来除了形态学手段之外，科学家还通过遗传学、分子生物学、种群生态学等学科的手段来调

查研究该专一性，发现在同一种榕树隐头花序内的传粉榕小蜂可能不止一种，也发现多种榕树

其榕果能释放出高度相似的化学物质，以此吸引同一种榕小蜂产卵和传粉，因而打破了先前所

谓的严格一对一专性共生关系的认识。随着植物学、昆虫学、分类学、生态学、分子生物学等

多个学科证据的整合，现已证明榕树与榕小蜂间的关系更常见的是多对多的关系，即一种榕树

可以由多种榕小蜂传粉，一种榕小蜂也可以在多种榕树上产卵繁殖。这种多对多的机制，有利

于榕小蜂种间杂交和榕树种间杂交，使生物多样性更为丰富[5].

　　 3　对生物体形态结构的错误认识案例

3.1 猪笼草的盖子

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摘要：

生命科学领域中的认识错误案例探析　摘要：本文举例概述了科学发展历程中，人们对于一些生命科学基础理论、生物行为习性、生物体形态结构认知的试错过程，帮助读者理解科学认识过程的曲折性，并建立正确的生命观念。　　关键词：科学认识；质疑；生命科学；生命观念；科学是如实反映客观事物固有规律的系统知识。在科学发展过程中，往往会由于时代条件的限制、数据不够充分、惯性思维等原因产生较为片面甚至错误的认识。而这类认识又会产生连锁反应，影响甚至阻碍后续对科学的探究。随着时间的推移、新证据的发现和积累，过去的许多"认识"会逐步得到修正。本文从生命科学基础理论、生物行为习性、生物体形态结构方面阐述生命科学领域中的认识错...

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