第三章 不朽的双螺旋 · 1(1/2)
我们是生存机器,但这里“我们”并不单指人,它包括一切动物、植物、细菌和病毒。地球上生存机器的总数很难计算,甚至物种的总数也不得而知。仅就昆虫来说,据估计,现存的物种大约有300万种,而个体昆虫可能有100亿亿只。
不同种类的生存机器具有千变万化、种类纷繁的外部形状和内脏器官。章鱼同老鼠毫无共同之处,而这两者又和橡树迥然不同。但它们的基本化学结构却相当一致,尤其是它们所拥有的复制基因,同我们——从大象到细菌——体内的分子基本上同属一种类型。我们都是同一种复制基因——即人们称之为dna的分子——的生存机器。但生存在世上的方式却大不相同,因而复制基因制造了大量各种各样的生存机器供其利用。猴子是保存基因在树上生活的机器,鱼是保存基因在水中生活的机器,甚至还有一种小虫,是保存基因在德国啤酒杯草垫中生活的机器。dna的活动方式真是神秘莫测。
为简便起见,我把由dna构成的现代基因讲得几乎和原始汤中的第一批复制基因一样。这对论证关系不大,但事实可能并非如此。原始复制基因可能是一种同dna相近似的分子,也可能完全不同,如果是后一种情况的话,我们不妨说,复制基因的生存机器是在一个较后的阶段为dna所夺取的。如果上述情况属实,那么原始复制基因已被彻底消灭,因为在现代生存机器中已毫无它们的踪迹。根据这样的推断,凯恩斯–史密斯(a g cairns-sith)提出了一个饶有趣味的看法,他认为我们的祖先,即第一批复制基因可能根本不是有机分子,而是无机的结晶体——某些矿物和小块黏土等。且不论dna是否是掠夺者,它是今日的主宰,这是毋庸争辩的,除非像我在最后一章中试图提出来的见解那样,一种新的掠夺力量目前正在兴起。
一个dna分子是一条由构件组成的长链,这些构件即被称为“核苷酸”的小分子。如同蛋白质分子是氨基酸链一样,dna分子是核苷酸链。dna分子因其太小而不能为肉眼所见,但它的确切形状已被人类用间接的方法巧妙地揭示了出来。它由一对核苷酸链组成,两条链相互交织,呈雅致的螺旋形,这就是“双螺旋”或“不朽的螺旋圈”。核苷酸构件仅有4种,可以把它们简称为a,t,c和g。在所有动物和植物中这4种都是一样的,所不同的是它们缠绕交织在一起的顺序不一样。人类的g构件同蜗牛的g构件完全相同。但不仅人类构件的序列同蜗牛的不同,而且人类不同个体之间的序列也不相同,虽然在差别程度上略小一些(同卵双胞胎的特殊情况除外)。
我们的dna寄居在我们体内。它不是集中在体内的某一特定的部分,而是分布在所有细胞之中。人体平均大约由1 000万亿个细胞组成。除某些特殊情况我们可以不予以考虑外,每个细胞都含有该人体的dna的一套完整拷贝。这一dna可以认为是一组有关如何制造一个人体的指令。以核苷酸的a、t、c、g字母表来表示。这种情况就像在一幢巨大的建筑物中,每间房间里都有一只“书橱”,而“书橱”里存放着建筑师建造整幢建筑物的设计图。每个细胞中的这种“书橱”称为细胞核。建筑师的这种设计图人类共有46“卷”,我们称它们为染色体。在不同的物种中,其数量也不同。染色体在显微镜下是可见的,形状像一条一条长线。基因就沿着这些染色体有次序地排列着。但要判断基因之间首尾相接的地方却是困难的,而且事实上甚至可能是无意义的。幸好,本章就要表明,这点同我们的论题关系不大。
我将利用建筑师的设计图这一比喻,把比喻性的语言同专业的语言适当地混在一起来进行叙述。“卷”同染色体这两个词将交替使用。而“页”则同基因暂且互换使用,尽管基因相互之间的界线不像书页那样分明,但我们将在很长的篇幅中使用这一比喻。待这一比喻不能解决问题时,我将再引用其他比喻。这里顺便提一下,当然是没有“建筑师”这回事,dna指令是由自然选择安排的。
dna分子做的两件重要事情是:第一,它们进行复制,就是说进行自身复制。自从有生命以来,这样的复制活动就从未中断过。现在dna分子对于自身复制确已技巧精湛、驾轻就熟了。一个成年人,全身有1 000万亿个细胞,但在胚胎时,最初只是一个单细胞,拥有建筑师蓝图的一个原版拷贝。这个单细胞一分为二,两个细胞各自把自己的那卷蓝图拷贝接受了过来。细胞依次再按4、8、16、32等倍数分裂,直到分裂成几十亿个。每次分裂,dna的蓝图都毫不走样地拷贝了下来,极少发生差错。
