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 尾巴联想 |
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芦笛
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加入时间: 2004/02/14
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作者：芦笛 在 驴鸣镇 发贴, 来自 http://www.hjclub.org
尾巴联想
芦笛
因为n99网友说起这染色体融合问题，昨天到网上去打捞了一番，本着林副统帅教导：“带着问题学，学用结合，活学活用，急用先学，立竿见影”，临时抱佛脚，恶补了点现代知识，越看疑惑越多，再想想老金说的尾巴问题，略有所得，零星写在下面，供方家一哂，为外行*助兴。
一、进化论的盲区
或许这“盲区”一语用得太严重，不过，“我是外行我怕谁？”无知才能无畏哉，反正这儿又不是国外学术期刊，胡说八道也不会身败名裂。何况比起国内学术期刊来，咱们这儿的胡说八道或可更加严谨也未可知。
这盲区其实已在昨天的帖子里说过了：达尔文构思进化论时，没有把两性生殖考虑进去。那阵子遗传学尚未昌明，对双亲如何将遗传信息传给后代还毫不知情，因此这也很自然。因此，他其实是按无性繁殖的单细胞生物发生的性状突变来构想整个生物界的演化。现代进化论者似乎仍然沿袭了同一思考框架，忽略了两性繁殖为生物新性状出现带来的难题。
那尾巴问题以及染色体融合问题就揭示了这一点。老金说从有尾猴变成无尾猴，必须有长——短——无的一系列过渡环节。我倒不这么看。尾巴是在胚胎阶段长出来的。到了一定阶段，受精卵便启动某个机制，使得原来只是一堆混沌的细胞球开始分化出头颅、躯干与肢体，尾巴可以看成是第五肢。只要某个“启动基因”（这问题下面还要谈）失灵，尾巴自然就不会长出来了。因此，这并不需要具有不同长度的尾巴前驱的存在。
那个“启动基因”失灵也不难发生，并不需要阿越引入的宇宙射线。所谓“基因”，其实就是一串串“文字”。机体复制细胞，首先就必须忠实拷贝那些文字。那文字长极，拷贝多了难免出错，只要拉下一个字母，整段“话”的意思就变了。若错了一个字母，则组成的那个词的意思也可能改变。我昨天说的造成人的咬肌不发达的基因突变就是错了一个字母，那个词变成了“句号”，于是那句话半道就中断了，蛋白合成到那句号就停了下来，因此人类咬肌的肌球蛋白就比其他灵长类的短，反而歪打正着，使得大脑能够突破我党的桎梏疯长起来。
所以，就个体而言，要出现“无尾突变”是可以想象的，而且需要的动作并不大，可以只是个把字母出错。难是难在让这种发生了突变的个体生殖繁衍，成了主旋律，最后“劣币淘汰良币”，具有原来性状的生物反倒绝迹了。
要做到这一点，在我看来必须满足以下必要条件：
1）必须同时出现至少两例一模一样的突变，而且该两例必须具有相反性别，生于同地，有多次交配机会，繁衍出一堆可以忠实复制那新性状的后代来。
2）该性状的出现不会为后代带来生存劣势，因此它们能在环境中生存下来。
3）具有该性状的后代能以少胜多，淘汰原来占绝大多数的未变异者。
第一条之所以必要，我已经在《染色体融合能看作进化论的证据么》中解释过了。这里再拿“无尾突变”举例：若是双亲只有一方有此突变，则子代可从另一方获得启动尾巴分化发育的基因。在群体都有该基因的情况下，那变异基因最终只会被稀释到消失。因此，要保证那性状能传下来，必须确保子代是纯合子，两条染色体都出现了类似改变，子二代、子三代等代代如此，直到原有基因绝迹，不会再污染无尾族。
第二条显而易见，不必解释。
第三条也必不可少。生物都有“认同斥异”的天然倾向。清代国人之所以疯狂排外，彻底缺乏大唐时对待外国人的宽容，我看一个重要原因是鬼子不是唐人见过的胡人，长得跟咱们太不一样，所以老祖宗实在无法认同他们是人类。社会越原始，这种趋势就越强烈。不难想象第一只无尾猴或无毛猿面临的全社会排斥：就算他（她）不被全族合力无情诛灭，起码绝无可能找到对象：）大家可能在街上见过“白公”病人，光是大众好奇的眼光，就不知道会给那些不幸者造成多大的心理伤害。
因此，若要避开此条，只能假定猿猴不是社会动物，而是老芦这种loner，但这与已知不符。老芦孤陋寡闻，还未听说哪儿发现了离群索居、遗世而独立的猿猴夫妻。这毫不足奇：猿猴不是猛兽，要生存下来就必须结成社会。
综合以上三条，可以导出一个总的必要条件：大多数重大遗传性状改变，都必须同时发生在一个群体中，不能是个别现象。非此不足以形成规模效应，以确保该性状不因有性繁殖而被稀释。请注意：这儿说的是大多数重大新性状的出现前提。考虑到从猿到人发生了无数性状改变，靠随机的自然进化能否完成这个过程，you tell me.
