五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】《自私的基因》读后的一点问题 -- 正宗鲁皮皮

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家园 没错,我们对于进化单位的理解不同

我一直认为,基因本身,是一个进化的单位。但不是一个自然选择的单位。自然选择直接的作用是这个基因所在的团体,也就是生物的本身。

抛开整体来谈论一个基因的作用,是片面的。就像我们讨论一个篮球队员的成就,并不能够代表他所在的队伍的成就一样。一个基因能够起的作用,就像某位篮球队员在所属的队伍中能够起到的作用一样,都是依靠这个个体与周围个体的协作而定。而生命体的自然选择,就像我们查看的比赛结果一样,并不看重某一个队员的能力。科比是够强的,当年的张伯伦也是,但是他所在的队伍并不能够总取得最后的胜利。如果单纯按照队伍的成绩来决定未来的走向,就好像按照某种自然的规则进行选择一样,直接作用的,都是整体,而不是个体。而我认为,这也是整个生命现象演化的轨迹之所在。

要值得注意的是,对于生命早期进化而言,当基因处于单打独斗和松散联合的时候,自然选择的压力是直指基因个体而言的。甚至在简单的生命形式,细菌等为代表的微生物里面。单个基因决定整个生物个体的生存的现象还是很常见的。这个时候,你可以说基因可以作为被选择的单位。而之所以这个基因能成为被选择单位的原因,就在于这个生命体在被选择的那个特定的课题上,只有一个基因承担这个任务。从而使得这个生物体所承受的选择压力,直接作用到了这个基因上面来。这种现象在高等生物体内也是存在的,比如说艾滋病的特殊受体形式和已经在人类中几乎消亡,但是在各种猿类中广泛存在的针对逆转录病毒的一个特定的识别蛋白,使得艾滋病的抗性,或者说自然选择压力,直接作用到了这两个点,也就是两个基因上。

但是,这并不是说,所有的自然选择压力,都是这样的直指某个或者几个基因上。绝大多数的选择性压力,都需要生命体的个体,也就是整个基因组的合作来承担。一个被错误的应用的例子,就是导致镰刀血球性贫血的基因对于疟疾的抗性。咋看起来,好像是这个被突变的基因,直接的承担起了疟疾这个自然选择的压力。但是这个基因在疟疾横行的非洲和热带地区并不是饱和的分布。也就是说,还有其他的个体,通过别的手段,来抵扛了疟疾的病害,使得那些不含有这个突变的人也可以生存下来,并保持住一定的一口比例。所以,即使镰刀血球性贫血的基因没有出现的话,我们仍然可以看到很多人存活了下来。因为生物体应用了别的手段来应付了这种自然选择压力。同样,针对单个基因的选择压力,即使在那个基因被突变,丧失了功能之后,也会在某种几率上用别的突变来重新构建原有的功能,挽救生物体。

之所以能够用这种形式来挽救生物,是因为基因起作用的方式,是必须要通过整个生物个体中其他基因的协调合作来完成。比如说,某个基因因为移码突变,造成了整个蛋白序列的变化,从而完全丧失了功能。这个突变,完全可以用一个可以读出移码的新突变来弥补,使得部分蛋白重新获得功能。而这种新突变,可以是某个tRNA,也可以是核糖体的蛋白质,或者是RNA,至少,生物体有几十种手段,来暂时性的补偿突变。

这种情况下,生物体所受的选择性压力,不是集中在某个基因上面,而是一群基因上面,任何一个的合适突变,都可能造成补偿性的适应。这个时候,我们只能说,自然选择的单位,不是某个基因,而是基因组,也就是这个生物本身。

有一点我想指出的是,生命进化过程中,有一个转换过程,使得选择压力,从单个分子,转移到了整个基因组(至少是基因群体)上面。这个转换的发生,是遗传信息,从直接其作用的分子本身,转移到DNA的过程。也就是将遗传信息与直接作用分子分离的过程。自然选择是在很大的时间尺度上发生作用的,所以自然选择的对象一定是长期稳定存在的东西。换言之,就是自然选择,从选择稳定存在的个体,转向了稳定存在的体系。(如果你不认识到这一观点,那么我想我们的讨论,也就没有了进行的必要。)

稳定存在的体系,是必须有若干个固定存在的组织成员的。这种组织形式,在进化的早期,或许出现了不止一种,甚至有可能是几百种,几千种。但是,只有最具有稳定性、灵活性和幸运的那个在竞争中最后生存了下来。所以,你认为在漫长的进化历史中能够幸存下来的基因,必然有一个特性就是最大可能的维持自我的拷贝数目,并尽可能的增加,在我看来,维持住基因拷贝数的,恰恰不是基因本身的特性,而是这个体系的需要和遭遇。就像我前面提到的,在猿类中广泛存在的而在人类中缺失的那个对于逆转录病毒的特定识别蛋白。它在黑猩猩中依然存在。就说明,这个古老的基因之所以在人类中丢失了,是因为人类的特定遭遇,没有遇到大规模烈性的逆转录病毒有关。而不是这个基因的可以保留自我拷贝数的特性。因为人与黑猩猩之间的基因组差异只有5%不到,而人类中个体的差异最大可以达到接近4%。所有的基因组和体内环境都是没有区别的。假设现在的人类没有智慧和医学,如果人类可以挺过艾滋病这一关的话,那么我们将会发现有别的措施出现来抑制逆转录病毒的活性。这个重新获得性的基因,是由基因组来决定的,而不是这个基因本身的能力来决定的。

但当基因与所在个体利益不同时,成功基因所表现出来的特性一定不是与体内其它基因合作。即使以病毒和转座子为例,我们也会发现,人体和小鼠的基因组中,70%以上都是已经死去的这些曾经辉煌过家伙们的残片。没有一个例子说明,现存的生物体内,一个与周围的基因不能合作的家伙,会让他所在的基因组长久的维持下去。结果只有两个,要么那个基因被消灭,要么基因组崩溃,最终的结果也是一样的。一个明显的例子,是生活在一种桃花睫毛虫中的毒素基因。这个家伙具有转座子的特性。每次被激活之后,都会立刻跟周围的基因闹翻,这个家伙很彪悍,闹翻了,就立马劫持宿主的转录体系,将宿主麻翻在地。其后果很简单,只有那些能够将自己隐藏的很深,绝对不跟宿主打交道的那些基因才残存了下来。任何不忿的风吹草动行为,都将导致宿主,以及这个基因本身的毁灭。

生命进化是完全没有预定方向的,生物体的复杂化仅仅是因为这样更有利于基因的复制。

前半句话我不敢苟同,但是也无法反对。后半句话则要说几句。现在的进化学者们认为,生物体的复杂体系,几乎在细胞产生的时候,就已经完全确立了框架。以后所出现的复杂发育所依靠的主要的信号分子传道途径,是来自于某个原始途径的修改。生物体的复杂化,与其说是基因复制过程的复杂化,不如说是信息量增加所带来的产物。一个简单的例子,就是给你两种板块,你只能在有限的空间内拼出有限的图形,而每增加一种板块,空间内的可能性就增加了若干。基因复制的过程,相对于发育过程和遗传信息量而言并不复杂,这个可以从细菌的DNA复制体系,可以完全的搞定人的基因组这个事实来佐证。

人类的思想也遵循着自然选择的规律,因为人类的思想也是能够不断的复制自我且有强烈的复制倾向。比如自然选择的基本单位是基因还是个体,就可以被看作一对等位基因。……谁的思想被接受的多,谁的思想从自然选择角度讲就更成功,这和两个观点哪个正确毫无关系。

说实话,我不认为人的大脑神经的连线过程是再现了自然选择,因此,我更倾向于认为人的大脑的连线过程,是大体上被确定了,只在小范围内变动的一个程序所确定的。就像我们的上肢一定要上臂在上面,手在最下面一样,是固定好了的。与自然选择无关。我并不是在推销我的观点,我是在引用事实来讲述我的观点。我们的大脑自然会用已经规定好了的程序来过滤这些信息,从而在大脑中形成新的连线,从而形成新的观点。如果大家选择我的观点,只能是因为大家的大脑连线就是那么规定好了的。而如果大家不认同我的观点,那是因为我的观点形成的时候,是受了某种外在的影响,而这种影响,是我在上述文字中没有表述出来的,也就是我说得还不够深刻,不够具体、清晰、明了。

后记,

我欣赏你对于这个问题的深刻思考,也注意到了,你引用了原作品中的部分观点,这说明你至少是研读了那本著作。所以我就假公济私一把,虽然我不认同你的观点。但我尊重您的工作和您表达自己想法的权利,也想借此表达一下我对于你这种认真态度和和蔼讨论精神的赞赏。

多谢您的讨论。惊堂一声,静候方家。

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