读书日记 22 自私的基因

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魔鬼的小牧师
2017.10.06 09:47* 字数 4677

自私的基因从分子生物学的角度来探讨进化的选择机制,作为一个生物学的入门者,看这样一本书还是有一些困难的,现在就我看得懂的内容来聊聊理查德道金斯的思想。从达尔文物种起源的进化论思想出现开始,人类才开始正确的思考人从哪里来,道金斯在开篇就反驳了许多生物进化学家的群体选择理论。我们之前认为"物竞"指的是物种之间的竞争,"适者"指的是适合的物种或个体。《自私的基因》提出一个非常独特的视角,认为相互竞争的不一定是物种,还可以是个体或者基因;生存,也不一定是指个体或物种的存亡,还可以是基因的延续。本书最基本的观念就是把基因视为自然选择的基础单位,以基因进化的视角,来解释自然界中的各种生物行为现象。

达尔文的"适者生存"其实是稳定者生存,这个普遍法则的广义特殊情况。宇宙为稳定的物质所占据。所谓稳定的物质,是指原子的聚合体,它具有足够的稳定性或普遍性而被赋予一个名称。它可能是一个独特的原子聚合体。生命出现之前,地球上有哪些大量的化学原料,我们不得而知。但很可能有水、二氧化碳、甲烷和氨:它们都是简单的复合物。一些化学家曾经试图模仿地球在远古时代所具有的化学条件。他们把这些简单的物质放人一个烧瓶中,并提供如紫外线或电火花之类的能源--原始时代闪电现象的模拟。几个星期之后,在瓶内形成了一种稀薄的褐色溶液,里面含有大量的分子,其结构比原来放入瓶内的分子来得复杂。特别是在里面找到了氨基酸--用以制造蛋白质的构件,蛋白质乃是两大类生物分子中的一类。"原始汤"的形成想来必然是与此类似过程的结果。生物学家和化学家认为"原始汤"就是大约三十亿到四十亿年前的海洋。有机物质在某些地方积聚起来,也许在岸边逐渐干燥起来的浮垢上,或者在悬浮的微小的水珠中。在受到如太阳的紫外线之类的能量的进一步影响后,它们结合成大一些的分子。到了某一个时刻,一个非凡的分子偶然形成。我们称之为复制基因。它并不见得是那些分子当中最大的或最复杂的。但它具有一种特殊的性质--能够复制自己的拷贝。看起来这种偶然性非常之小。的确是这样。发生这种偶然情况的可能性是微乎其微的。在一个人的一生中,实际上可以把这种千年难得一遇的情况视为不可能。这就是为什么你买的足球彩票永远不会中头奖的道理。但是我们人类在估计什么是可能或不可能发生的时候,我们不习惯于将其放在几亿年这样长久的时间内去考虑。如果你在一亿年中每星期都购买一次彩票,说不定你会中上几次头等奖。复制基因一旦诞生了,它必然会迅速地在海洋里到处扩散它的拷贝,直至较小的构件分子日渐稀少,而其他较大的分子也越来越难得有机会形成。这样我们到达了一个具有全都一样的复制品的大种群的阶段。现在,我们必须指出,任何复制过程都具有一个重要的特性:它不可能是完美无缺的。它准会发生差错。我倒希望这本书里没有印刷错误,可是如果你细看一下,你可能会发现一两个差错。这些差错也许不至于严重地歪曲书中句子的含义,因为它们只不过是"第一代"的错误。但我们可以想象一下,在印刷术尚未问世之前,那时候如福音之类的各种书籍都是手抄的。以抄写书籍为业的人无论怎样小心谨慎,他们不可避免地要发生一些差错,何况有些抄写员还会心血来潮,有意"改进"一下原文。如果所有的抄写员都以同一本原著为蓝本,那么原意还不至于受到太大的歪曲。可是,如果手抄本所依据的也是手抄本,而后者也是抄自其他手抄本的话,那么谬种就开始流传、积累,其性质也更趋严重。我们往往认为抄写错误是桩坏事情,而且我们也难以想象,在人们抄写的文件中能有什么样的错误可以认为是胜于原文的。不管怎样,我们将要看到,生物学的复制基因在其复制过程中所造成的错误确实能产生改良的效果的。对生命进化的进程来说,产生一些差错是必不可少的。原始的复制基因在复制拷贝时其精确程度如何,我们不得而知。今天,它们的后代分子和人类所拥有的最精密的复印术相比却是准确得惊人。然而,差错最终使进化成为可能。原始的复制基因大概产生过多得多的差错。不管怎样,它们出过差错是肯定无疑的,而且这些差错是积累性的。随着复制错误的产生和扩散,原始汤中充满了由好几个品种的复制分子组成的种群,而不是清一色的全都一样的复制品,但都是同一个祖先的"后裔"。它们当中会不会有些品种比其他品种拥有更多的成员?几乎可以肯定他说:是的。某些品种由于内在的因素会比其他品种来得稳定。某些分子一旦形成后就安于现状,不象其他分子那样易于分裂。在汤里,这种类型的分子将会相对地多起来,这不仅仅是"长寿"的直接逻辑后果,而且是因为它们有充裕的时间去复制自己的拷贝。因此,长寿的复制基因往往会兴旺起来。假定其他条件不变的话,那就会在分子的种群中出现一个朝着寿命变得更长的"进化趋向"。

