1. “跳跃式”的突变——自然选择的工作场地

前面我们论证的基因结构的持久性，提出了一般的论据，但仅有此并不具备强烈的说服力。“例外提供了法则的证明”，如果子女与父母之间的相似性没有例外的话，我们就不会潜心研究微观的遗传机制，更不会去揭示宏观的自然选择原理。

我把刚刚提到的自然选择作为介绍有关实验的导引。我们知道达尔文犯了一个巨大的错误，他把在最单一的群体中也会出现的细微、偶然的连续变异当做是自然选择的题中之义。这种错误的想法被后来的实验证实了，因为有些变异确实是不遗传的。打个比方，如果拿来一捆纯种的大麦，测量每一个麦穗的麦芒长度，然后根据这些数据作图，如图7所示。这是以麦穗数相对于麦芒的长度而作的图。中等长度占优势，长度增加和长度减少，麦穗数都要减少。把麦芒超过平均长度的麦穗拿出来（图中涂黑色的那一组），把它们的种子播种并等候其长出来。对新长出来的大麦作同样的统计，我们按照达尔文的理论将会预期一条极大值向右方移动的曲线。也就是说，他可以通过选择来增加麦芒的平均长度。但是如果选用的是绝对纯种的大麦，就不会是这种情况了。选择出来的大麦播种，经过统计作图，与第一条曲线是一样的。如果选择麦芒特别短的做实验，进行统计作图后也是一样的。细微的、连续的变异是不遗传的，因此选择没有效果。这些变化不是以遗传物质的结构为基础的，它们是偶然出现的。但是，在上面的讨论中，我们忽视了突变。40多年前，荷兰人德佛里斯（deVries）发现，在完全纯种繁殖的后代中也有极少数的例外个体，比如有几万分之二三的概率，它们身上出现了细微但却是“跳跃式”的变化。这种“跳跃式”的变化不一定非常大，但却是一种不连续的变化——在没有改变和改变之间没有过渡形式，所以德佛里斯称之为突变。突变的理论容易使一个物理学家想起量子论——在两个相邻的能量级之间没有中间能量，因此他愿意把德佛里斯的突变理论称为生物学的量子论。事实上，突变是由基因分子中的量子跃迁而引起的。1902年，当德佛里斯第一次发表他的理论观点时，量子论问世仅有两年时间。因此，由另一代学者去发现两者之间的关系也就是很正常的了。