自然选择看似浅显易懂,实则博大精深

时间:2023-11-20 09:49:02

伦道夫·尼斯(Randolph Nesse):密歇根大学精神病学和心理学教授,合著有《我们为什么生病》(Why We Get Sick)。

自然选择看似浅显易懂,实则博大精深

自然选择理论的原理极为简单。如果群体中某些个体,具备与可繁殖更多后代方面相关联的可遗传特质,那么该特质通常将在随后的几代群体中,更具普遍性。

自然选择理论的产物极为复杂。它们不仅以机械复杂的方式呈现复杂性,更以截然不同于任何设计产品的方式,呈现出有机体般的复杂性。这样就使得它们难以被人类的心智予以描述或理解。所以,我们要使用人类的终极武器,即使用比喻来理解它们,在这个话题上,身体就犹如机器一般。

比喻可以很容易地描述身体的系统,比如调节细胞的分裂、免疫反应、血糖调节和其他所有的功能,使用方框来代表身体的部位,通过箭头来表示什么原因会导致什么样的结果。通过能够掌握的方式,我们使用这样的图表对重要的信息予以概括总结。老师们是这样传授的,学生们也尽职尽责地熟记它们。但这个方法却从根本上曲解了有机体的复杂本质。正如约翰·斯科特·霍尔丹(John Scott Haldane)在1917年所著的一本颇具先见之明的书《有机体环境》(Organism Environment)所言:“事实上,一个活生生的有机体,与一台普通的机器毫无相似之处。”机器是设计出来的,它们每个独立的零件,都有着各自的功能,即便关机后,大多数的功能也不会改变。个别的机器也是按照同一张设计图复制而成的。但生物体是进化而成的,它们有着模糊的边界、多样的功能,并与无数其他部分和环境进行着相互作用,以此创建出自我维持的再生系统。为了生存下去,这个系统需要不断进行活动,同时与数以千计的相互依存的子系统进行合作。独立的生物体源自基因的独特组合,它们相互作用,随着环境的演变而创造表型,这些表型都各不相同。

把身体想象成一台机器,在16世纪,这是个巨大的进步,当时这个想法为活力论和生命力的模糊概念提供了另一个可替代的观点。时至今日,这个想法已然过时。这个想法曲解了我们对生物系统的观点,培养了一种倾向,即认为我们的生物系统比它们本身更简单,更容易感知。但专家们才不会上这个当。他们意识到,调节凝血的机制,只是粗略地由医学院学生背诵的那些简单图来表示而已,但大多数凝血系统中的分子会和众多的其他分子相互作用。研究杏仁核的专家们都知晓凝血系统具有诸多功能,而且它们经过许多管道和大脑的其他部位进行调节。血清素系统的存在,主要不是调节心情和焦虑,它是为调节血管紧张度、肠动力和骨内沉积而存在的。瘦素主要也不是脂肪激素,它具有很多功能,会在不同时间发挥不同的功能,甚至是在同一个细胞内也如此。有机系统的实际情况更为复杂凌乱。如果每个部位都区分显著,每个都有着特定的功能,那该有多好啊!但是这些系统并不是机器。我们人类的心智对有机复杂性鲜有直观和敏锐的感悟,就如同我们对量子物理学那般也知之甚少一样。

近期我们在遗传学研究进展上遇到了问题。根据假定的功能命名基因,如同按照功能界定椅子和小船一样自然。如果每个基因都是蓝图上所标示的、具有特定功能的方框,那生物学简直易如反掌!然而,人们日渐清楚地认识到,大多数特性受到许多基因的影响,并且大多数的基因影响着诸多特性。例如,人类身高变异的80%都与基因变异有关,那要找到影响身高的基因理应简单明了。但在寻找的过程中我们发现,将对身高具有最大影响的180个轨迹相加,只生成了10%的表型差异。最近医学遗传学的研究结果更是令人沮丧。仅在10年前,我们还信心十足,认为很快就能发现造成高度遗传性疾病,譬如精神分裂症和自闭症的基因变异。但通过对基因组的扫描结果显示,并没有哪些共同的等位基因会对这类疾病的发生形成重大影响。有人说,我们理应知晓这些,毕竟自然选择会倾向消除导致这些疾病的等位基因。但是,把身体视为一台机器,只会产生不切实际的期望。

一些神经系统科学家的宏伟愿景,就是去追溯每一个分子和路径,以此来定位所有的神经回路,从而了解大脑的运作体系。不同的分子、位置和路径,确实有分化的功能,这是已知的知识,它们对人类的健康极为重要。但通过绘制一张图表,来描述所有零部件以及之间的连接和功能,从而理解大脑运作的机制,这或许是南柯一梦。问题不是在于如何将上百万个零件拼凑在一张纸上,而是在于压根没有这样可以充分阐释有机系统结构的图表。有机系统是由微小变化的产物,像是来自多样化的突变、迁徙、漂移和选择,逐步发展成为一套系统的,它们具有不完全分化的部件以及难以理解的相互连接关系,尽管如此,它们却各自运作良好。我们试图用反向工程来解开大脑系统,聚焦在显著性的功能上,但该方法本身就存在局限性,因为大脑系统从一开始就不是以工程方式构建的。

自然选择塑造了系统,其复杂度难以用人类心智所能理解的方式予以描述。或许有些人认为这是虚无主义的体现。的确,它让我们备感气馁,我们原先希望为所有生物系统找到特定的简单描述。然而,意识到追求无望,往往是迈向进步的关键所在。正如霍尔丹所言:“我们将面对一个对生物学家而言具有同等意义和重要的结论,并且这些结论与我们观察到的现象是吻合的。如同对物理学家而言,‘质量坚持说’的结论和生命有机体的结构,在行为上与机器毫无相似之处。在生命有机体中,‘结构’只是那些一开始看起来像不断流动的特定要素的表象,它们源于环境也终结于环境当中。”

如果身体不像机器,那么身体像什么呢?它们更像达尔文在《物种起源》所说的“纠缠的河岸”,其“精心构建的形式,形态各异,相互依存,错综复杂”。说的真好啊!但是,一个生态学方面的比喻能取代把身体喻为机器的比喻吗?这不太可能!或许有这么一天,人们对于自然选择如何塑造有机复杂性的理解,可以广泛而深刻到能够让科学家们开口说出“身体是犹如……一般的生命体”这样的话来,并且人人都能确切知晓这其中的真正含义。