讲dna的复制只是一个方面。但如果dna真的是建造一个人体的一套蓝图的话,又如何按蓝图开展工作呢?它们将如何转变成人体的组织呢?这就是我要讲的dna 做的第二件重要事情。它间接地监督制造了不同种类的分子——蛋白质。在前一章中提到过的血红蛋白就是种类极为繁多的蛋白质分子中的一个例子。以4个字母构成的核苷酸字母表所表示的dna密码信息,通过机械的简单形式翻译成另一种字母表。这就是拼写出的蛋白质分子的氨基酸字母表。
制造蛋白质似乎同制造人体还有一大段距离,但它却是向制造人体这一方向前进的最初一小步。蛋白质不仅是构成人体组织的主要成分,还对细胞内一切化学过程进行灵敏的控制,在准确的时间和准确的地点,有选择地使这种化学过程继续或停止。这一过程最后到底如何发展成为一个婴儿说来话长,胚胎学家要花费几十年,也许几世纪的时间才能研究出来。但这一过程发展的最后结果是个婴儿,却是一个确凿无疑的事实。基因确实间接地控制着人体的制造,其影响全然是单向的:后天获得的特性是不能遗传的。不论你一生获得的聪明才智有多少,绝不会有点滴经由遗传途径传给你的子女。新的一代都是从零开始。人体只不过是基因保持自己不变的一种手段。
基因控制胚胎发育这一事实在进化上的重要意义在于:它意味着基因对自身的今后生存至少要负部分责任,因为它们的生存要取决于它们寄居其中,并帮助建造的人体的效能。很久以前,自然选择是由自由漂浮在原始汤中复制基因的差别性生存所构成的。如今,自然选择有利于能熟练地制造生存机器的复制基因,即能娴熟地控制胚胎发育的基因。在这方面,复制基因和过去一样是没有自觉性和目的性的。相互竞争的分子之间那种凭借各自的长寿、生殖力以及精确复制的能力来进行的自动选择,像在遥远的时代一样,仍在盲目地、不可避免地继续。
基因没有先见之明,它们事先并不进行筹划。某些基因比其他一些基因更甚。情况就是这样。但决定基因长寿和生殖力的特性并不像原来那样简单,远远不是那样简单。
近年来(指过去的6亿年左右),复制基因在建造生存机器的工艺学上取得了显著的成就,如肌肉、心脏和眼睛(经历几次单独的进化过程)。在那以前,作为复制基因,它们生活方式的基本特点已有了根本的改变。我们如果要想将我们的论证继续下去的话,需要对此有所了解。
关于现代复制基因,要了解的第一件事就是,它具有高度群居性。生存机器是一种运载工具,它包含的不只是一个基因,而是成千上万个基因。制造人体是一种相互配合的、错综复杂的冒险事业,为了共同的事业,某一个基因作出的贡献和另一个基因作出的贡献几乎是分不开的。[]一个基因对人体的不同部分会产生许多不同的影响。人体的某一部分会受到许多基因的影响,而任何一个基因所起的作用都依赖于同许多其他基因间的相互作用。某些基因充当主基因,控制一组其他基因的活动。用比拟的说法,就是蓝图的任何一页对建筑物的许多不同部分都提供了参考内容,而每一页只有作为和其他许多页相互参照的资料才有意义。
[]这就是我对基因“原子论”的批评者的回答,同样的回答也能在93–96页上找到。严格地说这只是一个预言而非答案,因为其存在早于那些批评!非常抱歉我必须如此完整地引用我自己的文字,但是《自私的基因》中相关的段落似乎太容易被错过了!例如,在“照看团队与自私的基因”(carg groups and selfish nes)(《熊猫的拇指》中的章节)中,史蒂芬·杰·古尔德(s j gould)论述到:
没有基因来“定义”那些毫不含糊的形体特征,好比你的左膝盖骨或手指甲。身体不可能被细分为部件,而每个部件有一个单独的基因来负责建造。成百的基因为制造大部分的身体组件作出了贡献……
古尔德在一个对《自私的基因》的批评中写了这些话。但现在我们来看看我实际的文字(27页):
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