基因根本不会完全随机突变

时间:2023-11-21 14:49:03

Kevin Kelly--凯文·凯利:《连线》杂志创始主编。:著有《失控》《必然》。

基因根本不会完全随机突变

我们常说的“随机突变”(random mutation),其实并不能满足真正数学意义上的随机模式。基因突变的过程极其复杂,有多种途径,涉及多个系统。目前的研究表明,大多数自发突变是在修复受损DNA的过程中发生错误的。不管是损坏还是修复过程中的错误,不管它们发生在哪里、如何发生、什么时候发生,都找不出随机模式的存在,没有任何直接证据。“随机突变”只是一些非专业人士甚至生物教师持有的观点。

相反,有很多证据表明基因突变在模式上有不同的变化。例如,突变率提升或降低直接受到细胞数目增加或减少的影响,这点已经得到了公认。这些变异的突变率,既包括由生物体天敌和竞争压力所引起的突变,也包括由环境和非先天因素导致的突变。人们也发现,在突变已经发生过的地方,突变再次发生的几率更高,从而产生了一个突变热点簇——林林总总,都是非随机模式。

虽然我们不能说突变是随机的,但可以说存在一个主导的模糊不清的因素,就像是在掷一个灌铅的骰子一样。灌铅骰子不应该与随机性混淆,因为将时间拉长来看——也就是在进化的时间范围内,加权的偏置量将带来明显的后果。因此,我再次澄清:证据表明,机遇在基因突变中起主要作用,没有机遇就没有自然选择。但机遇本身不是随机的,而是诱导性的。它具有以下特点:多个约束、多点偏置、分簇成团、偏态分布。

那么,为什么随机突变的想法挥之不去呢?随机突变的假设在哲学上是必要的,它的出现是为了和获得性遗传(也就是常说的拉马克进化)的错误观点进行针锋相对的斗争,而后者更早出现。作为一个粗略的近似,随机突变还是当一个知识和实验的框架更好。但由于一直找不到直接的证据,现在已经到了可以将它抛弃的阶段了。

尽管没有证据,这种与事实不符的观点还在不断地被重复,其中有几个原因。首先是担心非随机突变这个概念会被误解,甚至会被神创论者歪曲,反过头来攻击自然选择进化的事实和重要性。其次是如果突变不是随机的,而是有一定模式的,那么这个模式就在进化中创造了一个微观趋势。而鉴于生物进化不过就是微观作用累积而成的宏观作用,那么,这些微观趋势就在进化上留下了各种宏观趋势的可能性。危险信号在这儿就出现了!如果存在一种进化的宏观趋势,那么它来自哪里?走向何方?到目前为止,大家除了一致同意进化的宏观趋势将复杂性又提高了以外,针对相关证据所形成的共识还非常少。但是,任何与进化趋势有关的表述都与当代进化理论的信条相悖,所以,随机突变的假设仍在固守阵地。

只要不再坚持完全的随机突变,我们就能获得一些实际的好处。例如,将偏置量的突变这个观念应用到基因工程中去。我们可以更好地了解与疾病相关的突变的起源,并纠正它们。同时,借助这些新的发现,我们可以更好地解决一些悬而未决的宏观进化问题。另一个重要方面是,我们可以借此更好地认识到,突变中的机遇部分并非是“不完美”的随机,而是包含了某种秩序,可以传承的秩序——就那么一点儿小东西,我们人类和自然选择都可以利用的东西。而这点儿小东西是干什么的,或者说能用来干什么,还有很大的探索空间。可是,如果我们抓着随机突变的理念不放,就永远都无法看到这种秩序发挥作用。