生命信息遺傳學（一）《下》

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「小超人」站在父親的胳臂上 文／圖田躍

廣西自治區婦幼保健院保健科的專家於2002年8月10日對梁耀坤進行了檢查，檢查結果表明，他除了動作發育、社交能力、場所適應性為優外，其他方面都僅是中等水平。「小超人」的父親也說，梁耀坤並不如社會上傳得那麼神，他只不過是在某些方面有著超出一般嬰兒的功能，他能在父親的手上站立，這要靠他父親不斷的擺動手來保持平衡，能提半桶水也是父親抱著他往上提，並不是他自己提起來的。梁耀坤只是具有較好的平衡能力、拉力、握力而已。（63）。儘管這是一個很特殊的事例，但它對我們的提示卻是重要的，因為這對孟德爾的遺傳法則提出質疑。基因學的理論核心――－孟德爾的遺傳法則認為：基因以DNA的形式傳遞，所有生物體都必須接受這種親本遺傳和突變。DNA的化學或結構變化可能關閉基因，這些變化會代代相傳，這種現象叫做後生遺傳修飾。很顯然，小超人與其父並不相符的後生變化卻並沒有改變DNA的實際序列。這種現象並非只存在於動物界，在植物界也同時發生。2005年3月，印第安娜州柏杜大學的羅伯特·普魯伊特領導的研究小組在進行遺傳學研究的模式植物―――擬南芥身上發現具有一個基因的兩個突變副本的擬南芥似乎能糾正他們傳遞的DNA，確保至少一些後代恢復正常。研究小組認為，擬南芥能夠利用從比父母更遠的祖先那裡已傳來的RNA模板修復突變基因。可能這種現象只出現在這種植物身上。但普魯伊特研究小組在2005年3月《自然》雜誌上發表論文推測，這也許是一種更為普遍的機制，讓植物能在「嘗試」新突變的同時保持RNA作為備份。如果經證實突變有害，下一代的部分植物會在DNA幫助下恢復其祖父母的DNA排序。(71)那麼「小超人」的表現是否屬於同種情況呢？不得而知，但至少這種可能性是存在的，因為植物與動物共同具有一個祖先，而人類的返祖現象如「毛人」等的存在也證實了這一點。科學研究已經發現，人剛一生下就具備73種潛能。新生兒不僅具有驚人的感知、運動能力，而且還具有注意、記憶、學習能力和社交行為。例如，出生8小時後，嬰兒就會模仿成人吐舌頭；嬰兒出生時便有顏色視覺，4個月時接近成人水平，24個月時能認識和說出15種顏色。0～３個月的嬰兒共存在73種無條件反射，像爬行反射、行走反射、游泳反射等。這些都是人與生俱來的本能。而這一切之所以未被我們人類所關注，那是因為絕大多數嬰兒的潛能在人類目前所處優越的生活環境下並未受到家長的重視，得不到適當的練習而在3～4個月後消失所致。這已使無數個孩子失去了成為天才的機會。專家認為：幼稚教育從3歲開始已經太晚了（11）。生物學的最新研究也證實了這一推論。2001年，日本大阪大學細胞生物工學中心的八木健教授利用老鼠調查了在腦神經細胞中發揮作用的、被稱為「CNR「的遺傳基因的突然變異的情況，據認為CNR在神經細胞形成網路中起到調節作用。八木健教授發現出生後60天的老鼠比通常老鼠以極高的幾率發生著突然變異。這就是說，人的腦為迅速發育，神經細胞的遺傳基因在嬰兒誕生前後很可能發生過高頻度的突然變異。這種突然變異隨著嬰兒的成長會減少，但是因突然變異而產生的神經細胞的多樣性使腦更能適應學習以及新的環境，變得更加聰明、靈活。人們已經通過免疫細胞，了解到從父母那裡繼承的遺傳信息通過突然變異而變得多樣化的情況，但通過腦細胞表明這種情況還是第一次。八木健教授推測：如果CNR發生突然變異的數量增加，神經細胞將只同特定的對象結成神經網路；因此，即便腦形成豐富多彩的網路也不會發生混線，各網路可以有效地發揮作用。