生存机器最初是作为基因的贮藏器而存在的。它们的作用是消极的--仅仅是作为保护壁使基因得以抵御其敌手所发动的化学战以及意外的分子攻击。在古代,原始汤里大量存在的有机分子是它们赖以为生的"食料"。这些有机食物千百年来在阳光的有力的影响下孳生繁殖,但随着这些食物的告罄,生存机器一度逍遥自在的生活也告结束。这时,它们的一大分支,即现在人们所说的植物,开始利用阳光直接把简单分子建成复杂分子,并以快得多的速度重新进行发生在原始汤里的合成过程。另外一个分支,即现在人们所说的动物,"发现了"如何利用植物通过化学作用所取得的劳动果实。动物要么将植物吃掉,要么将其他的动物吃掉。随着时间的推移,生存机器的这两大分支逐步发展了日益巧妙的技能,来加强其生活方式的效能。与此同时,新的生活方式层出不穷,小分支以及小小分支逐渐形成,每一个小分支部在某一特殊方面,如在海洋里、陆地上、天空中、地下、树上、或其他生活体内,取得超人一等的谋生技能。这种小分支不断形成的过程,终于带来了今日给人类以如此深刻印象的丰富多采的动植物。

我们每个生物个体都只是基因为自己创造的“生存机器”或“运载工具”而已。我们是作为基因机器而被建造的。所有基因都自私而盲目地追求在基因池里最大化,但只有很少的基因决定生物体本身是自私的。比如,确实有“无私”和“向善”的基因,包括人类的同情心。这些无私的基因也会自私地追求自身的最大化。它们没有灭绝,是因为它们和”损人利己“的基因在进化的博弈过程里达成了动态平衡。而非亲属关系的合作和互利都可以用博弈论中的ESS(Evolutionarily Stable Strategy)来解释,即进化上的稳定策略。

基因和其所代表的生存机器(植物,动物等)之间的关系究竟是什么样的?理查德道金斯借用计算机下棋,导弹以及蒸汽机等例子说明基因也控制它们的生存机器的行为,但不是象直接用手指牵动木偶那样,而是象计算机的程序编制员一样通过间接的途径。基因所能做到的也只限于事先的部署,以后生存机器在独立操作时它们只能袖手旁观。为什么基因如此缺乏主动精神呢?为什么它们不把缰绳紧握在手,随时指挥生存机器的行为呢?这是因为时滞造成的困难。基因是通过控制蛋白质的合成来发挥其作用的。这本来是操纵世界的一种强有力的手段,但必须假以时日才能见到成效。培养一个胚胎需要花上几个月的时间去耐心地操纵蛋白质。另一方面,关于行为的最重要的一点是行为的快速性。用以测定行为的时间单位不是几个月而是几秒或几分之一秒。在外部世界中某种情况发生了:一只猫头鹰掠过头顶,沙沙作响的草丛暴露了猎物,接着在顷刻之间神经系统猛然行动,肌肉跃起;接着猎物得以死里逃生--或成为牺牲品。基因并没有象这样的反应时间。基因只能竭尽所能在事先部署一切,为它们自己建造一台快速的执行计算机。使之掌握基因能够"预料"到的尽可能多的各种情况的规律,并为此提出"忠告"。但生命和棋局一样是变幻莫测的,事先预见到一切是不现实的。象棋局的程序编制员一样,基因对生存机器的"指令"不可能是具体而细微的,它只能是一般的战略以及适用于生计的各种诀窍。基因必须完成类似对未来作出预测那样的任务。当胚胎生存机器处于建造阶段时,它此后一生中可能遇到的种种危险和问题都是未知之数。有谁能预言有什么肉食动物会蹲伏在哪一个树丛里伺机袭击它,或者有什么腿快的活点心会在它面前突然出现,婉蜒而过?对这些问题人类不能预言,基因也无能为力。但某些带普遍性的情况是可以预见的。北极熊基因可以有把握地预先知道,它们的尚未出生的生存机器将会有一个寒冷的环境。这种预测并不是基因进行思维的结果。它们从不思维:它们只不过是预先准备好一身厚厚的皮毛,因为在以前的一些躯体内,它们一直是这样做的。这也是为什么它们仍然能存在于基因库的原因。它们也预见到大地将为积雪所覆盖,而这种预见性体现在皮毛的色泽上。基因使皮毛呈白色,从而取得伪装。如果北极的气候急剧变化以致小北极熊发现它们出生在热带的沙漠里,基因的预测就错了。它们将要为此付出代价。小熊会夭折,它们体内的基因也随之死亡。在一个复杂的世界上,对未来作出预测是有一定风险的。生存机器的每一决定都是赌博行为,基因有责任事先为脑子编好程序,基因是优秀的程序编制者,它们为本身的存在而编制程序。生活为它们的生存机器带来种种艰难险阻,在对付这一切艰难险阻时这个程序能够取得多大的成功就是判定这些基因优劣的根据。这种判断是冷酷无情的,关系到基因的生死存亡。

