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      進(jìn)化與我們

      2013-10-17 06:15:46王莊林
      飛碟探索 2013年6期
      關(guān)鍵詞:基因庫藍(lán)田威爾斯

      王莊林

      人類仍在進(jìn)化的證據(jù)

      哈佛大學(xué)進(jìn)化生物學(xué)家史蒂文·平克說:“人類仍在進(jìn)化嗎?從道德與智力水平提高的意義上來說,我想是的。但在生物意義,即基因庫的改變上,就沒法這樣說?!辈贿^,如果一定要表個態(tài)的話,平克也清楚自己。的立場。他說:“包括我在內(nèi),人們更傾向于認(rèn)為,人類在10萬年~5萬年前,即人類發(fā)生分化前,就完成了生物上的顯著進(jìn)化,這樣才能確保各個人種在生物上是相差無幾的?!?/p>

      考慮到一旦說錯帶來的政治影響,平克的這種立場是可以理解的。而且,平克在一個重要方面是完全正確的,即從行為上觀察人類進(jìn)化即便不是不可能的,也是非常困難的。不過,要說人類已經(jīng)停止進(jìn)化,卻又越來越難找到支持這種立場的科學(xué)依據(jù)。最近的種種發(fā)現(xiàn)顯示,我們不得不拋棄“人類在約5萬年前就完全停止了進(jìn)化”這種觀點。實際上,我們有充分理由相信人類目前仍在進(jìn)化。

      以芝加哥大學(xué)的藍(lán)田的發(fā)現(xiàn)為例。藍(lán)田發(fā)現(xiàn),有兩種參與大腦發(fā)育的基因都是在人類歷史近期才出現(xiàn)的,并在人類中迅速傳播。其中一種是小頭癥基因的變體,這種基因是在6萬年-1.4萬年前出現(xiàn)的,但現(xiàn)在人類中已經(jīng)有70%攜帶這種基因。另外一種是ASPM基因的變體,這種基因僅有500年-1.4萬年的歷史,但目前全球已有1/4的人口攜帶這種基因。

      迄今,還沒有人了解這些基因的功能,不過,藍(lán)田的發(fā)現(xiàn)可能就是冰山的一角。隨著黑猩猩基因組的公布,遺傳學(xué)家能夠一一描繪出人類分化出來后約700萬年間基因組的演化歷程。他們還將能夠確定首次發(fā)生突變的確切時間——無論是在幾百年前還是數(shù)百萬年前,以及每次突變在人類進(jìn)化過程中可能起到的作用。

      令人不安的進(jìn)化問題

      有關(guān)人類正在進(jìn)化的發(fā)現(xiàn)給我們提出了許多問題,有些問題令人不安。比如,如果平克的擔(dān)心得到了證實,即最終證明各個人種從生物學(xué)的角度來說并不是同等的,怎么辦?如今,與其說我們能夠生存下去取決于基因,倒不如說取決于技術(shù)。鑒于這一點,自然選擇是否仍是人類發(fā)展的動力?基因組的改變會在何種程度上改變我們看重的特性,比如智力?1000年以后,人類會是什么樣子?人類當(dāng)前進(jìn)化的問題也許是個雷區(qū),但我們不能繼續(xù)對這個雷區(qū)視若無睹。

      如果被問及我們是否仍在進(jìn)化,大多數(shù)專家都會贊同平克的說法,即這取決于如何界定進(jìn)化這個詞。那么,有哪幾種說法呢?從最廣義的角度來說,一個物種的基因庫在一段時間內(nèi)發(fā)生的任何變化都可以稱為進(jìn)化?;驇熘傅氖悄硞€時間點上,物種所有存活個體含有的基因總和。從這個意義上說,所有物種,甚至通過克隆繁殖出來的生命都在不斷進(jìn)化,因為一段時間后,隨機突變必然會使DNA發(fā)生變化。另外,同一物種內(nèi),個體的繁殖能力必定有高有低。

      遺傳漂變的基因之船

      不過,如果不這樣界定進(jìn)化,問題就有點復(fù)雜了。把某個時間點上人類含有的基因總和想象成一只“基因船”而不是“基因庫”,也許更容易理解進(jìn)化是如何發(fā)生的。想象這只船正在含有人類所有可能基因的大海上快速航行,海水代表著人類歷史上出現(xiàn)的基因總和。讓這只船自行航行,那么它就會漫無目的地漂流,這就是“遺傳漂變”,即一個物種在沒有任何外力的作用下不斷發(fā)生隨機性變化。

      現(xiàn)在,想象我們這只船有一葉帆,因此,當(dāng)風(fēng)吹起時,它似乎有了目標(biāo),于是就調(diào)轉(zhuǎn)船頭,朝著某個方向前進(jìn),這就如同自然選擇或性選擇,即基因船在外力的作用下改變航行方向。在自然選擇中,動力是指對環(huán)境變化的適應(yīng)能力。而對性選擇來說,動力是某物種中的部分個體傾向于與具備它偏好特點的個體交配,于是,這些特點就會在該物種中變得更加普遍。

      現(xiàn)在想象船上有舵,且有人在掌舵,這就相當(dāng)于人工選擇,類似于養(yǎng)狗或養(yǎng)植物。甚至還可以通過遺傳工程對基因船實施人工選擇。這些都是有可能的,可是上述各種力量會在多大程度上改變我們的進(jìn)化呢?

      毫無疑問,遺傳漂變在人類進(jìn)化中發(fā)揮了作用。但是,考慮到遺傳漂變不會使物種的外貌或行為呈現(xiàn)明顯的取向,因此很難衡量遺傳漂變的作用大小。有些專家認(rèn)為,自然選擇的重要性正逐漸降低,同時,遺傳漂變的作用在逐漸上升。這種說法具有爭議性。但即便這些專家是正確的,由于遺傳漂變具有無目的性,因此它的重要性十分有限。

      自然選擇仍在起作用

      自然選擇失效了嗎?什么使我們認(rèn)可自然選擇呢?自然選擇賴以發(fā)生的遺傳物質(zhì)在源源不斷地產(chǎn)生,人類的基因組也會不可避免地發(fā)生突變,其中一些遺傳物質(zhì)占有選擇優(yōu)勢,這一點毫無疑問。但有沒有什么選擇動力在起作用呢?

      倫敦大學(xué)的遺傳學(xué)家史蒂夫·瓊斯曾下過著名的論斷,即對人類來說,自然選擇不再重要了。他指出,自然選擇的作用機制是確保基因最適應(yīng)環(huán)境的個體存活,繁殖的可能性最大。但是,在世界已經(jīng)得到了充分發(fā)展的情況下,物種存活與否不再取決于基因。瓊斯說:“僅僅500年前——這個時間在進(jìn)化史上相當(dāng)于昨天——英國嬰兒活到成年的幾率只有50%。而現(xiàn)在,這個數(shù)字約為99%。在生育后代的問題上人們也越來越平等。在中世紀(jì),有些富人養(yǎng)育了許多孩子,而許多窮人則被迫入伍或出家。如今,這種情況已經(jīng)不復(fù)存在?!杯偹雇扑愠?,與我們的祖先生活的那個時代相比,存活率與生育率的變化已經(jīng)使自然選擇起作用的幾率下降了約70%。

      自然選擇發(fā)揮作用的幾率,并不完全像一些報道瓊斯觀點的文章暗示的那樣為“零”。即便是瓊斯也認(rèn)同下述觀點,即基因仍會影響存活和生育,使人體對新病種有抵抗力的基因就是一個明顯的例子。比如,在非洲部分地區(qū),CCR5-A32基因出現(xiàn)的頻率增加了,這種基因可以在一定程度上保護(hù)人類避免感染HIV-1。

      還有一些例子更令人迷惑不解,幾千年來,多巴胺D4受體基因的一種變體更加常見了。這種傳播速度說明這種基因得到了積極的選擇,盡管原因尚不清楚。這種變體與注意缺陷多動障礙有關(guān),因此,自然選擇仍在起作用。有些進(jìn)化生物學(xué)家認(rèn)為,即使今后發(fā)現(xiàn)更多這種例子也不足為奇,他們指出,我們目前正處在一個技術(shù)快速進(jìn)步的時代,也就是處在快速變化的環(huán)境中,這恰恰是自然選擇起作用的條件。毫無疑問,技術(shù)進(jìn)步在過去曾推動了自然選擇的發(fā)生。比如,乳畜品種的培育就是選擇了一種使成年人能夠消化乳糖的基因。那么,現(xiàn)在,技術(shù)進(jìn)步為什么就不能推動自然選擇呢?不難想象,選擇壓力今天仍可能在起作用。比如,剖宮產(chǎn)手術(shù)的實施可能正選擇使嬰兒在子宮中長得更大的基因。

      技術(shù)與文化因素

      包括平克在內(nèi)的一些專家認(rèn)為,技術(shù)進(jìn)步不一定會推動自然選擇,他們說,一旦文化形成,人們就可以通過非遺傳手段來適應(yīng)環(huán)境的變化,比如更多使用技術(shù)手段或通過文化傳承改變行為。雖然從許多方面來看,這種看法是正確的,但這并不一定意味著進(jìn)化已經(jīng)停止。技術(shù)和藥物使得幾乎人人都能生育后代,但也會使不健康的基因留存在基因庫里,從而可能導(dǎo)致“逆向進(jìn)化”。美國鹽湖城猶他大學(xué)的人類學(xué)助理教授格雷戈里·科克倫說:“寬泛的選擇和高突變率也許正導(dǎo)致許多功能,尤其是免疫功能逐漸退化?!?/p>

      另外,文化本身也可能推動自然選擇。圣迭戈加利福尼亞大學(xué)的克里斯托弗·威爾斯曾經(jīng)詳細(xì)闡述了這種觀點。威爾斯在《脫離控制的大腦》一書中說,文化與基因之間曾經(jīng)且現(xiàn)在仍在發(fā)生積極的相互作用,從而加快了人類最突出的特點——心智的進(jìn)化。這種進(jìn)化始于擁有相對發(fā)達(dá)大腦的人類祖先靠智慧而不是體力興旺發(fā)達(dá)起來。威爾斯說:“毫無疑問,這種最重要的選擇壓力至今仍在作用于大腦功能?!?/p>

      這就是藍(lán)田最近有關(guān)大腦進(jìn)化的發(fā)現(xiàn)引起轟動的原因之一。藍(lán)田贊同威爾斯的看法,即人類進(jìn)化的特點是我們的智慧塑造了環(huán)境,反過來,環(huán)境又使人類向我們希望的方向進(jìn)化,而且藍(lán)田確信這種模式仍然有效。但威爾斯更進(jìn)一步認(rèn)為,在當(dāng)今世界,沒有人可以樣樣精通,因此優(yōu)勢就在于人無我有。他說:“我推測,我們不僅變得更加聰明,而且正在選擇行為的變通性?!比绻査故菍Φ模敲淳鸵馕吨覀兊幕虼饾u擴大。

      藍(lán)田的發(fā)現(xiàn)還激發(fā)了一些具有爭議性的觀點。2012年,科克倫與其同事亨利·哈彭丁發(fā)表一篇論文宣稱,1000年來,自然選擇提高了德系猶太人的智力水平。眾所周知,智力水平很難加以衡量,但該人種在智商測驗中得到的分?jǐn)?shù)比普通人高出了12%~15%??瓶藗惻c哈彭丁指出,大約公元800年-公元1700年間,德系猶太人被禁止做一般的生意,于是逐漸開始靠智力水平更高的工作謀生,比如金融業(yè)。這兩位專家認(rèn)為,事業(yè)最成功的人群子孫也最多,因此就出現(xiàn)了對智力的自然選擇。他們認(rèn)為,他們已經(jīng)掌握了支持這些論點的有關(guān)遺傳學(xué)證據(jù),不過還沒有公布詳細(xì)情況。