以上难题对单细胞生物诸如细菌就不存在了。这或许就是迄今为止，对进化论的直接证实只来自于细菌。
还必须补充的是，并不是所有新性状出现都有赖于双亲发生同样基因改变。小北说的“阳骨”的失去或许就只是父系基因突变，母系染色体上大约不会携带此类基因。但要让这变成“全民所有”，还是得满足上列第二与第三条件。那位Richard Dawkins “性选择”说我已经批驳过了，无法成立。
二、静止的遗传学研究
我说了咬肌的事，小衲如获至宝，赶快出来叫卖他的“青城剑法”，也就是所谓top-down的“整体思维方式”。其实这玩意我早说过了：无法投入实战，没有可操作性，盖它与人类思维方式凿枘不入。
要认识复杂事物，人类唯一可以运用的思维方法就是分析与综合，分析就是“孤立静止片面”看问题，综合则是把“孤立静止片面”的结论整合在一起，得出一副互相联系的全面动态图景。人类认识客观世界既不可能使用什么“整体思维”，更不可能使用毫无确定性的所谓“辩证思维”。国人智力水平普遍低下，正是因为大多数所谓“知识分子”至今不懂此道，却被“辩证法”国教诱入歧途。
遗传学在20世纪取得的惊人成就，就是“孤立、静止、片面”的分析法的光辉胜利，充分体现了使用这思维方法能让人类作出何等的智力成就。
上次我把论分析法重要性的文字贴到《凯迪》，有读者批评我没有在文章开头给出“分析”的定义。其实我已经解释过，并以大量实例演示过该方法的运用。这里再给出定义：所谓分析，就是按时间或空间的维度，把研究对象分解为一个个组分，人为造成“孤立、静止、片面”的客观环境，逐一查明它们的性质以及彼此之间的联系，把获得的所有的局部知识整合起来，拼装出完整的动态画面。后面这个整合过程，就是所谓“综合”。
遗传学研究正是如此展开的。从19世纪的孟德尔开始，科学家们把生物体的遗传性状归结于体内的“基因”。到了20世纪，这抽象的“基因”概念落实到了DNA上。双螺旋模型的建立，揭示了遗传信息高保真复制的机制。此后科学家们用细菌作为研究工具，破解了遗传密码，建立蛋白质合成与DNA模板之间的联系，最后把一个个基因落实到一段段DNA之上，最终测定了人类基因组的全部序列。
至此，生物体整个结构与功能给分解为一个个基因，生命被分解为一段段信息：编码重要蛋白的基因都给查明了：胰岛素、血红蛋白、血清蛋白、免疫球蛋白……you name it，大概没有什么蛋白的基因至今还没给发现。就算没发现，迟早也会用电脑从已经测定的人体基因组序列里找出来。
在我看来，此乃20世纪最伟大的科学发现，也是人类最重大的发现之一。它与牛顿、爱因斯坦作出的发现的区别，只在于那是集体努力所致。离开分析法，能想象这一切惊人的成就么？无论是用祖传的“整体思维”，还是使用现代的“top down”，能破译遗传密码么？能作出上述一系列伟大发现么？Never!!! 若使用祖传的“整体思维”，不把研究对象切割开，把DNA片段分离出来，再一个个破解遗传密码，那就连解剖学的起码知识都无法获得，遑论查明哪个基因是干嘛用的。充其量只能说出“肾主骨生髓通于脑，其华在发” 之类无从落实、无法验证的武断话语罢了。
然而这些发现还远远不能揭示生命的奥秘。在我看来，这些研究少了一个维度——时间。
