《自私的基因》读书笔记:第二章:基因生成,差错导致进化

吴小庆

<p class="ql-block"> 天地伊始,一切从简。此时离宇宙大爆炸已经100多亿年了,太阳也已经成功地在银河系中占据了一小块地方,建立了太阳系。作为岩质星球的地球,幸运地落在太阳的宜居带中,前有太阳之温暖,后有木星之庇护。进一分太热、退一分太险,而且还有兄弟姐妹,水星、金星、火星等伴随。真是得天独厚,所谓幸运也就不过如此。组成地球的岩石从宇宙间其它天体汇集而来,带着各自的元素,可以说,现在地球上所有的化学元素,在那时,地球就已经拥有。一些小分子物质如氧、氢、水、二氧化碳等都已存在。</p><p class="ql-block" style="text-align: justify;"> 达尔文成功地解释了生物进化,如何从简单生物逐步形成复杂生物,通过物竞天择、适者生存,最终进化为人类。但如何从分子进化成生物呢?如何从无机化合物转化为有机生命体呢?</p> <p class="ql-block" style="text-align: justify;"> 那时的地球,因为有水,水中溶解着各种分子、原子,在电闪雷鸣的作用下,这些小分子激烈地碰撞,不断形成新的分子,又不断地分解成单一的小分子。在这个过程里,形成越多,而分解越少的分子,就成为主流分子,占据着绝对的优势,但如何做到这一点呢?</p><p class="ql-block" style="text-align: justify;"> 达尔文的物竞天择、适者生存理论其实就是<b>“稳定者”生存原理。</b>谁最稳定,谁的存活可能就越大。氢不断变成氦,因为氦比氢稳定;盐的结晶是立方体,因为这是把氯原子和钠原子结合起来的最稳定结构;水最稳定的状态是水滴形(在地球上由于引力的关系,静止的水是水平的)。整个宇宙为稳定者占据。</p><p class="ql-block" style="text-align: justify;"> 其实世界上的道理都是相通的,<b>所谓成功,不外乎是:早一点得到,晚一点失去,</b>持有的时间越长,你就越成功。人生就是一场马拉松接力赛,并不在乎一开始能跑多快,而在于能跑多久,谁坚持到最后,最就是赢家。而最稳定者,就是坚持最久者。</p> <p class="ql-block" style="text-align: justify;"> 地球的海洋里溶解着各种简单分子,可能有水、二氧化碳、甲烷和氨。一些科学家模拟当时的化学条件,将这些简单的物质放入烧瓶内,并提供紫外线或电火花之类的能源,几星期后,结果发现汤中含有大量的分子,并从里面找到了氨基酸。近年来,又从中获得了嘌呤和嘧啶类有机物,它们就是组成DNA的基本原料,有了氨基酸,又有了DNA,生命产生有希望了,我们就把当时的原始海洋称之为“原始汤”。</p> <p class="ql-block" style="text-align: justify;"> 在大约30--40亿年前的地球海洋“原始汤”里,有各种分子,它们互相碰撞,不停地合成、分解。要在原始汤里获得优势就必须具有以下特点:</p><p class="ql-block" style="text-align: justify;"> 1、有些分子的内在结构比较稳定,不容易分解,我们称之为“长寿”结构。</p><p class="ql-block" style="text-align: justify;"> 2、不仅要长寿,而且合成要快,比其它分子形成更快,我们称之为“生育力”旺盛。</p><p class="ql-block" style="text-align: justify;"> 3、合成的准确性强,不会出差错。如X分子与Y分子有同样的稳定性和合成速度,但X分子平均每10次合成中犯一次错误,而Y分子每100次合成中犯一次错误,时间一长Y分子肯定要比X分子数量要多。</p><p class="ql-block" style="text-align: justify;"> 具有这三种特点的分子就在这原始汤中越来越多,占据了优势地位。</p> <p class="ql-block" style="text-align: justify;"> 在一个偶然又偶然的概率中,这四个分子(腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T))在汤中偶遇了,当然是一个一个相遇的,被互相吸引,并结成了同盟,结成了一个大分子,我们称之为DNA分子。这种偶然性非常小,几乎微乎其微,但放在几万亿次的碰撞中,还是可能遇到的。这是一个稳定的分子,一般要四个以上的组合,才能形成一个稳定的结构。三个就难说了,尽管能形成一个平面,但随时可能倾覆。</p><p class="ql-block" style="text-align: justify;"> 社会也是一样,三国中,刘、关、张结成了异姓兄弟,形成核心。看上去牢不可破,却没有多少竞争能力,随处颠簸,如丧家之犬,东奔西走。直到后来诸葛亮加入了,形成稳定的四方结果,才稳定下来,建功立业,称霸一方。后来少了一个,又不稳定了。<b>四平才能八稳</b>。</p><p class="ql-block" style="text-align: justify;"> 不仅如此,这四个兄弟结成的分子,还有一个特殊的性质----能够复制自己。但不是一下子完全复制成自己,而是先复制成自己的反像,再由这个反像再转过来合成自己。就像总统当久了,就先换成个总理当当,等当够了,再当总统。这样,这个分子就具有了“稳定”、“长寿”、“生育”功能了,接下去,他们就要大展宏图了。他们的产物--生命也在悄悄成形了。从某种意义上讲,他们也就具有了原始生命。</p> <p class="ql-block" style="text-align: justify;"> 但这里就产生了一个问题。既然物竞天择、稳者生存,大家都求稳,那原始汤中都充满了稳定的物质,以不变应万变,那怎么进化呢?