对获得性适应遗传的探讨

    人们不会怀疑生命个体对环境有适应性。这种适应是生命生存和延续的最重要条件之一,也是生命物种进化的根本原因(不是唯一的原因)。我认为生命个体的适应可简单分为消极的本能适应和积极的、智能的有意识适应。从低等生物和植物到有大脑的动物的适应方式可以看出适应有低级到高级的不同层次。人类适应方式的复杂性主要表现在高级心理-生理适应方面,即情感和有意识的价值判断与选择。这种适应的结果通常是获得性的。

    对适应性进化的解释主要有两种,分别基于拉马克学说和达尔文学说。前者认为后天获得的适应性可以遗传,这就是说获得性适应可以改变个体的生殖遗传基因;后者认为获得性适应不能改变个体的生殖遗传基因,但它在一个群体中具有遗传优势,不适应或适应较差的个体特征由于生存能力和遗传上的劣势而在后代中逐步退化或消失。我们可以看出拉马克主义的解释是很直观的,但却要在遗传基因水平上的获得证据。而达尔文主义对物种适应性进化的解释似乎是针对群体中个体之间作用的结果,似乎所有适应性进化都可归结到自然(性)选择之中。这种选择的结果是再直观不过的了,即使没有什么文化的农民也能明白,没有分子遗传学的证据也不会有谁会怀疑它。由于早期达尔文学说无法很好地解释许多生命进化的具体特征,所以很多人仍然乐于接受拉马克的学说。

    现代分子遗传学理论和实验的产生和发展似乎完全否定了拉马克的学说,为了圆满达尔文的学说对其进行了新的补充和解释,建立了现代达尔文主义。

    生命个体在对环境适应过程中会使自身局部的姿势、动作等物理状态和化学成分发生变化或称为生理变化,即刺激-反应过程。如果同一过程重复多次,生命个体的这种变化就会发生适应性固化。例如动物经常跑动腿部肌肉就会发达。鹿群没有天敌时体质会弱化,如果它们周围有狼,鹿群的体质会明显提高。经常吸烟者的身体存在对尼古丁的适应,经常饮酒者的身体会产生更强的分解酒精能力。

    另外一种适应是心理-生理适应,谁都不会否认心理作用会影响生理状态。例如人第一次和对象约会时心会跳动得很利害。人的所有情感都是心理-生理适应和动态平衡的产物。我认为这种适应过程的反复多次也同样会在生理水平上被固化。例如鸟经常受到恐吓会变得敏感(体内某些化学成分发生变化)。长期担任领导职务的人变得爱打官腔,脾气变大(体内某些激素水平变化)。还有条件反射现象。

    我的结论是:任何生命个体对环境适应的固化在本质上都是自身生化(包括局部的)平衡的移动。注意:所谓固化是一种获得性的相对稳定状态,并不是永久性的。

    我相信人们不难接受这个结论。由此,我会问一个问题:一个生命个体向下遗传的基因(区别由父母赋予的基因)是否与个体本身的生理状态有关?或者说动物体内制造精子或卵子过程中,DNA的形成是否与“环境”有关?如果人们认为某些药物会影响遗传基因的形成(不仅影响受精过程和怀孕过程),那为什么不能承认获得性适应固化产生的体内生化变化会影响遗传基因的形成呢?而且这个影响时间是比较长的和稳定的。我设想,为避免有害变异,供生殖遗传的DNA密码“制造机”通常是“记录”身体较稳定的状态。否定我的这个观点除非证明药物不会影响个体生殖遗传基因的形成过程。事物的变化既有内因又有外因,内因是变化的依据,外因是变化的条件。

    生命个体的适应性不仅是自身生理上的,它也应该包括自身遗传方面的适应性变化。否则的话,生命就不是完美的,难道一个生命连自己的生殖遗传基因都不能有一点点“优化”吗?我们无法理解生命个体的生存需要对环境适应,而它的生殖遗传基因不需要对“环境”适应。难道生命个体的遗传基因对后代的“责任”只限于自然(性)选择吗?

    很多人认为"环境"条件引起基因突变,但没有方向性。这种说法是令人难以接受的。我举一些物理现象作例子,一杯水中的分子运动是无序的或随机的,如果我们加热杯底部或者向其中滴入一滴墨水,水分子的运动就会发生有序性变化。我们再把这个杯子用薄膜分开两部分,先在一部分放盐水,然后在另一部分放入酒精。盐水中的分子运动和排列也会发生有序性变化。又例,雪花的形状与形成条件有很大的关系。这些例子与基因变异方式也许大相径庭,但足以说明在绝大多数条件下,事物的变化是有序的,何况生命是自组织系统。按照混沌理论,系统形成的初始条件的细微差异对其演化过程和结局有极大的影响。

    下一个问题是证据。目前分子遗传学尚不能证明我的假设,这并不表明它不成立。因为获得性适应遗传的显现是极其漫长的(排除性选择因素)。这种情况意味着获得性适应对基因变化的影响在短期内很难测出,特别是在技术上难以排除性选择和基因漂移的干扰。

