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基因与人:天道为大

已有 4743 次阅读 2012-8-24 16:21 |系统分类:科普集锦| 人类, 社会, 进化, 基因, 天道

       现代人类在约20万年前出现在地球上。这个来自非洲大地,算不上强壮的哺乳动物,不断繁衍进化,在地球历史上的一瞬间,就遍布了大地的各个角落,站在了食物链的最顶端,到达了其它所有生命都无法到达的宇宙空间,并以前所未有的加速度改变着世界。然而,在生命进化史上空前成功的人类对自身的存在,生命的意义却常常众说纷纭,莫衷一是。

 

天道为大

       早在战国末期,著名浪漫主义诗人屈原在《楚辞ž天问》中就以长篇诗歌的形式对天地、自然、社会、历史和人生提出了大量问题和质疑,认为只有“天”才能给出答案。人类又繁衍了两千多年后,当时世界最具影响力的《自然》杂志于1869年创刊,刊名取自诗句“永远积累着的思维,信任大自然的坚实依据”。这句诗出自地球另一个角落的又一个浪漫诗人-英国人威廉姆.华兹华斯。他在《大地上出现了一群飞翔的诗人》一诗中,表达了对大自然主宰万物的敬畏和对大自然认知的崇尚,并坚信大自然的坚实基础会给飞翔在前列的人类先驱越来越多新的发现。这,恰恰概括了人类在不断探索客观规律的过程中知识积累的历史,标志着人类已经开始从自己的梦中惊醒,认识到物质运行的自然规律才是主宰宇宙的天道。

 

生命是基因的舞台

       如果有机会到美国马里兰州靠近东海岸的农场参观,你可能会见到大片农田中矗立着一座座高耸的风力发电机。大西洋的海风推动发电机巨大的叶片将风能转化为电能供给农场一天的运作。这时你也许忽视了那些覆盖在大地上的绿色叶片,它们正在将阳光的能量转化为化学能供给其它生命活动。这就是天道以其不变的自然规律创造的奇迹:以碳原子为骨架并在自我复制中不断自我完善的能量利用体系-生命。

 

生命是如何组成的?早在公元前五世纪左右出现在中东的《圣经旧约》中就认为,人和各种生物都是上帝用水和泥土制造的,人也因此“源于尘土归于尘土”。现代科学证实,人和所有生物一样,正是水和尘土中的元素按自然规律结合、运作的有机组合体,并最终分解,归于自然。这就是天道造就人道,所有地球上的生命现象也必然和任何其它现象一样,符合天道运行的基本规律,符合数学的、物理的和化学的原则。

 

       基因是生命之本。19世纪德裔奥地利科学家孟德尔在研究豌豆植株的特征时发现,植物特征取决于可以独立遗传到下一代的物质,他称之为“基因”。现代科学证实,基因是在核酸长链上的一段段密码,所有的生命都依赖于这些基因的复制而代代相传,基因是下一代新生命赖以成长的唯一蓝图,也是在不断改写着的一个又一个生命曲目的剧本。在生命的舞台上,大部分的生命曲目会随时被苛刻的大自然无情地淘汰,而那些剧本也随之而去,让位于更为精彩的基因剧本和生命曲目。

        

       战国时期著名哲学家庄子在《山木》一文中就有感于关乎生死存亡的突变与选择。文中说:庄子在山间行走,见到一棵枝叶茂盛的大树,伐木的人却不去砍它。因为大树不成材,无法用。庄子感叹道,这棵树是因为不成材而得以生存啊。庄子下山住在老朋友家。老朋友很高兴,叫仆人杀只鹅来吃。仆人问:“一只叫,一只不叫。杀哪只?”主人说:“杀不叫的。”因为能叫的鹅可以护家。第二天,徒弟问庄子:“那天山上的树因为不成材得以生存,而现在主人的鹅因为不成材而被杀,您说该如何处世呢?”庄子笑着回答:“我将处于无才和有才之间。这样好像有才又好像无才,相似但不是,所以不会惹来麻烦。” 庄子其实描述了山上被选择的两种树所代表的两种基因组以及由伐木工人进行选择的生命进化系统,以及山下被选择的两只鹅所代表的两个基因组并且由主人进行选择的生命进化系统。生命的变化和区别在前,残酷的基因选择在后。

 

