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《自私的基因》错了?

一. 几年前,在一个参与者多达35000人,时时刻刻都有研讨会进行的大型神经科学会议中,我随便逛到了一个讲座,本以为是关于意识的,但事实证明我弄错了,那是关于蚂蚱和蝗虫的。在会议室的前方,一位对虫子十分着迷的神经学家正在向大家描述两种生物——一种优雅、谦逊、举止得体,而另一种呢,简直就是足球流氓。蚂蚱呢,他说,以修长的腿和翅膀著称,压低行走,步伐平缓,独自进食,小心谨慎。而蝗虫的腿则短小而蜷曲,行动时横冲直撞、鲁莽匆忙,饥饿时集结成群,遮天蔽日,一旦降临农民的某片田地,往往啃个片甲不留。

它们之间有联系,是的,就像蚂蚱和蟋蟀之间有联系一样。但就算对昆虫无知如我一般,也看得出蚂蚱和蝗虫是截然不同的两种动物——毫无疑问不同种,可能还不同属。因而当罗杰斯告诉我们蚂蚱和蝗虫实际上属于同一物种,甚至就是同一种动物时,我相当惊异。而且,就像吉基尔与海德(斯蒂文森《化身博士》)是同一个人一样,这两种昆虫可以在非常短的时间内互相转化。

二. 它们的基因实际上并没有改变。也就是说,它们并不是产生了突变,也完全没有改变自身的基因序列或DNA。任何东西都没有被重写,换句话说,这虫子的DNA——这记载了关于如何构建和运作起一只蚂蚱的包含数百万字的基因说明书——是被重读了,于是整本书就变成了如何运作起一只蝗虫的说明书。即使当这种动物变成了另一种动物,就像吉基尔变成了海德一样时,它的基因组依旧是不变的。同样的基因组,同样的个体,但是,相当不同的两种生物。

三. 改变了蚂蚱的是它的基因表达,也就是说,它的基因如何被“表现”或者说“读取”产生了变化。正是基因表达使一个基因产生意义,它对区分物种间的差别至关重要。例如,我们人类的基因组同扁形虫有一半以上是一样的;同果蝇和鸡有约60%相同;同牛有80%;同大猩猩则有99%。基因上的差别不足以产生那些使我们区别于这些动物的特点,即生物学家所说的我们人类独特的“表型”,而这表型根本上说正是基因型构筑的结果。这就意味着,我们之所以是人类,而不是像虫子、苍蝇、鸡、猫科动物、牛科动物、尤其是猿类一样,与其说是因为我们有着与它们不同的基因,不如说是因为在我们从受精卵发展为成人的过程中,我们的细胞对那极为相似的基因组做出了不同的解读。写入当然也不同,但远远比不上读取的差别。

四. 关于基因,统治性的想法来自150年前研究豌豆的修道士格里格·孟德尔。他将圆粒或皱粒的豌豆进行杂交,总共获得了29000棵植株。完了之后他进行了数据统计,接着发现了基因。当然了,孟德尔发现的并不是物质意义上的基因(那是在一个世纪以后才发现的),而是概念上的基因。而这位热爱数学的修士的图表和计算中揭示出来的概念上的基因,看起来就是简洁数学运算的结果。孟德尔的上千次杂交实验显示,他所研究的那些生物属性——例如表面平滑和表面褶皱,或紫花和白花——按照由明确的数学公式所决定的固定比例,或显现或消失。遗传看起来跟代数一样精确。如此符合数学规律的东西一定是由某些分散的整体决定的。

这工作做得太漂亮了。但当孟德尔在1866年时首次公布他的发现时,也就是达尔文的《物种起源》面世仅7年后,他并没有引起人们的注意。然而从1900年开始,重新发现这些工作的生物学家们开始认识到他所发现的这些遗传单位——也就是1909年时被命名为“基因”的东西——填补了达尔文进化论中存在的一个关键性空白。正是这一认识开启了遗传学“我的妈呀!”世纪的那个“我的妈呀!”时刻。这么一来,好像一切都说得通了。

五. 科学史上最牛的传播家之一——生物学家理查德·道金斯,在他的巨著《自私的基因》(1976)中理出了现代演化综合中的所有线头,最后用它们织成了一张金光闪闪的魔毯。道金斯将遗传学枯燥无味的材料整合起来,又将数学注入其中,形成了一幅丰富而又有序的图景,他的翩翩风度、优雅从容和风趣幽默引导着你前行。他把他所描述的过程用文字进行了重现,他让化学链变得生动起来,让令人迷惑的种种生物行为有了清晰的逻辑。他能把一个复杂得无法想象的概念说得清晰得令人绝不会误解。通过他的揭示,基因不仅是细胞的中心,而且是一切生命、媒介和行为的中心。到你读完了这本书的时候,或者早在你读完之前,道金斯已经让这小小的基因——这个复制因子,这仅仅比抽象的东西稍微清晰那么一点的一小撮化学物质——变成了一个巨大的永不停转的钢铁齿轮,它带动了其他小部件的运动,从而使一切生命成为可能。不过,随着新技术和新认识的到来,“自私的基因”这个概念正在蒙蔽我们的双眼。

六. 遗传学家在对基因组之前未探索的领域进行研究的时候,他们发现许多曾被我们归因于“基因”(在此指的是稳定一致的、合理定义的DNA组)导致的结果实际上是由基因和奇怪的DNA成分共同组成的网络实现的,而这更加否定了自私的基因的模型。

这些调控网络对自私的基因的模型形成了挑战,首先是因为它们包括了很多原本不被定义为基因的DNA成分。更重要的是,许多研究人员相信这些网络挑战着自私的基因的模型,因为它们并不像只顾着各自计划的自私个体那样,以“自私的基因”那种方式行为,而更像是一个管理团队一样,为了生物的整体利益而调节着单个基因的行为。染色体的立体特性将那些调控因子和单个的基因以几乎无法预测的方式联系在一起。每一个基因都“包围在海洋一般的”调控因子之中,每个基因都“能够与无数这样的因子进行接触和互动”。这些调控因子现在看来大大超过实际基因的数量,比例很可能高达50: 1。

七.假设孟德尔在完成豌豆植株研究之后又对蜜蜂进行了几年的研究,在修道院对两个物种进行杂交的时候,他偶然创造出了一种新的蜜蜂,它们非常凶恶,以至于他都不知道怎么处理它们。如果他那时有RNA测序机,那么他就可以研究这些蜜蜂的攻击性究竟有多少是来自于基因序列的变化,又有多少来自于环境造成的基因表达变化。如果他那时做到了的话,这位遗传学之父可能在当时就发现,当一个生物及它的基因组还有它整个族群的同伴对环境产生反应的时候,并不是只有基因变异才会引起特性的改变和物种的进化。那么可能他不仅仅发现了基因,还会发现基因同化作用。不是自私的基因,而是社会化基因组。

唉,可惜这种设备当时并不存在,而且孟德尔工作的修道院地处市中心,他那些凶恶的蜜蜂带来的可能不是研究机遇,而是个大麻烦。所以他只得把它们杀死了。他发现遗传学的过程,也就不是关于变形蜜蜂的复杂故事,而是关于一颗圆粒豌豆和一颗皱粒豌豆的简单段子。

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