八木健教授認為：「看起來人和動物在剛剛生下來時，腦中就幾乎擁有全部必要的神經細胞，伴隨腦的成長，只有那些必不可少的神經細胞才能在網路的選擇中生存下來（41）。然而，由於理論研究的滯後，人類還很難接受和解釋這一複雜的生命信息的遺傳突變現象。當然，談到生命信息的遺傳，就不能不談到人類的智商，因為智商是生命信息遺傳的表象。在當今的社會中，你可以說自己遺傳了家族的鼻子，沒人會反對。但是要說智力也會遺傳，人們會不以為然。如果說家族的遺傳決定了你的智力高低，你很可能會被嗤之以鼻。然而，這正是美國和芬蘭科學家最近得出的結論：基因在很大程度上影響著我們大腦某些部分的生長。而受基因影響最大的分支恰好支配著我們的認知能力。也就是說，智商是遺傳的。洛杉磯加州大學的保羅·湯普森說，這並不是說人的智力就是一成不變的，但它說明基因決定了你的智力水平的極限。神經學家說，這也許有助於我們著力研究大腦中對環境刺激反應最強烈的區域，也可能是最有可能使智力提高的部分。湯普森和他的研究小組對10對同卵和10對異卵的雙胞胎進行了研究。研究發現，同卵的雙胞胎基因完全相同，異卵的雙胞胎平均有半數基因相同。因為雙胞胎一般都在差不多的環境下長大，因此這兩組雙胞胎的不同之處基本上可以歸因於基因。研究還發現，大腦的某些區域確實是遺傳的。其中包括語言區域，也叫白洛嘉和韋尼克區域，以及前額區，這是與認知能力有很大關係的區域之一。同卵的兩個雙胞胎在這些區域有95％～100％的聯繫——幾乎完全相同。湯普森說，前額結構受基因的影響與指紋一樣大。「它們簡直太相似了。」結果還顯示，包括雙胞胎的個人經歷、他們認識的人和事物在內的環境因素對大腦這部分的形成影響很小。異卵雙胞胎有類似的韋尼克區，約有60％～70％的聯繫。但他們其它區域的類似較少。而隨意的兩個人絕不會有任何相似。更有趣的是，不僅這部分的智力區域會遺傳，它還會影響人整體的智力水平。志願者每人接受了一組評估17項能力的測試，包括文字和空間有效記憶、專註任務、文字知識和運動速度。這些測試主要針對的是人們所說的「g」，它是智商測試的一般內容。湯普森說，其中一項完好的人基本上所有項目的成績都不錯。「g」到底是什麼還不清楚，但這些新的研究成果表明，它並不僅是一些統計的抽象概念。倫敦精神病研究所的羅伯特·普羅明認為，「g」在大腦中有其生物基質。但哈佛大學的斯蒂芬·考林斯對「g」是否可以被稱作智力提出了質疑。它類似於能夠根據規則指導如何安排事情之類的能力。他認為，這項研究可能最終幫助我們把教育集中於大腦最易受環境刺激的區域，如感官區域（39）。科學實驗還證明，人類語言基因大約形成於20萬年前，2002年8月，德國馬克斯——普朗克進化人類學研究所的研究人員說，他們將人體中一個名為FOXP2的變異基因與其它物種的基因對比後發現它們之間存在很大的差異，雖然這種基因並不是使人具有說話能力的基因，但卻可以使人的語言變得更加清晰。而這一發現與目前人們廣泛認為人類更為熟練地運用口語促進了現代人的數量大大增加的推論是相一致的（56）。我們知道，智力與語言有著直接關係，一個智力水平低下的人，其語言功能會受到嚴重的影響，而語言功能的增強取決於歷史的遺傳——也就是生命信息的遺傳。因為我們不可能使得除人類以外靈長類動物具有熟練述說及理解人類語言的能力，而人類在掌握母語過程中所具有強大優勢的行為也充分的證明了這一點。這就是說，由於社會的進步和發展，人類在原有語言文化遺傳基礎上進行語言水平快速提高的同時，人類智商水平的提高也將會同步進行。實際統計情況也是如此。