我们现在已经很难评判庄子当年采取明哲保身,中庸之道的人生哲学给他和当时社会带来的利弊。但时过境迁,以现代人类社会为选择主体的今天,承包的林场中绝不会容忍无用之木的基因传播,最有用的树木才是后代传播最为广泛的树木,无用之木将被无情地淘汰。而肉质鲜美的鹅也会成为人类精心饲养的优良品种而使其后代得以不断繁衍。可以说,人类对农作物和家畜的驯化史,也就是物种突变、人类选择、生命进化的历史。在曲折的生命演化过程中,以个体的利益换取基因的更好传播,是这个世界千万年来一直都在上演着的生命长歌。

 

基因是进化的中心

       现代科学证实,基因是生命信息传递的唯一物质,生命也是基因表达的唯一舞台。因而任何生命活动,包括人类的活动,都必然有助于基因的传播,否则就会被历史淘汰。这是一个自我证明的原理和事实:又有谁听说过某人的父母是“丁克族”呢?

 

       基因是传递生命特征的最小单位,基因的传播就是生命的传播,基因的“自私”性也是生命取决于基因复制传递的必然结果。英国进化生物学家理查德.道金斯在1976年《自私的基因》一书中阐述、发展了“生命进化以基因为中心,而不是以生物个体为中心”的基因中心学说。这一学说更好地解释了在进化压力下的生命现象。但由于书名借用了“自私”的表述而引起了社会上的轩然大波,受到广泛的误解与争议,反对者误认为这是宣扬人类的自私行为,以至于作者后悔使用了“自私的基因”,而不是别人向他建议的“不朽的基因”,作为书名。

      

然而每年春天,基因传播的“自私”本质都在逆流而上的一群洄游的鱼类中表现得淋漓尽致。亚特兰大三文鱼一年一度通过长途跋涉,靠嗅觉记忆回到它们的出生地产卵,历尽磨难遍体鳞伤的父母大部分在挖坑产卵后死去,它们的身体也成为幼鱼食物的一部分,为下一代的成长作出了最后的奉献。三文鱼以个体的牺牲换取了自己基因的有效传播,这正是生物进化中以基因的自我复制和有效传播为中心的规律,是生命以基因作为唯一遗传物质和最小特征单位的必然结果。可以说,恰恰是由于基因传播的“自私性”而必然导致所有生命都奉行着“一切为了下一代”的最高运行原则,从而演绎出人类最伟大的爱,最无私的母亲,最和谐的家庭,更公正的社会,更富强的国家和更繁荣的世界。

 

实践是认知天道的必由之路和检验认知的唯一标准

       人类一直希望了解主宰自己命运的天道,从占卜到祭祀从未停止。在《圣经旧约》的出埃及记中记载,先知摩西问起上帝的名字,上帝回答说: “我即存在”( I AM THAT I AM(即“耶和华”,圣经又译作“自有永有”或“自在永在”)。我们今天可以说天道无时无处不运行于我们的世界;天道的运行规律自在、今在、永在,不会由于人类的认识而改变。因而,感知真实的世界运行,并对变化的环境做出恰当的反应,是所有生命赖以生存的基本保证。

 

       生物如何正确感知世界?衣藻是水洼中常见的单细胞绿藻,通过阳光进行光合作用而生存。衣藻的感光眼点,可以直接把光信号传递到紧邻的收缩泡使鞭毛产生向光运动。对于多细胞的线虫而言,需要通过它的302个神经细胞才能将不同感受器的信号综合传输到线虫全身的运动细胞从而对环境做出合适的生存反应。对于脊椎动物而言,仅有信息传递神经在竞争中则远远不够。脊椎动物进化出一个由大量神经细胞的分枝相互连接在一起形成的内存”-有记忆功能的神经细胞群,用于储存、输出过去的外界信号与已知的反应的结果,从而参与生物对实时外界信号的反应。这个神经细胞群使得生物可以参考过去的经验来预测对环境反应的可能结果,选取最佳的反应方式。脑就这样为了生存的需要而出现了。

 

       人和动物的关键区别是超越死亡的经验积累。高度进化的动物能够通过研判大脑中存储的过去的经验,更加准确地预判自己的行动后果,高等动物甚至还可以把自己的经验传授给其他个体。但动物知识的积累总量永远无法超越个体死亡所带来的知识消亡,因而个体的知识总量只能在生与死的低层次上达到平衡,死亡成为知识积累的瓶颈。

 

