第三章 不朽的螺旋圈

我們是生存機器,但這裡"我們"並不單指人,它包括一切動物、植物、細菌和病毒。地球上生存機器的總數很難計算,甚至物種的總數也不得而知。僅就昆蟲來說,據估計,現存的物種大約有三百萬種,而個體昆蟲可能有一百億億隻。

不同種類的生存機器具有千變萬化、種類紛繁的外部形狀和內臟器官。章魚同小鼠毫無共同之處。而這兩者又和橡樹迥然不同。但它們的基本化學結構卻相當一致,尤其是它們所擁有的複製基因,同我們--從大象到細菌--體內的分子基本上同屬一種類型。我們都是同一種複製基因--即人們稱之為DNA的分子--的生存機器。但生存在世上的方式卻大不相同,因而複製基因製造了大量各種各樣的生存機器供其利用。猴子是保存基因在樹上生活的機器,魚是保存基因在水中生活的機器,甚至還有一種小蟲,是保存基因在德國啤酒杯草墊中生活的機器。DNA的活動方式真是神秘莫測。

為簡便起見,我把由DNA構成的現代基因講得幾乎和原始湯中的第一批複制基因一樣。這對論證關係不大,但事實可能並非如此。原始複製基因可能是一種同DNA相近似的分子,也可能完全不同,如果是後一種情況的話,我們不妨說,複製基因的生存機器是在一個較後的階段為DNA所奪取。如上述情況屬實,那麼原始複製基因已被徹底消滅,因為在現代生存機器中已毫無它們的蹤跡。根據這樣的推斷,凱恩斯-史密斯(A.G.s-Smith)提出了一個饒有興趣的看法,他認為我們的祖先,即第一批複制基因可能根本不是有機分子, 而是無機的結晶體--某些礦物和小塊粘土等。且不論DNA是否是掠奪者,它是今日的主宰,這是毋庸爭辯的,除非象我在最後一章中所試圖提出來的見解那樣,一種新的掠奪力量現在正在興起。

一個DNA分子是一條由構件組成的長鏈,這些構件即稱為核苷酸的小分子。就同蛋白質分於是氨基酸鏈一樣,DNA分子是核苷酸鏈。DNA分子大小不能為肉眼所見,但它的確切形狀已用間接的方法巧妙地揭示了出來。它由一對核苷酸鏈組成,兩條鏈相互交織,呈雅緻的螺旋形;這就是"雙螺旋"或"不朽的螺旋圈"。核苷酸構件僅有四種,可以把它們簡稱為A,T,C和G。在所有動物和植物中這四種都是一樣的,所不同的是它們纏繞交織在一起的順序不一樣。人類的G構件同蝸牛的G構件完全相同。但人類構件的序列不僅同蝸牛的不同,而且人類不同個體之間的序列也不相同,雖然在差別程度上略小一些(同卵雙胞胎的特殊情況除外)。

我們的DNA寄居在我們體內。它不是集中在體內的某一特定的部分,而是分布在所有細胞之中。人體平均大約由一千萬億(10^15)個細胞組成。除某些特殊情況我們可以不予以考慮外,每個細胞都含有該人體的DNA的一套完整的拷貝。這一DNA可以認為是一組有關如何製造一個人體的指令。以核苷酸的A,T,C,G字母表來表示。這種情況就象在一幢巨大的建築物中,每間房間里都有一隻"書櫥",而"書櫥"里存放著建築師建造整幢建築物的設計圖。每個細胞中的這種"書櫥"稱為胞核。建築師的這種設計圖人類共有46"卷",我們稱它們為染色休。在不同的物種中,其數量也不同。染色體在顯微鏡下是可見的,形狀象一條一條長線。基因就沿著這些染色體有次序地排列著。但要判斷基因之間首尾相接的地方卻是困難的,而且事實上甚至可能是無意義的。幸好,本章就要表明,這點同我們的論題關係不大。

我將利用建築師的設計圖這一比喻,把比喻的語言同專業的語言隨意地混在一起來進行敘述。"卷"同染色體這兩個詞將交替使用。而"頁"則同基因暫且互換使用,儘管基因相互之間的界線不象書頁那樣分明。我們將在很長的篇幅中使用這一比喻。待這一比喻不能解決問題時,我將再引用其他的比喻。這裡順便提一下,當然是沒有"建築師"這回事,DNA指令是由自然選擇安排的。

DNA分子做的兩件重要事情是:第一,它們進行複製,就是說進行自身複製。自有生命以來,這樣的複製活動就從未中斷過。現在DNA分子對於自身複製確已技巧精湛,駕輕就熟了。一個成年人,全身有10^15個細胞,但在胚胎時,最初只是一個單細胞,擁有建築師藍圖的一個原版拷貝。這個單細胞一分為二,兩個細胞各自把自己的那捲藍圖拷貝接受了過來。細胞依次再按4,8,16,32等倍數分裂,直到幾十億。每次分裂,DNA的藍圖都毫不走樣地拷貝了下來,極少發生差錯。

