达尔文在二十一世纪

就在去世前两星期,查尔斯·达尔文还写了一篇短论文,讲述发现于英格兰中部的、钳在一只水虫腿上的小蛤。这是他最后发表的文章。寄送水虫给达尔文的人是一位年轻的制鞋匠、业余博物学家,名叫沃尔特·德劳布里奇·克

就在去世前两星期,查尔斯·达尔文还写了一篇短论文,讲述发现于英格兰中部的、钳在一只水虫腿上的小蛤。这是他最后发表的文章。寄送水虫给达尔文的人是一位年轻的制鞋匠、业余博物学家,名叫沃尔特·德劳布里奇·克里克。后来这位制鞋匠结了婚,有个儿子名叫哈利;哈利长大后,他自己的儿子叫弗朗西斯。1953年,弗朗西斯·克里克和年轻的美国人詹姆斯·沃森共同做出一项发现,为进化论带来无可置疑的实证,令达尔文在这一领域作出的几乎所有推论都获得了最终的胜利。达尔文曾写道:“古往今来,生活在地球上的全部有机生命体,都是由某种单一的原始形态传衍而来。”实话实说,这个论断只是他的猜测。要了解生物进化的奥秘——从前因后果到运作机制,当代的达尔文后继者们无需猜测了。他们直接去查阅基因“秘籍”。基因密码的近似性,便可确知它们果真是从单一的祖先物种繁衍而来(现存于世的鸟类中,与这个始祖物种亲缘最近的是钝色离草雀)。

在佛罗里达州墨西哥湾沿岸近海的一组岛屿上,沙滩鼠的皮毛比美国大陆的老鼠颜色要浅。这使它们在浅色沙滩上获得了更好的伪装——长得太高调的老鼠更容易被猫头鹰、老鹰和苍鹭捉到,幸存者才能繁衍后代。同样在哈佛供职的霍披·胡克斯特拉与同事合作,把这种毛色差异的来源归结到了一个基因中某个字母的改变。区区一个DNA字母就减少了鼠毛中生成的色素。这一基因突变从5000多年前该组沙滩岛屿形成时就产生了。达尔文最伟大的思想就是,近亲物种之间多种多样的特征差异大多是自然选择造成的。现在,我们从地雀的喙和老鼠的皮毛之中,可以实实在在地看到自然选择在起作用,它塑造和修改着各种基因的DNA序列及其表达,使生物体适应特定的环境。(黑色素受体基因,一篇很经典的文章,今天早上还有同学在拿这个基因说事儿)

加拉帕戈斯地雀中间存在的差异是“适应辐射”的一个经典案例,每个物种都是从一个共同祖先出发,各自进化出获取某种特定食物的绝活。另一个著名的物种辐射案例发生在一系列水体之中——非洲大裂谷的湖泊和河流养育了约2000种丽鱼,它们都源于区区几个祖先物种,而且其进化的时间跨度与地质的沧桑变迁相比只有短短一瞬。例如,这些湖泊中最大的维多利亚湖,在1.5万年前还一滴水都没有,如今湖里的丽鱼不下500种,都是在这段时间内从来源不明的几个物种进化而来。和地雀一样,丽鱼物种也各自适应了在不同的栖息地内觅食,比如石质或砂质的湖床。有的物种吃海藻,所以牙口细密,适于刮取和扯断植物类食料,还有的专吃蜗牛,便拥有厚实有力的颚,能咬碎甲壳。猜猜看是什么基因负责加厚它们的口齿?正是编码BMP4蛋白的基因,也就是令加拉帕戈斯地雀的喙部加深加宽的那个基因。同一个基因,在远隔千山万水的两个地方,分别在鱼和鸟身上担任着同样的职责。要证明达尔文所坚信的所有物种的共性,还有比这更好的证据吗?(既达尔文地雀后,又一个进化生物学研究的金矿)

达尔文又想到,也许正是性选择造就了人种之分。“我们看到,每个人种都有自己的美貌标准……在一个部族之内,强壮的男性选择了迷人的女性,以平均水平来看,会生养更多的子女,许多代传承下来,就会从一定程度上改变整个部族的面貌”。科学界对这个说法仍然难下定论,但已有线索表明达尔文的设想至少有一部分正确。(sexy son和good gene假说)

为什么这个基因突变传布得如此之广呢?并没有证据表明蓝眼睛有助于人类生存。也许是由于蓝眼睛的人皮肤也比较白,而白皮肤更能吸收阳光、合成维生素D。这对于享受不到太多阳光的北方人尤为重要,因为谷物在他们的膳食中比重越来越大,维生素D含量却很低。另一方面,也可能是那个地理区域内的异性刚好对蓝眼睛情有独钟,拥有这个特征的人比较容易子孙满堂。不论哪一种说法属实,都不外乎达尔文的两个理论——自然选择和性选择。(这个突变基因在某一个地区收到自然选择的影响,在群体里的频率会迅速增加,但是后面的说法值得商榷)

“基因开关”的概念能够解释一个令人类颜面扫地的意外事实——看来咱们并没有什么特别的“万物之灵”基因。过去十年中,科学家对比了人类与其他动物的基因组,逐步得出结论:我们代代相传的基因不仅在数量上跟老鼠一般多——不到2.1万个,而且绝大多数基因都跟它们毫无分别。这就好像作家写不同的书,用的却是同一套词汇,大自然也不见得需要用新的基因才能造就新的物种——只要改变基因运作的顺序和模式就行了。 为进化论提供了直接的证据)

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