在两性战争这一章中作者并没有讲到人类社会,只讲生物界普遍的雄性和雌性,但我觉得很多观点对人类同样适用。雄性对后代投资少,会倾向于处处留情和不挑剔配偶;雌性对后代投资更多,对配偶更加挑剔。雌性个体手中握的王牌是可以拒绝交配,因为她的嫁妆是一个既大又富营养的卵子。交配之前,能够据以进行激烈的讨价还价。可是一旦进行交配,她就失去了手中的王牌,她把自己的卵子信托给了与之交配的雄性个体。可应对的有两种策略,家庭幸福,和大丈夫策略。大丈夫策略不提,是雌性动物对得不到孩子们的爸爸的帮助已不再计较,而把全部精力用于慎之又慎,精心挑选,培育优质基因。家庭幸福策略要求雌性个体辨别出雄性个体其忠诚和眷恋家庭生活的迹象,从而使自己受益。要做到这点的方式之一是,长时间地搭架子,忸怩作态。凡是没有耐心,等不及雌性个体最终答应与之交配的雄性个体大概不能成为忠诚的丈夫。而对于雄性的个体而言,假使它知道今后它要接近的任何其他雌性个体,也会以同样的方式进行拖延,然后才肯交配,那么,对它来说,遗弃该雌性个体的念头也就没有多大诱惑力了。同样理论也完美解释了为什么女人要“考验”男人,为什么淫荡的女人占少数,矜持的女人占大多数,以及忠诚的男人占大多数,花花公子占少数。雌性的最佳策略也许是:享受家庭男(忠诚的雄性)的殷勤,但与大丈夫男(不忠诚但有性吸引力的雄性)生育。

人类很傲慢地认为自己和动物不同,但是从基因出发观察就会得出完全不同的结论。某一物种比另一物种的高尚完全毫无客观依据。作为人类,我们以及其他一切动物都是我们自己的基因所创造的机器。任何一个个体,也只不过是寿命不长的基因组合体的临时运载工具。存在的目的和价值只是在于某部分特定基因的延续。人类的大猩猩基因的相似度在95%以上,和香蕉相似度在30%以上。

作者在最后提出了一个"meme"即“文化基因”的概念,正如基因之间相互竞争着,自私地、不顾一切地要进入到下一代的身体之中,最终决定了生物世界的格局及其结构;与此类似,谜米之间相互竞争着,自私地、不顾一切地要进入到另一个人的大脑、另一本书、另一个对象之中,这最终决定了我们的文化以及我们的心理结构。人既是基因的机器,也是文化的机器。人脑成为Meme的原始汤,同时我们在进化最高级阶段形成的自我意识,在Meme进化过程中扮演着选择的角色,如同自然选择之于原始生命分子。对人类来说,生物基因的进化是缓慢的,但是文化基因的进化确是飞速的。

日记本