就拿大家都熟悉的人体来说吧，生命不光是一群基因的总和，更是一系列事件的持续展开。这过程从生命一开始就启动了：亿万精子进入子宫后便万马奔腾，力求“先入关中为主”。第一个找到卵细胞的精子拼命钻了进去。一旦某个精子捷足先登，好客的卵细胞便启动程序第一步：关上大门，严拒他人入境，以免弄出个具有69条染色体的怪胎来。此后便就是一系列发育分化程序的展开：胚胎从单细胞变成多细胞，从细胞群体分化出头颅、躯干、四肢以及各种器官组织来。等到发育成熟了，母子便同时启动分娩机制，使得胎儿呱呱堕地。一落地胎儿便能开始自己呼吸，自行阻断脐带血循环，以免失血而死。到了1岁左右便牙牙学语，稍后便开始蹒跚学步。到了一定年龄，乳牙便脱落而让恒齿代替。到了青春期便知慕少艾，男的肌肉开始发达，液压系统开始工作；女的出现生理周期（那也是个自控系统，可谓大程序里套小程序）和别的副性征。过了青春期就停止生长，代谢进入动态平衡，免得如大树一样无穷长高，带来生存问题。到了更年期，女的小程序便关闭了，停止了生理周期。男的液压系统则逐渐失灵。无论男女都开始须发转白，牙齿脱落，骨骼疏松，肌肉萎缩，皮肤干枯，最后成了个老厌物，受尽病痛折磨后死去。
熟悉自控系统的读者不难从中一眼看出：人体有个生物钟以及“年历”，到某时或某年便启动某个程序。整个生命活动不过是播放事前编好的一段程序，其中又套了许许多多子程序，到了某个时刻就启动之。上文说的女性生理周期就是这种子程序。类似的子程序还很多，妊娠分娩的控制同样精密：到了哪个阶段开始分泌哪种激素，启动哪个生理生化过程，跟孩子的发育配合得丝丝入扣，哪一步都错不得——若是孩子还未发育成熟便启动子宫肌肉剧烈收缩机制，繁殖过程也就中断了。
然而迄今生物学研究作的主要还是空间上的分析：哪个基因负责编码哪种蛋白，位于哪个染色体的哪一段。查明的基因似乎不是编码结构蛋白，就是功能蛋白。虽然也查明了许多调控基因，然而至今似乎没有发现哪个基因是跟那生物钟或日历相联系，也不曾听说哪个基因负责启动某个子程序，更别说从DNA中证认 “生物钟序列”、“程序启动基因”了。
若说人体太复杂，那鱼类并不算太复杂，但它们到了一定时刻就会启动回游机制，万里迢迢地游向从未到过的江河入海口，上那儿去排卵。编码这套程序的生物分子到底是什么？当然只可能是高保真遗传的DNA。那么，是哪些基因编制了这复杂的行为，又是哪个（些）基因根据鱼类体内的“日历”及时启动该程序？
蜜蜂似乎更简单，然而它可以靠本能完成非常精妙的活动。早就有人计算出，蜜蜂构筑六边形蜂房乃是最节省材料的。又如蜜蜂能以复杂的舞蹈，通知同伴哪儿能采到花蜜：该迎着阳光飞，还是背着阳光飞，或是与太阳成多少度夹角……这些复杂行为莫非是后天学来的？如果是，蜜蜂哪来这种复杂的智力？脑都没有，谈何学习？若它们是事前编好的程序，那就是遗传性状，必然与基因有关，然而指导这复杂活动的基因又是哪些？蜜蜂的DNA序列似乎早就查明了，然而至今不曾听说证认了此类基因。
这些问题不阐明，则我看靠“克隆人”获得永生终将是神话。我就不相信从我垂死的躯体里取下一个体细胞来，分离出细胞核，再注射到某个去除了细胞核的卵细胞里去，克隆出来的人能再度潇洒走一回人生全程。这道理并不难懂：那细胞核里的“日历”已经翻到最后几页了，就算它再度变成人形并平安出世，那也活不了多久。小羊多利能活的岁数，我猜大概也就是羊的一般寿命减去了它的前身曾经活过的岁月。在解决这“日历”问题前，若想让克隆出来的人活得最长，取材对象必须是初生婴儿。说到底，目前的技术不过是在人工制造孪生兄弟罢了。要让它变成“永生术”，我看还得在对象刚生下来时便大量取材冻存，等到临死再从那些冻存的细胞里取一个出来克隆。如此一代代接力下去，直到用完所有冻存的细胞。
要查明这些机制，并不能靠什么top down的“整体思维”，还是得靠分析，试图把上文所说的“日历/钟表”落实到某段DNA上去。如果撇开分析法，人类能做的无非也就是给出个模拟机制来。这在今日工程师手上不过是小菜一碟。前段国外流行（好像是日本发明的）一种“养鸡”的电子游戏，玩者可以从鸡蛋孵化开始，天天喂养小鸡，而小鸡也就日日长大，直到成年，若是公鸡会天天打鸣，若是母鸡会天天下蛋。若是哪天停止喂养，它就会饿死。这当然逼真地模拟了生物过程，但什么意思都没有，并不能增进我们对生命这种最重要的自然现象的理解。
