在《物种起源》问世以来的100多年中，进化理论已经有了很大发展。现代生物学不断地证实达尔文的惊人想法，尽管这位伟人根本不懂遗传学或分子生物学。可是，仍然有一些进化生物学无法回答的令人烦恼的问题。以下是五个最大的问题，以及专家们解释关于它们的最新思想。
第一个问题是生命是怎样起源的。形成基本的组成材料是很容易的，但要使它们组合在一起就另当别论了。迈克尔·拉塞尔提出一种巧妙的解释。一旦有了生命，进化又是怎样发生的？安德鲁·波米安科夫斯基认为，这在很大程度上不在于发生了什么变化，而在于你如何利用这些变化。那么物种起源的情况又怎么样呢？达尔文的谜远没有完全揭开，我们现在又遇到了这个谜团，就像乔治·特纳在性和隔离的故事中所解释的那样。进化是可预见的吗？生命充满着各种偶然性，进化肯定是无法预见的。但是保罗·雷尼不同意这种说法。上帝起什么作用？凡是要寻找“智能设计”证据的人都注定会感到失望。罗宾·邓巴提出理由证明，神是智能的产物，而不是相反。
生命是怎样起源的
作者：迈克尔·拉塞尔，他在苏格兰大学环境研究中心工作。
40亿年前，地球的内部由于核能和引力能量而变得过热，其外部受到小行星的撞击，并不是生命出现的理想场所。可是，生命就是在这里起源的。大多数试图解释这一异常事件的研究人员采用“vivocentric”方法，从现在的生命形式一步步追溯到原始的有机组成物质。我认为，这种方法是注定要失败的，因为它忽视了生命的基本原因和早期地球的地球化学状况。
50多年前，芝加哥大学的斯坦利·米勒加热装在一个密封的玻璃试管中的甲烷、氢气和氨并加进电火花，产生氨基酸——蛋白质的构成物质。他的实验被认为是说明生命可以在有闪电和紫外线辐射的灼热地球上产生的证据。但是现在，认为蛋白质先出现的人不多了。现在，正统的观点认为，生命始于一个核糖核酸的世界，在这个世界中，核糖核酸不仅传递信息，而且还起到原始酶的作用，利用原始海洋中的有机物质促成生命反应。
然而，含有有机物质的水并不能提供形成生命所必需的有机分子浓度。理论家们提出各种假设来化解这个问题。一些人认为，生命肯定起源于陆地，也许是干涸的水塘。或者海洋冻结了，把所谓的生命汤浓缩成残液。其他的理论认为，新陈代谢始于泥土或黄铁矿的表面，在泥土或黄铁矿中产生的脂类化合物以某种方式组成细胞膜。如果这些假设都不可能，那么，太空中还有那些无所不在的有机分子。它们可能由流星带到地球上，在海洋表面聚集在一起形成水泡，在这些水泡中有可能发生有机反应。
我不相信任何一种解释。我个人认为，生命起源不是一个生物学问题，而是一个地质学问题。与其追溯进化过程的起源，不如从根本上查起，考虑早期地球的地球化学环境。
在宇宙中，所有的结构都是由物质组成的，在组成过程中，能量从一种形式变为另一种形式，而且相应增加。因此在寻找生命的起源时，我们必须搞清楚在早期地球的什么地方，物质和能量可能结合在一起产生类生命结构，以及可能牵涉到什么样的热力学反应和化学反应。从本质上说，我们是要寻找一种自我调节的电化学载体，这种载体能产生几百毫伏电流，利用氧化还原反应来维持其体系，还能自动复制和排出废物。
早期地球有两个地方可能形成生命：洋脊酸性喷泉边上或者洋底碱性渗流旁的矿物沉积堆。但碱性渗流更可能孕育生命。因为这些碱性渗流的温度在尚可忍受的75℃左右，而古代酸性喷泉处的温度在350℃以上。此外，碱性渗流有利于有机分子溶解，容易产生包含生命构成物质的热液。而且，当碱性渗流遇到酸性海水时，就能产生更多能量，因为海水中的质子能增加渗流中的电子所提供的能量，所产生的电流足以满足新陈代谢的需要。
如果生命确实起源于古代碱性渗流，那么它可能会是什么样的呢？我认为，它会以静止的硫化铁小室（在较热的渗流和较冷的海洋的交界处的小气泡）的形式出现。这些半渗透、半导电以及可以促成反应发生的硫化铁膜就是细胞膜的前身。关键的是，它们能把分子构成物质结合在一起，为生命化学反应的进行提供适当的环境。
在硫化铁小室内部，从底下冒出来的氢、氨和氰化物会跟海洋中通过这些小室的二氧化碳发生化学反应，有可能产生糖、核酸和氨基酸。在复杂的化学反应过程中，有可能把核酸和氨基酸聚合成核糖核酸和肽，而新合成的核糖核酸链有助于形成简单的蛋白质，从而逐步形成生命物质。
如果硫化铁小室把有机组成物质结合在一起形成地球上的生命这种假设成立的话，那么，这些无生命的气泡也能在宇宙中其他潮湿、有岩石和阳光的星球发挥同样的作用。因此，出现生命应当是所有这种星球的早期特征，只要有液态水，生命就能生存下去。
突变是怎样导致进化的
作者：安德鲁·波米安科夫斯基，他在伦敦大学学院工作。
基因突变是进化的原料。但是，什么样的突变是重要的？传统上，生物学家一直强调基因的变化——确定蛋白质遗传密码的DNA序列的变化。人们认为，这种突变有时会导致蛋白质出现略有不同的氨基酸序列，使个体具有生存优势并通过自然选择导致进化。然而，许多基因序列在数百万年中，除了积聚不会改变氨基酸遗传密码的中性物质外很少发生变化。难道形态和行为的进化真的是由于这种偶然的变化引起的吗？
最近出现了另一种看法，主要是由发育生物学家和像我这样的进化遗传学家提出来的。我们已经认识到DNA突变在进化过程中所起的重要作用。
在过去10多年中的惊人发现之一是：不同动物族群都有共同的发育遗传途径。典型的例子是确定体形的hox基因。它们是在果蝇体内发现的，但是后来发现这种基因在鱼、青蛙和人类体内也存在，并且发挥着同样重要的作用。尽管各个物种的体形不同，但hox基因序列却几乎是完全一样的。更令人惊讶的是，一些重要的hox基因可以在完全不同的物种之间交换，对发育没有什么明显的影响。
控制基因表达的主要系统之一是顺序调节——蛋白质的结合剂，也就是在所谓的基因“启动区”里的DNA转录因子。每一个启动区都在接近基因开端的地方有多个结合点。转录因子结合剂打开或关闭基因，以此来控制发育过程中的基因表达。此外，转录因子结合剂使有机体把同一基因转变成不同形式，例如，产生略有不同的蛋白质，或者从胚胎的形式转变成成年的形式，或者从雄性的形式转变成雌性的形式。现在已经弄清楚，顺序调节在发育过程中发挥关键的作用，在不同的组织结构中形成不同的细胞方面也发挥着关键作用。