2002年6月，紐西蘭一位政治科學教授詹姆斯·弗林發現，人類的智商一直呈上升趨勢，平均每10年提高3分。此外，現實生活中的一些事例也證明人類的智力水平越來越高：全球的科技論文數量逐年增加，專利成果越來越多，人們在智力遊戲中的表現也越來越突出，例如自1991年以來，最年青的國際象棋大師的年齡已降低了4次。通過以上敘述，我們不禁感覺到在達爾文的「進化論」中似乎缺少了一些什麼東西。幸好在達爾文發表《物種起源》的第六年，即1865年，歷史為我們造就了另一位科學巨匠，那就是奧地利的生物學家孟德爾。孟德爾遺傳理論的基礎與過去錯誤的融合遺傳觀截然相反。這是一種顆粒遺傳理論，他假設：遺傳物質是由一顆顆彼此獨立互不摻雜的微粒——遺傳因子（後來稱作基因）所組成。遺傳學的實驗證實了這一點。此後經典遺傳學與「自然選擇」的有機結合產生了「綜合進化論」，杜布贊斯基（Theodosius Dobzhansky,1900-1975）的名著《遺傳學與物種起源》則是代表作。在經典遺傳學中，達爾文所謂可遺傳的不定變異，終於獲得它正當存在的根據。變異現在被稱作是突變。由於摩爾根（T·H·Morgan,1866-1945）學派的工作，對突變的性質有了比較清晰的理解。即大多數的突變，乃是染色體上基因的變化，所以，突變是可以遺傳的。突變所導致的性狀變異程度有大有小，其間呈現出一種光譜似的連續性，最大的改變可以使個體在早期發育階段致死，而最微細的改變甚至都難以用技術手段覺察到。自然界正是依靠這些涓涓細流，才最終匯合成進化之洪流。但是對於突變的產生，杜布贊斯基認為：「重要的是，每一個突變的產生，與生物體的功能需要無關。突變是隨機的、自發的、偶然的、不定的。生物雖然並沒有具備天賦的產生適應環境所需要的突變能力，但是，變異的產生仍取決於生物體本身的結構，而這種結構的形成是一個歷史的、進化的過程，而環境在這個過程中是起了部分作用的。」杜布贊斯基的這種觀點實在是令人費解。在動物世界中，捕食動物的眼睛大都長在正前方，這樣有利於眼睛聚焦鎖定被捕食獵物，以及確定距離和方向。而被捕食動物的眼睛大都長在頭部的兩側，以便在低頭吃草時也可以大範圍的觀察周圍危險的動向。在動物之間在絕少發生雜交的情況下產生相同的與環境、生物體的功能極為相關的進化結果。這能說成是在在隨機的、自發的、偶然的、不定的過程中形成的嗎？杜布贊斯基的論述顯然是不正確的。1920年到1935年，麥道格（W·Mc· Dougal）在連續32代小白鼠身上，以電擊教會它們從暗道跑出箱子的本領。一隻白鼠一旦學會就會終身不忘，但它的後代又要重新學習後才能掌握。然而，按八代一划分，出錯誤挨電擊的次數越往後越少；平均數分別是56次41次29次20次．這說明，前代學會的本領可以在它們未經訓練的後代身上遺傳。更令人奇怪的是，實驗者在對照組（未經訓練的小白鼠的後代）中也發現了學習速率變快的現象。為了證實後一結果，埃格又花費了二十年對50代小白鼠做了類似、周密的測試，在對照組中得到了與上述實驗相同的結果，從而引起了科學界的注意。這種現象用達爾文的「進化論」和杜布贊斯基「綜合進化論」的觀點，是無法解釋的。隨著科學的不斷推進，達爾文進化論也開始面臨著以下一些不能解決的問題。第一：大約5億到6億年前的寒武紀的開始之時，絕大多數無脊椎動物和脊索動物在幾百萬年的很短時間內出現了。但是用達爾文進化論的從「量」到「質」的漸進發展觀點不足以解釋為什麼會在短短的幾百萬年時間裡會出現如此多的新動物；第二：達爾文從「適者生存」的角度，勾勒了生物進化的樹狀演化圖景。