講DNA的複製只是一個方面。但如果DNA真的是建造一個人體的一套藍圖的話,又如何按藍圖開展工作呢?它們將如何轉變成人體的組織呢?這就是我要講的DNA 做的第二件重要事情。它間接地監督製造了不同種類的分子--蛋白質。在前一章中提到過的血紅蛋白就是種類極為繁多的蛋白質分子中的一個例子。以四個字母構成的核苷酸字母表所表示的DNA密碼信息,通過機械的簡單形式翻譯成另一種字母表。這就是拼寫出的蛋白質分子的氨基酸字母表。

製造蛋白質似乎同製造人體還有一大段距離,但它卻是向製造人體這一方向前進的最初一小步。蛋白質不僅是構成人體組織的主要成分,而且它們還對細胞內一切化學過程進行靈敏的控制,在準確的時間和準確的地點,有選擇地使這種化學過程繼續或停止。這一過程最後到底如何發展成為一個嬰兒說來話長,胚胎學家要化費幾十年,也許幾世紀的時間才能研究出來。但這一過程發展的最後結果是個嬰兒,卻是一個確鑿無疑的事實。基因確實間接地控制著人體的製造,其影響全然是單向的:後天獲得的特性是不能遺傳的。不論你一生獲得的聰明才智有多少,絕不會有點滴經由遺傳途徑傳給你的子女。新的一代都是從零開始。人體只不過是基因保持自己不變的一種手段。

基因控制胚胎髮育這一事實在進化上的重要意義在於:它意味著,基因對其自身的今後生存至少要負部分責任,因為它們的生存要取決於它們寄居其中,並幫助建造的人體的效能。很久以前,自然選擇是由自由漂浮在原始湯中的複製基因的差別性生存所構成。如今,目然選擇有利於能熟練地製造生存機器的複製基因,即能嫻熟地控制胚胎髮育的基因。在這方面,複製基因和過去一樣是沒有自覺性和目的性的。相互競爭的分子之間那種憑藉各自的長壽、生殖力以及精確複製的能力來進行的自動選擇,象在遙遠的時代一樣,仍在盲目地、不可避免地繼續。

基因沒有先見之明,它們事先並不進行籌劃。基因就是如此,某些基因比其他一些基因更甚。情況就是這樣。但決定基因長壽和生殖力的特性並不象原來那樣簡單,遠遠不是那樣簡單。

近年來(指過去的六億年左右),複製基因在建造生存機器的工藝學上取得了顯著的成就,如肌肉、心臟和眼睛(經歷幾次單獨的進化過程)。在那以前,作為複製基因,它們生活方式的基本特點已有了根本的改變。我們如果要想將我們的論證繼續下去的話,我們需要對此有所了解。

關於現代複製基因,要了解的第一件事就是,它具有高度群居性。生存機器是一種運載工具,它包含的不只是一個基因而是成千上萬。製造人體是一種相互配合的、錯綜複雜的冒險事業,為了共同的事業,某一個基因所作出的貢獻和另一個基因所作出的貢獻幾乎是分不開的。一個基因對人體的各個不同部分會產生許多不同的影響。人體的某一部分會受到許多基因的影響,而任何一個基因所起的作用都依賴於同許多其他基因間的相互作用。某些基因充當主基因,控制一組其他基因的活動。用比擬的說法,就是藍圖的任何一頁對建築物的許多不同部分都提供了參考內容,而每一頁只有作為和其他許多頁的相互參照的資料才有意義。

基因的這種錯綜複雜的相互依賴性可能會使你感到迷惑不解,我們為什麼要用"基因"這個詞呢?為什麼不用象"基因複合體"(gene plex)這樣一個集合名詞呢?我們認為,從許多方面來講,這確實是一個相當好的主意。但如果我們從另一個角度去考慮問題,那麼把基因複合體想像為分成若干相互分離的複製基因也是講得通的。問題的出現是由於性現象的存在。有性生殖具有混和基因的作用,就是說任何一個個體只不過是壽命不長的基因組合體的臨時運載工具。

任何一個個體的基因組合(bination)的生存時間可能是短暫的,但基因本身卻能夠生存很久。它們的道路相互交叉再交叉,在延續不斷世代中一個基因可以被視為一個單位,它通過一系列的個體的延續生存下去。這就是本章將要展開的中心論題。我所非常尊重的同事中有些人固執地拒絕接受這一論點。因此,如果我在論證時好象有點嚕囌,那就請原諒吧!首先我必須就涉及性的一些事實扼要地加以闡明。

我曾講過,建造一個人體的藍圖是用46卷

上一章目錄+書簽下一頁