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从达尔文到木村资生 精选

已有 10128 次阅读 2008-7-6 18:22 |个人分类:未分类|系统分类:人物纪事| 达尔文, 进化论, 孟德尔, 克里克, 木村资生

生物进化理论到目前只有几座丰碑供人瞻仰:

  •  建立了进化理论先河的鼻祖达尔文(公平来说还应该包括华莱士);

  •  遗传学先驱孟德尔;

  •  染色体双螺旋结构及基因理论奠基者沃森与克里克;

  •  中性漂移理论创建者木村资生。

记住这几个人,生物进化与遗传的最粗的脉络就有了。

研究这个名单,发现一个有趣的现象,这5个人里面,除了沃森、木村资生属于科班生物学家出身,其余可能仅只算是有特殊爱好的局外人,而且木村资生取得成果,主要归功于其深厚的数学功底。达尔文毕业于神学院,对于他的父亲来说,对这个孩子最大的期望就是成为一个好牧师,达尔文热爱自然科学的各个方面,尤其在动植物方面。孟德尔则是个擅长数学和象棋的神父,他的著名的豌豆遗传试验,是在修道院的花园里完成的。对于现代分子生物学家来说,沃森与克里克是神的代名词,1951年开始来自美国的年轻的生物学博士沃森与来自英国的倒霉的物理学未毕业的博士克里克相会在卡文迪什实验室,前者固持着DNA是真正的遗传物质(这与当时学界普遍认为蛋白质是遗传物质相悖),后者则在茫然中受到沃森的诱惑,转行到生物学领域,这造就了一对黄金组合。他们无论其中哪一个人,似乎都完全没有成功的希望,然而短短几个月后,伟大的思想诞生了。之所以说是思想而不是发现,因为很多设想当时的实验条件还不能验证他们的理论,他们得到的赞誉与疑虑都同样的多,到1962年争议没有了,这一年的诺贝尔生物医学奖颁发给他们。木村资生对很多人来说是个陌生的名字,但是他的中性漂移学说,是自达尔文创立生物进化学说以来,唯一一个能够被科学界所普遍认可的另外一种生物进化途径,在分子生物学领域得到很多验证。木村资生的理论走了其他生物学家都没有走的方向,他在生物遗传学研究中,引入了高等数学中的偏微分和数理统计,将生物学研究导入量化分析阶段,得到崭新的结论。

公允地说,这些里程碑式的人物,从生物学素养上来说,即使与同时代的受到良好专业教育的人相比,他们也不是最突出的,更何况其中个别人甚至之前都没有涉猎过生物学领域。比如克里克,这个物理学博士都没有毕业的天才,学界公认他对于基因理论的创建要远高于沃森,他提出了中心法则,在没有实验验证的情况下,大胆预测了tRNA的存在与功能,他有些象总跑在真象前面的火炬手,指引着众人关注焦点及研究的方向,他甚至提出了后人评价为比自然创造更完美的基因密码体系,虽然后来被证明是错误的,但是他的天才洞见赢得了广泛的赞誉,成为生物学历史上传奇般的人物。

为什么是他们而不是其他更合格的候选者走上了阶段的顶峰?这也是我读这些史实曾经疑惑的地方。我了解其他学科的发展史,比如物理的,数学的,甚至还有一些哲学方面的,在那些学科里,似乎老天还是很公平地眷顾那些学养丰富的攀登者,能够让其中的佼佼者登上峰顶,但是生物学的峰顶似乎都是由跨学科的人来完成登顶的,仅仅用巧合来解释不能服人。从古希腊神殿上那句:“人啊,认识你自己!” 到技术高度发展的现在,人类对自己,对自己所处的生物界的认识还是处于很朦胧的状态,即使深入到生物分子领域,我们所面临的困境一点也没有减少。那些精巧绝伦的分子设计,复杂系统的和谐运作,时时都在困扰着深喑其中的人,自然进化能达至如此巧妙的境地,令人不可思议,这是目前任何一个理论所不能完美解释的,这里是人类认识的一个洼地。

西方科学的发展,滥觞于文艺复兴时代自然哲学的分化,其特征方法论就是从繁复的现象中,解析抽象出简化的甚至理想化的条件,从中发现统一的运动规律,集大成者就是经典物理学。这成了科学发展的定式,它一直很好用,甚至有些科学家不无骄傲地宣称,世界是解析式的。但是情况变得不那么乐观了,随着人类进入复杂系统的研究,解析式的方法变得不再灵光,尤其在生物学领域,经历了生物的种属分类研究之后,相当长一段时间,人类看待生物都是单独的个体,只是横向上具有一定的相关性。达尔文的进化论将生物的关联性从广度上的关联,进一步上推到深度关联,和时间维度上的大统一,这种思想属于科学,但是更具有哲学的色彩。孟德尔的遗传理论修正了达尔文的进化论,将进化理论引入到遗传这个色彩丰富的新天地,这种思想是真正革命性的。克里克的中心法则奠定了分子生物遗传的基础,他证明了孟德尔理论的正确性,并将对遗传物质的研究变成了数码形式的遗传密码与性状表达之间关联性的研究,这是真正的飞跃。中性漂移学说则试图揭示基因遗传变异的根源。全部这些理论的提出都是宽广视野下的审视,得出这些结论需要的不是对于细部无休止的追问,而是将大问题纳入到宏大的场景下思考的结果,这些东西没有一个是过度解析研究的结果。克里克的经历是最典型的例证,克里克无论从物理学还是生物学领域都谈不上是精英型的人物,他最大的优势是广博的爱好和大胆而合情理的预测,他的工作方法就是找到灵感,他的工作素材就是前人的工作结论,他做的就是把这些素材拼合起来,进行合理推测,想象出一个能够将这些东西统一到一个体系内的理论,并将得到的理论用新的实验来验证。沃森与克里克的工作效率是惊人的,想想看,刚刚加入这个传奇组合里,克里克还是生物学的门外汉,而从他们合作算起,短短几个月内,他们就已经得到正确的答案,只是因为要核实完善这些答案,他们又用了2年的时间。

现象就在那里,看你怎样归纳。包括木村在内,很多细节性的东西已经被善于解析的人做的很好了,不同的是,那些人得到的结论严谨而缺少延展性和关联性,反而在这些里程碑式的人物眼里,所有的结论应该为某一个大目标服务,这个大目标就是生物的进化。眼界的不同造就了不同的境界。解析性的研究固然重要,而且将永远是科学研究的一个根本,但是对于生物这样一个复杂系统而言,最重要的是如何评价分析自己和已有的其他相关例证,没有一个高远的视野来审视结论,其结果必然是解析式的。

现代分子生物学的研究已经进入到很广的领域,分子测序工作已经是一个相对简单的工作,大量的生物实验结果从来没有像今天这样丰富多彩而且受到广泛的关注,不过最关键的问题还是象蒙娜丽莎的微笑一样隐藏在表象之下。这其中包括两个令人困惑的大问题:


  •  意识与记忆的发生原理,以及与进化的关系



  •  中性漂移学说与达尔文选择学说的矛盾。


已有的生物学发现是否能够回答这些问题?象克里克那样,至少我们应该能够猜出来几分。



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