三、孤立片面的遗传学研究
这个问题乃是老非引出来的。几年前我宣讲“自私是物种存在的方式”，那老东西问我：哪个基因是自私基因？我因此想到，并不是所有的生物特性都由个别基因决定，自私的特性就是这样，它为一切物种所具有，是物种存在的前提，反映了生物体的总体设计意图，但并不由某个基因决定。
我已经在旧作里举出了噬菌体的例子。噬菌体结构非常简单，其基因大约是最先查明的，根本没有哪个基因是什么“自私基因”。但它的整个设计意图就是损人利己：它有专门与细菌结合的结构，结合后便如同打针一样，把自己的DNA注射入细菌，把细菌的代谢机器接管过来，大量复制子病毒。等到复制得差不多了，就把细菌裂解了，成千上万的子病毒释放出来，再去感染其他细菌。
这个例子提示了两点：第一，自私只体现在整体设计意图之中，并不能落实为某个基因的功能。第二，此乃典型的程序设计，但DNA并不负责程序的编写。
请注意，这俩特性都是非常重要的遗传性状，然而它们并不能落实到具体的基因上去，而是所有基因协同作用取得的综合效果。套句国学术语，它们是“实”反映出来的“虚”。之所以称为“虚”，是因为无法把它们落实到具体的物质基础上去，但并不是不存在。
类似的问题多极了。例如前天大家谈论的尾巴问题。您能说狗的基因组里有哪个或哪些可以定为“尾巴基因”么？我极度怀疑。我相信，就算是日后查明了人体所有基因，恐怕也找不到什么“大脑基因”、“左手基因”、“右脚基因”、“肝脏基因”等等。然而谁也不会怀疑它们是先天决定了的遗传性状。谁生下来都是四肢俱全，虽然偶有六指头，但从未听说“三只手”（老上海话“小偷”的别名），也不曾听说谁的眼睛和《西游记》上某道人一样，长到了腋下。科学家们能找到的，无非是负责合成肝脏特有的酶的基因、合成骨胶原蛋白的基因、合成视网膜感光细胞内特殊蛋白结构的基因，等等。
总而言之，科学家们大概只能找到制造体内“砖块”、“钢筋”、“水泥”（各种蛋白）的模子，也早就通过解剖等古典手段，证认了组成人体的“茅舍”、“四合院”、“小洋楼”、“高层建筑”（组织、器官、肢体）等等，但看来不可能找到它们的设计蓝图，遑论决定将这些建筑放到什么地方的城市总体建筑规划。这些蓝图和总体规划大概和上面说的噬菌体的程序编制以及损人利己的生存方式一样，是“虚”的，乃是所有基因协同作用起到的综合效果。
或许就是因为不明白此理，科学家们为人体基因组工程（Human Genome Project）作出的一系列发现感到困惑。据说人类与黑猩猩（chimpanzee）的DNA系列的相似性高达98.5%。虽然有的作者争辩说，这数字未将插入和删除计入，应该是大约95% （Britten, R.J. 2002. Divergence Between Samples of Chimpanzee and Human DNA Sequences Is 5% Counting Indels. Proceedings National Academy Science USA 99:13633-13635），但即使如此，这相似率也高得令人瞠目结舌。此外，据说有18对染色体与黑猩猩的一模一样（“virtually identical”. Gibbons, A. 1998. Which of Our Genes Make Us Human? Science 281:1432-1434）。