人类的出现在生命史上第一次突破了这个知识积累的死亡瓶颈。基因突变造成的人类脑容量不断扩大和人脑记忆量的增加使得更加复杂的,群体的经验交流成为可能。这种人类群体经验的共享,首先形成了亲缘群体中的人脑局域网。当这些知识积累使得人类学会利用结绳、刻画等物理方式使脑的记忆功能在体外得以延伸之后,人类知识的积累就超越了个体死亡的限制,得到了从跨越式、再到爆发式的迅猛发展。于是,可以共享群体经验,包括那些已故个体经验的人类,便在生存与繁衍中显示出了强大的生命力,成为了地球上超凡脱俗的成功物种。 现代人类社会已经形成了以数据库、图书馆、计算机、互联网站等体外存储为交流节点,以集中在高校、科研院所、生产场所等不断取得经验知识的全体人类为创新主体,能够在全球范围内互通共享信息的国际化经验知识积累和传播网络。目前仅每天发表供全人类分享的SCI科学研究论文就已超过了5000篇,下载引用这些人类共享知识的次数更加无法计算。

 

认知天道必须以事实为依据,必须以实践为检验标准。衣藻的认知必须以光为依据,线虫的认知必须以客观环境为依据,蝙蝠的认知必须以食物昆虫为依据。实践是检验认知的唯一标准:如果个别衣藻不能游向光线,个别线虫不能辨识环境,个别蝙蝠不能捕获昆虫,它们差劲的生命表演,连同它们的蹩脚基因剧本都会被天道所淘汰。

 

人脑的高度发达也为人类带来了唯心的思潮,阻碍了人类对天道的认识。唐代《枕中记》就描述了 “黄粱一梦”的典故,准备努力改变人生的卢生用吕道士推荐的枕头,在睡梦中娶妻生子享尽荣华富贵,醒来饭才做熟,大失所望。“人生如梦”也就成了人们对生命的感叹。的确,人脑的运行常常使人沉浸在梦幻的自我之中,模糊了思维与现实的界限,忘记了自己仍然在天道运行的掌控之中。但天道无情,对于现实世界的错误的判断必然带来严重的后果。卢生相信了吕道士的 “开导”,隐入深山修道,从而一事无成:吕道士向卢生展示的虚幻世界其实并不存在,而卢生的基因也就此被天道所淘汰。

 

事实上,基因必须不断进化才能保持生命在竞争中的位置,不前进就有被淘汰的危险。 《爱丽丝中奇遇》是英国作家刘易斯.卡罗尔于1871年出版的儿童文学作品,也是《爱丽丝梦游仙境》的续作。在与红桃女王的赛跑一幕中,爱丽丝发现在这个奇幻世界里,拼命跑才能维持原地不动。而这正是生命在进化中物种、群体间竞争的写照:不断奔跑才能维持现状,跑得慢就会被淘汰。这种现象被进化生物学家称作红女王的赛跑(The red queen’s race)。柳枝的药用功能在东汉《神农本草经》就有记载,但没有进一步发展。柳树皮的药用在古埃及同样也有记载,由于化学的进步,从柳树皮中发展而来的降热止痛药物阿斯匹灵,泰诺等畅销药物为医治人类疾病起到了巨大的作用。显然,一句老祖宗“博大精深”已经无法解释柳枝和柳皮的不同命运和天道的运行规律。圆明园和玛雅文化遗址的断壁残垣不正是竞争中天道运行的结果吗?

 

询天问道,为了更加繁荣的下一代

       如果生命的中心是基因的传播,生命的意义就是确保更加繁荣的下一代。那么我们能为下一代做些什么呢?除了物质财富的积累,更重要的是知识财富的积累。作为教育工作者和科学家,以实事求是的精神发现真实反映客观世界的新规律,宣传科学进取的理念,传授科学分析解决问题的能力应该是我们的努力方向。

 

最后我想引用爱因斯坦对孩子们的话:

“要记住,你们在学校里所学到的那些奇妙的东西,都是多少代人的工作成绩,都是由世界上每个国家里的热忱的努力和无尽的劳动所产生的。这一切都作为遗产交到你们手里,使你们可以领受它,尊重它,增进它,并且有朝一日又忠实地转交你们的孩子们。这样,我们这些总是要死的人,就在我们共同创造的不朽事物中得到了永生。”

 

所以,我们要不断探索求证真实的世界,为了跨越死亡的知识积累,为了新的生命更加繁荣,为了我们的下一代

(保留版权)



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