《自私的基因》錯了?

《自私的基因》錯了?

一. 幾年前,在一個參與者多達35000人,時時刻刻都有研討會進行的大型神經科學會議中,我隨便逛到了一個講座,本以為是關於意識的,但事實證明我弄錯了,那是關於螞蚱和蝗蟲的。在會議室的前方,一位對蟲子十分著迷的神經學家正在向大家描述兩種生物——一種優雅、謙遜、舉止得體,而另一種呢,簡直就是足球流氓。螞蚱呢,他說,以修長的腿和翅膀著稱,壓低行走,步伐平緩,獨自進食,小心謹慎。而蝗蟲的腿則短小而蜷曲,行動時橫衝直撞、魯莽匆忙,飢餓時集結成群,遮天蔽日,一旦降臨農民的某片田地,往往啃個片甲不留。

它們之間有聯繫,是的,就像螞蚱和蟋蟀之間有聯繫一樣。但就算對昆蟲無知如我一般,也看得出螞蚱和蝗蟲是截然不同的兩種動物——毫無疑問不同種,可能還不同屬。因而當羅傑斯告訴我們螞蚱和蝗蟲實際上屬於同一物種,甚至就是同一種動物時,我相當驚異。而且,就像吉基爾與海德(斯蒂文森《化身博士》)是同一個人一樣,這兩種昆蟲可以在非常短的時間內互相轉化。

二. 它們的基因實際上並沒有改變。也就是說,它們並不是產生了突變,也完全沒有改變自身的基因序列或DNA。任何東西都沒有被重寫,換句話說,這蟲子的DNA——這記載了關於如何構建和運作起一隻螞蚱的包含數百萬字的基因說明書——是被重讀了,於是整本書就變成了如何運作起一隻蝗蟲的說明書。即使當這種動物變成了另一種動物,就像吉基爾變成了海德一樣時,它的基因組依舊是不變的。同樣的基因組,同樣的個體,但是,相當不同的兩種生物。

三. 改變了螞蚱的是它的基因表達,也就是說,它的基因如何被“表現”或者說“讀取”產生了變化。正是基因表達使一個基因產生意義,它對區分物種間的差別至關重要。例如,我們人類的基因組同扁形蟲有一半以上是一樣的;同果蠅和雞有約60%相同;同牛有80%;同大猩猩則有99%。基因上的差別不足以產生那些使我們區別於這些動物的特點,即生物學家所說的我們人類獨特的“表型”,而這表型根本上說正是基因型構築的結果。這就意味著,我們之所以是人類,而不是像蟲子、蒼蠅、雞、貓科動物、牛科動物、尤其是猿類一樣,與其說是因為我們有著與它們不同的基因,不如說是因為在我們從受精卵發展為成人的過程中,我們的細胞對那極為相似的基因組做出了不同的解讀。寫入當然也不同,但遠遠比不上讀取的差別。

四. 關於基因,統治性的想法來自150年前研究豌豆的修道士格里格·孟德爾。他將圓粒或皺粒的豌豆進行雜交,總共獲得了29000棵植株。完了之後他進行了數據統計,接著發現了基因。當然了,孟德爾發現的並不是物質意義上的基因(那是在一個世紀以後才發現的),而是概念上的基因。而這位熱愛數學的修士的圖表和計算中揭示出來的概念上的基因,看起來就是簡潔數學運算的結果。孟德爾的上千次雜交實驗顯示,他所研究的那些生物屬性——例如表面平滑和表面褶皺,或紫花和白花——按照由明確的數學公式所決定的固定比例,或顯現或消失。遺傳看起來跟代數一樣精確。如此符合數學規律的東西一定是由某些分散的整體決定的。

這工作做得太漂亮了。但當孟德爾在1866年時首次公佈他的發現時,也就是達爾文的《物種起源》面世僅7年後,他並沒有引起人們的注意。然而從1900年開始,重新發現這些工作的生物學家們開始認識到他所發現的這些遺傳單位——也就是1909年時被命名為“基因”的東西——填補了達爾文進化論中存在的一個關鍵性空白。正是這一認識開啟了遺傳學“我的媽呀!”世紀的那個“我的媽呀!”時刻。這麼一來,好像一切都說得通了。

五. 科學史上最牛的傳播家之一——生物學家理查德·道金斯,在他的鉅著《自私的基因》(1976)中理出了現代演化綜合中的所有線頭,最後用它們織成了一張金光閃閃的魔毯。道金斯將遺傳學枯燥無味的材料整合起來,又將數學注入其中,形成了一幅豐富而又有序的圖景,他的翩翩風度、優雅從容和風趣幽默引導著你前行。他把他所描述的過程用文字進行了重現,他讓化學鏈變得生動起來,讓令人迷惑的種種生物行為有了清晰的邏輯。他能把一個複雜得無法想象的概念說得清晰得令人絕不會誤解。通過他的揭示,基因不僅是細胞的中心,而且是一切生命、媒介和行為的中心。到你讀完了這本書的時候,或者早在你讀完之前,道金斯已經讓這小小的基因——這個複製因子,這僅僅比抽象的東西稍微清晰那麼一點的一小撮化學物質——變成了一個巨大的永不停轉的鋼鐵齒輪,它帶動了其他小部件的運動,從而使一切生命成為可能。不過,隨著新技術和新認識的到來,“自私的基因”這個概念正在矇蔽我們的雙眼。

六. 遺傳學家在對基因組之前未探索的領域進行研究的時候,他們發現許多曾被我們歸因於“基因”(在此指的是穩定一致的、合理定義的DNA組)導致的結果實際上是由基因和奇怪的DNA成分共同組成的網絡實現的,而這更加否定了自私的基因的模型。

這些調控網絡對自私的基因的模型形成了挑戰,首先是因為它們包括了很多原本不被定義為基因的DNA成分。更重要的是,許多研究人員相信這些網絡挑戰著自私的基因的模型,因為它們並不像只顧著各自計劃的自私個體那樣,以“自私的基因”那種方式行為,而更像是一個管理團隊一樣,為了生物的整體利益而調節著單個基因的行為。染色體的立體特性將那些調控因子和單個的基因以幾乎無法預測的方式聯繫在一起。每一個基因都“包圍在海洋一般的”調控因子之中,每個基因都“能夠與無數這樣的因子進行接觸和互動”。這些調控因子現在看來大大超過實際基因的數量,比例很可能高達50: 1。

七.假設孟德爾在完成豌豆植株研究之後又對蜜蜂進行了幾年的研究,在修道院對兩個物種進行雜交的時候,他偶然創造出了一種新的蜜蜂,它們非常兇惡,以至於他都不知道怎麼處理它們。如果他那時有RNA測序機,那麼他就可以研究這些蜜蜂的攻擊性究竟有多少是來自於基因序列的變化,又有多少來自於環境造成的基因表達變化。如果他那時做到了的話,這位遺傳學之父可能在當時就發現,當一個生物及它的基因組還有它整個族群的同伴對環境產生反應的時候,並不是只有基因變異才會引起特性的改變和物種的進化。那麼可能他不僅僅發現了基因,還會發現基因同化作用。不是自私的基因,而是社會化基因組。

唉,可惜這種設備當時並不存在,而且孟德爾工作的修道院地處市中心,他那些兇惡的蜜蜂帶來的可能不是研究機遇,而是個大麻煩。所以他只得把它們殺死了。他發現遺傳學的過程,也就不是關於變形蜜蜂的複雜故事,而是關於一顆圓粒豌豆和一顆皺粒豌豆的簡單段子。


分享到:


相關文章: