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性与自由贸易:进化中的合作策略

时间:2023-07-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:随后,它们通过自行分裂进行繁殖。在基因组合过程中,性是一种自由贸易,它在很大程度上增加了优秀基因在物种中传播的机会,而物种也由此得以进化发展。在物种的竞争中,无性生殖的物种处于劣势,难以和有性物种抗衡。只要有性生殖物种中有1000多个体存在,那么有性生殖物种的优势将远远超过无性生殖物种。

性与自由贸易:进化中的合作策略

OF SEX AND FREE TRADE

在我们继续讨论之前,有必要介绍一个遗传学的术语。基因(gene)是由四个字母组成的,我们称之为DNA,也是制造和运作人体的元素。一个正常的人体内,每个细胞都含有两组各30000个基因,60000个基因的总和叫作“基因组”。基因位于23对带状的染色体上。男人使女人受孕时,精子的23个染色体的30000个基因,与卵子的23个染色体的30000个基因结合,形成了含有30000对基因和23对染色体的完整人类胚胎

我们如果能再熟悉一些必要的专业术语,就可以把厚重的基因字典丢在一边。第一个词是“减数分裂”,也就是男性的基因进入精子或者女性的基因进入卵子的过程,男性可以选择30000个来自父亲的基因,或者75000个来自母亲的基因,或更有可能的是二者的混合。在减数分裂的过程中,每个染色体都与对应的染色体并排,每组染色体会有部分发生交换,这个过程叫“基因重组”。父辈的基因传给后代,后代又与继承了其他父辈基因的个体结合,这个过程叫作“异型杂交”。

性就是基因重组加异型杂交的过程。基因混合的过程是性的核心特点。而婴儿是祖父母、外祖父母的基因(因为重组)和父母基因(因为异型杂交)的混合结晶。其中,重组和异型杂交是性的主要程序。其他相关的一切——性别、择偶、避免乱伦、多偶、爱情、嫉妒,都是为了基因重组和异型杂交更有效或更谨慎地进行下去。

这么看,性马上和繁衍划清了界限。在生命中的任何一个阶段,生物都可以借用其他生物体的基因,细菌就是如此。正如给轰炸机加油一样,它们可以彼此钩住,利用管道输送交换几个基因,之后分道扬镳。随后,它们通过自行分裂进行繁殖。

所以性就等于混合基因。为什么混合基因是繁殖的好方式,大家很难达成共识。在过去的一个多世纪里,大家普遍认为混合基因对进化有益,因为它有助于创造多样化的生物体,为自然选择提供了前提条件。混合基因的过程并不会改变基因,但可以把基因重新组合。这一点连根本不了解基因的魏斯曼都知道。在基因组合过程中,性是一种自由贸易,它在很大程度上增加了优秀基因在物种中传播的机会,而物种也由此得以进化发展。“个体差异为自然选择提供了素材”,魏斯曼认为性会加速进化的进程。(www.xing528.com)

蒙特利尔工作的英国生物学家格雷厄姆·贝尔(Graham Bell)给这个传统的理论起了个有趣的名字——“善变的牧师(the “Vicar of Bray”hypothesis)。这个名字来源于小说中16世纪的一个牧师,他能够迅速适应主流宗教之风,随着执政君主的改变而游走于新教天主教之间。就好像这个牧师一样,有性的动物据说也具有很强的适应能力和灵敏的应变能力。这个善变理论盛行了一个世纪之久,至今仍会出现在生物教科书中。它起初遭到质疑的时间已经很难确定。但早在20世纪20年代质疑之声就已存在。渐渐地,现代生物学家开始认识到魏斯曼理论的确有瑕疵,他视进化为一种命令,好像进化是物种的职责所在,是强加于生存之上的目标。

当然,这种说法简直荒谬至极。进化是偶然发生在生物体上的,是一个没有明确方向的过程,有时后代因它而机能变得复杂,有时却因它而简化机能,或者没有明显变化。但我们陶醉于自我进化和完善的想法里无法自拔,因此我们无法接受这个观点。生活在马达加斯加岛一带的腔棘鱼外观与3亿年前的祖先非常相似,几乎没有“进化”,但并没有人因此而指责它破坏了某种定律。有人认为腔棘鱼的进化速度不够快,进而推论它们没有进化为人类,是进化的失败者。这个观点很容易就被驳斥了。就像达尔文观察到的,人类已经搅乱并加快了进化的脚步,从吉娃娃犬到圣伯纳犬,在进化历程中,人类在很短的时间内人工繁殖出数百个品种的狗。那只不过证明了进化并没有达到它速度的极限。其实,腔棘鱼的进化非但不是一种失败,反而更像是一种成功。它就像大众甲壳虫汽车一样,保持着原有的风貌。可见,进化不是目的,而是解决问题的一种手段。

魏斯曼的跟随者,尤其是罗纳德·费舍尔(Ronald Fisher)爵士赫尔曼·穆勒(Hermann Muller)争辩道,进化虽然不是预先设定的,但也是至关重要的环节,因此他们避开了目的论的陷阱。在物种的竞争中,无性生殖的物种处于劣势,难以和有性物种抗衡。为了将基因这一要素融入魏斯曼的理论中,费舍尔和穆勒分别在1930年和1932年出版专著,在书中貌似无懈可击地阐释了性的优势,穆勒甚至说新的基因科学已经解决了这个问题。有性物种可以在个体中分享新发明的基因,而对于无性物种来说这却是件困难的事情。有性物种就像一组资源共享的发明家。如果有人发明蒸汽机,有人发明铁路,那么两种发明就可以结合在一起。与此不同的是,无性物种就好像一群互相嫉妒的发明家,不愿意分享自己的发明成果,于是,火车在马路上跑,马车却在铁轨上拉货。

1965年,詹姆斯·克罗(James Crow)和木村资生(Kimura Motoo)把费舍尔—马勒的观点用现代数学模型的方式进一步展示出来,即在有性生殖物种中同时发生基因突变的机会微乎其微,而无性生殖的物种的情况却大不相同。有性生殖物种无须等待同一个体中同时出现两种突变,它可以把不同个体的突变结合在一起。只要有性生殖物种中有1000多个体存在,那么有性生殖物种的优势将远远超过无性生殖物种。现在一切都圆满了。性被解释为进化的助力,现代数学也提供了精确的数据,这场争论应该可以告一段落了。

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