您说这是怎么回事？您能接受人类和黑猩猩有95%的相似性么？体表特征就不说了，人类的大脑岂是黑猩猩可以望其项背的？这质的差别到底反映在哪里？若把人受精卵内那18对染色体置换为黑猩猩的“virtually identical”的染色体，生出来的到底是人还是黑猩猩？
如果说人和黑猩猩的DNA序列差别只在5%以下，那么不同人种之间更应该毫无区别了。的确，西方自由知识分子们批判种族主义，最爱引用的科学理论基础就是不同人种之间的DNA序列毫无区别，由此可见不同种族的智力毫无区别。
然而如所周知，不同种族之间确有遗传决定的形体差别。白人、黑人和黄人共同在新大陆生活了两百多年，到现在没有出现“获得性遗传”，变成肤色统一的人。既然DNA序列毫无区别，肤色、发色、睛色、面角、眼睑皮下脂肪等区别是从哪儿来的？即使是在同一种族中，不同个体都有遗传决定的形体、气质、性格、智力的区别，而它们只可能是DNA决定的，正是它决定了每个人的与众不同之处，此所以DNA测定要取代指纹变成破案铁证。但若提取各人的DNA来验证他们的基因，则绝对不会发现什么区别。您说这paradox是怎么出现的？
总而言之，人的一生经历的生理变化，无非是一盘早已录好的磁带播放出来而已。这盘磁带就是DNA，它是体内唯一具有高保真复制特性的物质，因此所有的遗传性状都只能归结于它。迄今为止人类做到的，无非是破解了磁带上的哪些数码代表了什么信息，却没能解决上述一系列问题。就连小到DNA如何决定指纹的不同形状的问题都没能解决（对了，孪生兄弟/姐妹的指纹是否一样？谁家有孪生子？请回答这问题。我猜应该一样），遑论上述一系列重大问题。
以我这外行猜想，决定上述问题的机制可能是两个：一是基因的协同作用造成的综合效果。例如基因决定了大家都长个脑袋，但智力各不相同。这是因为脑袋是否好使，并不是单个基因能决定的，也不完全由脑容量决定，更在于脑神经网络连接的效率如何。光研究一个个基因的单独作用，是不可能阐明智力差别是怎么形成的。二是科学家大概不能只盯着容易落实具体效应与工作机制的基因，还得研究据说是占了DNA总长90%以上的所谓“垃圾DNA”（junk DNA）。我不相信人类会变成上帝的垃圾场，比其他物种多出的那么多DNA，竟然主要由垃圾组成。或许，在这些并不编码、甚至不转录的DNA中，隐藏着上面说的“日历”和“启动基因”，甚至能决定脑袋长在脖子上而不是屁股上。谁知道呢？
要解决这些疑难，靠“辩证思维”毫无用处，只能用分析+综合的经典手段。但涉及的因素实在太多，互动关系太复杂，人类最终能否破解它们，只有天知道。After all，人类的认识能力并不是无限的。
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*这儿说的外行可不包括昭昭若昏那种不学无术、愚不可及还刚愎自用的无赖。当年我推出《不许说出的黑盒子》，提出生命的重要特征是两个：自我复制与能量转换，此子竟然“批亢捣虚”，势如破竹地质问我：骡子不能复制自己，算不算生命？随之便肆意嘲笑侮辱我，让我为之气结：听他那意思，原来，骡子的生存不需要自我复制，不是从受精卵那个单细胞复制成多细胞、多器官生物，而是从一开头就是个四肢俱全的迷你骡子，无论是在母体内的发育，还是降生后长大，都不过是个类似把橡皮人吹胀的简单过程，这就是他理解的“生命”！您说世上怎么会有这种浑人？
作者：芦笛 在 驴鸣镇 发贴, 来自 http://www.hjclub.org |
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