从神话到分子生物学,人类现在可以决定自己的演化了吗?
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《生命的逻辑:遗传学史》 , [法]弗朗索瓦·雅各布著 , 湖南科学技术出版社2021年7月版 。
环顾生命世界 , 最先映入眼帘的可能就是遗传现象了 。 孩子懂事不久就明白“种瓜得瓜 , 种豆得豆”的道理 。 初民们很早就学会了解释生物世代更替过程中绵延的形态 , 并加以利用 。 无论是培育改良植物 , 还是繁育驯化动物 , 人类都积累了长期的经验 。 这些经验里已经包含了朴素的遗传学观念 , 以及对这些观念的应用 。
为了获得丰收 , 仅仅在播种前等待满月或者向神灵献祭是不够的 , 还需要知道如何挑选种子 。 史前时代的农夫们有点儿像伏尔泰式的英雄——为了消灭敌人 , 他们殚精竭虑 , 利用祷告、咒语和砒霜 , 多管齐下 。 在生命的世界里 , 要区分砒霜与咒语尤为困难 。 即使当科学方法已经充分建立起来并用于探究自然世界 , 但在接下来的许多年里 , 人们在思考生命起源的时候仍然摆脱不掉信仰、传闻和迷信的桎梏 。 其实 , 几个比较简单的实验即可证伪自然发生说或者各种异想天开的杂交说 。 尽管如此 , 解释人、动物与地球起源的远古神话并未绝迹 , 某些认知原型几经改头换面 , 一直延续到19世纪 。
时至今日 , 我们谈论遗传学 , 用的词汇是信息、信使、编码 。 生物体的繁殖也就是其组成分子的复制 。 这并不是因为每个大分子都有复制自己的能力 , 而是因为大分子的结构完全是由遗传物质的碱基序列决定的 。 代际之间传递的 , 无非是一套详细规划了大分子结构的“指令” , 即未来生命体的建筑蓝图 。 此外 , 这套“指令”里还包含了实现这张蓝图以及协调生命体活动的方式 。
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纪录片《你体内的鱼》(2014)剧照 。
因此 , 每个受精卵从双亲那里继承的染色体已经预兆了它的未来:发育的不同阶段 , 以及由此成形的新生命的形态和特征 。 遗传物质决定了生物体的遗传程序 , 新生命则是对这套程序的实现 。 信息的翻译取代了灵魂的意愿 。 诚然 , 生物体代表了遗传方案的执行 , 但理智对此毫无知觉 。 生物体向着一个明确的目的迈进 , 不被其他任何意志主宰——这个目的就是在下一代中制造出同样的程序 , 即繁殖 。
每个生物体都是连接过去与未来的一个阶段
每个生物体都是一个中转站 , 是连接过去与未来的一个阶段 。 繁殖同时代表了开端与结束、原因与目的 。 随着遗传程序的观念应用于遗传学 , 生物学中一系列对立的矛盾也消失了:目的与动力、必然与偶然、稳定与变异 。 遗传程序的概念融合了与生命现象紧密交织的两个观念:记忆与设计 。 记忆 , 暗示着遗传程序里包含了双亲的特征 , 它在后代身上体现出来;设计 , 暗示着程序里包含了一套方案 , 它决定了新生命如何成形 , 细枝末节尽在其中 。 围绕着这两个观念聚讼纷纭 。
首先 , 关于获得性状的遗传 , 先前有一种思路是环境可以影响遗传 。 这个朴素的观念混淆了遗传记忆与心智记忆 。 《圣经·旧约》里的一个古老故事可以说明这一点 。 为了与岳父拉班分清繁育的羊群 , 雅各想出了一套标记羊群的办法:“雅各拿杨树、杏树和枫树的嫩枝子 , 把树皮剥成白色的条纹 , 使枝子露出白的部分来 。 然后把剥了皮的枝子插在水沟和水槽里 , 枝子正对着来喝水的羊群 。 羊群来喝水的时候 , 就彼此交配 。 羊群对着枝子交配 , 就生下有条纹和有斑点的小羊来 。 ”(《旧约·创世记 , 30:37—39》)
在随后的许多年里 , 类似的实验被后人重复了无数次 , 但并非屡试不爽 。 以现代生物学的眼光来看 , 生物体的特性在于其保持并传承过往经验的能力 。 演化过程中的两个拐点——生命的出现 , 思想和语言的出现——分别对应于两种记忆机制:先是遗传 , 再是心智 。 这两套体系的类似之处在于 , 它们都是对过往经验的积累与传递 。 而且 , 记录下来的信息维持在世代更迭中 。 尽管如此 , 就其自身性质和运作逻辑而言 , 这两个体系是不同的 。 心智记忆的灵活性有利于获得性状的传播 , 而遗传记忆的固定性则阻碍了这样的传播 。
固然 , 遗传程序也是由若干基本元件排列组合而成 。 正是因为这样的结构 , 遗传信息不受外界干扰 。 那些引发生物体和种群变异的现象 , 无论是化学因素还是物理因素 , 都与生物体自己的主观努力毫无关系 , 跟生物的适应需要也不相干 。 在遗传突变里 , 有些因素可以修饰化学分子 , 打断染色体 , 反转一段核酸 。 然而 , 遗传突变的起因和后果之间并没有直接的关联 。 这种偶然性不只局限于遗传突变 , 而是出现在遗传信息传递的每一个阶段:染色体的分离与重组、受精过程中配子的选择、对伴侣的选择 。 在上述所有现象中 , 特定现象和后果之间不存在必然的因果关联 。 任何个体的遗传程序都是一连串偶然事件的结果 。 遗传密码的本质决定了任何蓄意的改变都是无效的 , 无论是它自身的行为还是环境的效果 。 它的表达产物不影响自身 。 遗传程序不从经验中学习 。
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