      盡管如此,自然選擇并不是導(dǎo)致一種基因變得更加普遍的唯一原因,性選擇也可能是這種基因變得更加普遍的動力。此外,龐大的人口也說明我們的基因船發(fā)生突變的速度比以往任何時候都快。米勒還指出,人們和與自己相似的人約會、養(yǎng)育孩子的可能性大多了。米勒說:“高等教育、城市化、征婚廣告、網(wǎng)上約會以及快速約會正使同型交配變得空前高效。這里的同型指的是兩性之間在智力、個性、身心健康、魅力上相差無幾?!本C上所述,這可能意味著占優(yōu)勢的新突變在人類中固定下來的幾率比以往任何時候都大。

      前途未卜的智人進(jìn)化

      此外,避孕也促進(jìn)了同型交配,其他生育技術(shù)也可能影響人類的進(jìn)化。阿爾伯克基新墨西哥大學(xué)的杰弗里·米勒說:“現(xiàn)行的選擇強烈鼓勵人們自愿捐出精子或卵子?!绷硗?,如果與生殖有關(guān)的遺傳工程變得稀松平常起來,那將會產(chǎn)生更為深遠(yuǎn)的影響。藍(lán)田說:“我猜想,不用到下一個千年,我們就能找到操控人類基因組的方法,這樣人類就將遵循一套全新的規(guī)則來進(jìn)化,即便是達(dá)爾文也想不到這一點?!泵桌召澩@種看法,他說:“不出幾代人的時間,市場化的遺傳技術(shù)將取代社會群體內(nèi)的性選擇,成為人類進(jìn)化的動力?!?/p>

      米勒預(yù)料,未來的父母會試圖消除(孩子身上)自己不喜歡的特點,但他表示,無法預(yù)料這將對人類基因庫產(chǎn)生何種影響。但某些人類特點也許會一直受到人們的歡迎,因而可能被人類通過遺傳技術(shù)不斷選中。米勒推測,1000年后。“經(jīng)過40代人對有害突變的遺傳篩選,人類將遠(yuǎn)遠(yuǎn)比現(xiàn)在美麗、聰明、身材勻稱、健康,而且情緒穩(wěn)定得多”。

      如果庫茲韋爾等未來學(xué)家是對的,那么隨著人類與技術(shù)融合在一起,成為半機械人,生物進(jìn)化被廢止,我們的基因船還將增添一些閃閃發(fā)光的高科技產(chǎn)物。

      我們基因船也許還會找到一片新的水域。威爾斯說:“如果我們移民到其他星球上去,那么我們可能會以一種真正驚人的方式進(jìn)化。那些移民連同他們帶去的動植物將在適應(yīng)迥然不同環(huán)境的過程中發(fā)生顯著的進(jìn)化?!边@些移民甚至可能形成新的人種,如果他們不與地球上的人類進(jìn)行婚配的話。

      總而言之,不得不做出如下結(jié)論,即人類仍在不斷進(jìn)化,而且也許是在非常迅速的進(jìn)化。波士頓塔夫茨大學(xué)的丹尼爾·丹尼特說:“所有物種都在進(jìn)化,只是速度不同而已。不過,我想智人進(jìn)化的速度相當(dāng)快?!?/p>

      那么,我們將往何處去?多數(shù)專家認(rèn)為,試圖推測人類進(jìn)化的方向是徒勞無功的。瓊斯說:“進(jìn)化并不完全是一門可預(yù)測的學(xué)問。”還有些專家指出,我們恐怕不會喜歡我們進(jìn)化的方向。丹尼特說:“也許我們會把地球弄得一塌糊涂,以至于只有行為古怪和吃苦耐勞的人類,比如能夠住在地下洞穴,以蚯蚓為生的人才會活下來?!辈还芪覀儦w于何處,有一點似乎毫無疑問,即人類進(jìn)化的歷史才剛剛開始。

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