但是，在分子水平上，許多變異(突變)並不顯著地影響生物的生存能力，因此不會由自然選擇的力量為主導決定其在進化歷史中的去留，這些變異導致的微小的進化不是經典的「達爾文學說」能合理解釋的；第三：某些遺傳結構本身具有適應意義和進化意義，能夠在自然選擇的力量所不及的情況下，「驅動」生物進化,但是達爾文進化論並不涉及遺傳因素。1907年法國人亨利·柏格森（Henry Bergson）發表了《創造的進化》一書，柏格森認為：「自然的進化過程通常是從被動適應開始，稍後，她就建立起一個主動的適應機制。生命進步的真正原因在於生命的原始衝動，生命是作用於惰性物質的一種傾向。這種作用的方向並不是預先決定的，但他具有瞬時性、延續性。而且，遺傳學上的事實已經表明，變異是DNA複製中的差錯、例外。運動中神經系統的存在，正是不確定性的豐富源泉。生命衝動的主要能源就用於創造、完善神經系統的構造了。神經系統越是發達，享有的自由度也就越大。」愛因斯坦曾有一句名言：「想像力比知識更重要」，可以說從另一個側面豐富了柏格森對本能與理智兩種認識方式的分析與闡述。隨著時間的延續我們也可明顯看出，柏格森與拉馬克的觀點有著驚人的相似。它們都主張進化的主動性。以他們兩人主動性進化論的觀點，我們就很容易地解釋麥道格電擊小白鼠中出現的遺傳功能水平進化的現象。這就是說，在自然界殘酷的競爭環境中，草食性動物在被食肉性動物的追捕並且在多次地失去幼子的情況下，主觀意識上產生了要求幼子在剛剛生出來時就能夠立即站起來並掌握奔跑的技能和吸允的本領。就像電擊小白鼠一樣，將從暗道跑出箱子本領的意識信息通過獲得性遺傳機制，即——基因遺傳給了下一代，在通過多代的進化突變後形成了穩定的遺傳特性，這個推測不是憑空想像，而是有科學實驗作為依據的。科學家們一直對亞洲巨蜂總是能回到它們最喜愛的築巢地、即便是在離開數年以後也是如此的這一絕技感到迷惑不解：因為巨蜂常常隨著花季的變化遷徒幾百公里，最後卻能返回到原先它們曾經居住過那棵樹上的巢穴之中。這種本能如果對候鳥來說並不會引起人們的驚奇。眾所周知，哺乳動物和鳥類通過利用體內的生物羅盤或藉助太陽辨認方向，以返回到同一個棲息地冬眠或繁殖。但令人疑惑的是，壽命比遷徒期還短的昆蟲是如何做到這一點的。在亞洲巨蜂遷徒的過程中，負責探路的蜜蜂能夠找到蜂群原先的築巢地，例如樹枝或屋檐，儘管蜂群上一次使用這個地方時它們還沒有出世。南非和德國的研究人員在2000年英國《自然》雜誌上介紹了他們對此問題的研究結果。他們分別於1995年和1997年在馬來西亞的丹南對兩棵蜂樹上的五個回歸的蜂群進行了基因結構檢測。有一個蜂群在離開兩年後蜂王沒有變，還有兩個蜂群所攜帶的基因序列與兩年多前在它們蜂王體內發現的基因序列相同。這表明這三個蜂群回到了它們原先的築巢地點。至於另外兩個蜂群，在1995年的分析結果和1997年所採集的蜜蜂樣本中沒有發現一致的基因特徵。科學家們經過研究後認為，這種蜜蜂通過遺傳獲得了一種基因導向系統，使它們能夠沿著正確的途徑返回原地^{［１０８］}。亞洲巨蜂就是這樣在自然選擇規律的驅使下，直接的將含有遷移路途標記的基因通過生命信息的遺傳機制傳給了下一代。這同時也說明，在從事相同的技能活動中，有著多代延續相傳歷史的動物（包括人類），其後代在從事這項技能活動時，具有其他同類所不具有的極大的優勢（儘管有時這個動物的後代從未有過學習這項技能的歷史）。其實，即使在被家養的草食性動物中，這種情況也沒有什麼大的改變。而對食肉性的動物來說，由於根本就不存在這種突變所需要的環境，因此肉食性動物（包括人類）也就不會產生這種突變的生物體內在的需求，所以人類以及食肉類動物的幼子，在剛生下來時，甚至連主動性吸允和識別母親的本領都沒有，則是完全適應自然選擇的一個合理的結果。