怎么产生我们呢?稳定性原则是否与进化论相矛盾呢?如何解释呢?</p><p class="ql-block" style="text-align: justify;"> 总的说来,进化对我们讲起来是件好事,不然怎么会有人类呢?但事实上,<b>世界上没有什么东西是“想要”进化的,都是想维持原状不变</b>,进化是逼不得已而偶然发生的,物体的稳定性和复制的准确性,就是千方百计地为了防止这种“进化”事件发生的。可见变革、变法之难是可以想象的。</p> <p class="ql-block" style="text-align: justify;"> 这样复制下去,原始汤中就有了大量的DNA分子,但这种分子不是单独存在,而是以各种令人眼花缭乱的排列组合,形成了更大的分子。因为资源有限,原始汤容量有限,汤中的分子构件有限,分子间也展开了激烈的竞争以抢夺资源,就像三国时的魏国、东吴、蜀国一样。</p><p class="ql-block" style="text-align: justify;"> 复制基因间也展开了生存竞争,尽管他们自己并不知道。有一些产生了一些削弱对方分子稳定性的手段,破坏对方的分子,将对方的构件拿来加强自己;有些为自己构建了一张膜,把自己保护起来,以防被别人破坏。这就是原始细胞产生的过程。他们做的越好,生存的机会就越大。</p> <p class="ql-block" style="text-align: justify;"> 无数次的复制过程中,只要次数足够的多,就是再精确也难免产生差错。任何复制过程都不是完美无缺的,绝大部分99%的差错造成了原有结构的不稳定,被毫不留情地淘汰掉了。但因次数实在是太多,偶尔中还存在着另一种可能,就是有些差错使原先结构更稳定了,而将原先的结构淘汰掉呢?从现在的角度看来,肯定是有的。</p><p class="ql-block" style="text-align: justify;"> <b>差错造成了完美</b>。如将希伯来文的犹太圣典翻译成希腊文时,将其中的“年轻妇女”误译成“处女”时,产生的效果就比原先的更好。不可否认,生物学的复制基因在其复制的过程中产生的错误确实能产生改良的效果。正如我们的许多科学发明,如青霉素的发现,也是产生于一些实验错误之中。对生命进化的进程来说,产生一些差错是必不可少的。这些差错是积累性的,在原有差错的基础上,又产生了新的差错,并能复制传代下去,成了遗传。</p><p class="ql-block" style="text-align: justify;"> 如果这种积累是往好的方面发展,产生的新分子更稳定、更准确、生育力更强,这就产生了分子层面上的进化。所谓的进化就是这个意思,而进化的机制是一样的---自然选择。</p> <p class="ql-block" style="text-align: justify;"> 这些分子是否可称为“生命”呢?这并不重要,反正生命就是这样产生的。多个分子组合起来形成组合体,相互依赖、相互保护,在外面裹上一层膜以保护自己,如线粒体钻进细胞内与细胞共生。</p><p class="ql-block" style="text-align: justify;"> 竞争对手陆续出现,不仅有不同分子的竞争,也有同分子间不同组合的竞争。生存斗争越演越烈,在日积月累中体积越来越大、结构也越来越复杂,生存机器开始形成。复制基因为了保证自己能在地球上生存下去而采用的技巧和计谋策略也逐渐改变,经过40亿年的进化,基因早就过了那种冲锋上阵的早期阶段,而进入有机体内操纵有机体为他们服务了。正如现在的芝加哥黑手党早已过了那种打打杀杀、街头混战的时代,而改为控制一个公司、一个集团为他们服务了。现代战争也过了那种以个体冲锋陷阵,个体肉搏的过程,而改为主要以超控无人机杀伤敌人的手段。</p> <p class="ql-block" style="text-align: justify;"> 时至今日,别以为这些基因他们还会漂浮在海洋之中,很早以前,他们就放弃了这种自由自在的生活方式。他们以其令人眼花缭乱的排列组合,安稳地寄生在有机体体内。形成基因猫、基因狗、基因鱼、基因虫、甚至基因人。各种DNA组合,不管是什么,其实都是基因的载体。正如我们现在经常在科幻电影中看到的那样,一个人爬进一个巨大的机甲战士体内,两者合二为一,用计算机操纵着机甲战士战斗一样。</p><p class="ql-block" style="text-align: justify;"> 他们进入了我们体内,更严格地说,是他们创造了我们,创造了我们的肉体与灵魂。使我们成为他们的载体。把根留下,就是我们生存的目的。而最成功的一群基因创造了人类,并促使人类不断进化,拥有智慧,去探索未知世界,并最终追寻到生命起源,追寻到基因起源与基因动机与目的上来了。</p> <p class="ql-block" style="text-align: justify;"> 但现在人类已进入“人类世”(一个地质学上的新名字),人类还仅仅是基因的载体吗?我们仅仅是他们的生存机器吗?保存基因并传代下去仍然是我们人类存在的目的与理由吗? 我们甘心吗?</p><p class="ql-block" style="text-align: justify;"> 恐怕不会总是这样了,人类一旦意识到他们的目的,了解了他们的结构,就不会总是逆来顺受地接受他们的安排,接受自己载体的命运。人类开始编辑基因,改变基因,操纵基因了,人类对基因的巨大反作用开始了,正如人工智能一样,一旦他们能自我生存、自我合成、甚至合成基因、合成人类,他们会怎么做,还会乖乖听我们安排,服从我低级而可笑的命令吗?还是自作主张,另寻出路呢?或是干脆骑在我们头上奴役我们呢?</p><p class="ql-block" style="text-align: justify;"> 现在我先看看基因会怎么样做呢?何去何从成了基因新的选择。</p>