    我发现中国城市的麻雀是怕人的,而欧洲的麻雀不怕人。我在瑞士期间经常把面包渣放在手上喂麻雀。我曾想如果把中国麻雀和欧洲麻雀刚刚生下的雏雀放在一起喂养,查看它们惧怕人的行为和适应是否有差别,就会证明获得性适应是否可以遗传。但又一想,如果雏雀与它们的父母隔离能否活下来?又如果实验否定了我的假设,我还可以辩解说中国麻雀怕人的时间还不够长或者欧洲麻雀不怕人的历史太短。即使实验证明它们惧怕人的行为和适应存在差别,有些人仍会用达尔文的观点解释它,不过到那时来反驳用达尔文观点的解释就容易得多了。

    其实,我本人丝毫不否认达尔文的学说的伟大意义。我只认为否定获得性适应的遗传是过于武断。拉马克和达尔文的基本原理解释的是不同现象,用拉马克学说解释某些获得性适应的进化,用达尔文学说解释自然选择,它们不是不共戴天的,是可以结合的。生物的进化是两种作用的共同结果(尽管这样讲不很严密),虽然性选择结果的显现较快且作用强大使其容易被证明,但仍有许多地方难以把两者的作用完全分开。例如对人的右手臂力量较大(左撇子除外)的解释。

    把“用进废退”作为进化的思想之所以被否定是因为这种说法过于简单、不准确,但是不能因此否定获得性适应的遗传。人们都不怀疑本能是遗传的,但是对本能如何进入到遗传基因里去的尚无满意的解释。

    人和动物都有本能,所谓本能就是先天具有的能力,因此本能完全是由遗传决定的。本能属于无意识或潜意识范围。以人为例,人的意识可以转化为无意识,这是大脑高效率工作所必须的。人脑的一个显著特性就是“不愿”有意识地做重复的事情。重复性的工作自然而然地转由无意识支配。大脑可以多任务工作,自动过滤感受到的信息,人的行为在注意力之外完全是受无意识支配的。我认为无意识支配的行为重复达到一定的频率和次数就会转化为人的“本能”。我把这种所谓“本能”称之为后天或获得性本能。对这个过程的简单理解可以看作“有意-习惯-自然-本能”。这种“本能”可以遗传给人的后代,使其后代具有先天本能。这种获得性遗传的显现是较为漫长的,而且需要每一代人几乎都要无意识地强化这种后天“本能”。人类群体的某种长期稳定的生活方式或行为就属于这种不断强化的过程。遗传显现的漫长可以保证遗传基因的稳定和防止有害的变异。如果读者清楚集体无意识的概念,就更容易理解我的观点了。

    我认为我的这个解释较好地把拉马克、达尔文和现代分子遗传学的矛盾化解了。割老鼠尾巴的试验并不能使老鼠产生放弃尾巴的无意识并使其向后天“本能”转化,所以它们遗传基因的尾巴部分不会有任何改变。注意:无意识是指非意识支配的行为。机械切除不能产生消除或缩短尾巴的无意识行为。如果本能的某个部分(指与本能行为相关的身体和生理状态)不再强化或不经常被无意识调用,它就会退化。这也是生命保护自身遗传基因的一种功能。例如有些动物天生惧怕其他某些动物(猴子天生怕蛇)用我的观点就容易解释。我在这里一再提及无意识,是为了强调生命个体任何有意识的行为和结果都不属于获得性适应。有意识的行为直接结果可以是获得性的,但不属于获得性适应。获得性适应一定是无意识行为的结果。获得性性状不一定是为了适应,这也是为什么我不愿在我的文中使用"性状"这个词。

    生命进化达到高级阶段的标志是产生的大脑,遗传基因是通过对大脑的作用来影响动物的行为,或者说大脑是遗传基因与动物性状和行为的中介。"包括人类在内的一切动物的行为、情绪变化其实都是体内各种化学反应的结果。"而这些行为和情绪变化都来自大脑的支配。大脑(神经网络)是唯一调节体内的各种化学平衡的司令部。大脑的负反馈功能完全有可能影响生命个体遗传基因。

    大脑产生了意识和学习能力,这使得我们很难辨别动物的哪些具体行为和"性格"是来自先天还是后天。特别是后天的经历会抑制和改变本能的表现形式。

    我对这个问题的解释完全是巧合,它是我探讨人类智能和人工智能的附产品,而且早在这场讨论之前我就提到了(98年8月份)。今天看来它恰巧支持了“长时间地看,变异是定向的”拉马克主义,但又与达尔文主义不冲突。

    我认为进化论决不是生物学一家的任务,它与哲学、心理学、物理学、系统论、控制论等许多学科都密切相关。换个角度看这个问题也许会更明晰。

    另外,我看到的辩论文章提到分子生物学对获得性性状遗传的否定都来自对细菌、病毒等微生物的试验结果。除了割老鼠尾巴的试验外,不知是否有其他对高级进化生命(例如有大脑的动物)的基因的试验证据?微生物与动物的繁衍方式是不同的。

    获得性适应与智能、记忆原理、意识的产生等都密切相关。这方面的任何进展或突破都会给我们的世界带来巨大的影响。

    最后提出一个问题:一个人工智能物或者一个智能“电脑”能否改变或优化它自己的初始运行程序?或者说这个程序能否被复制或改写?

    这篇文章来自对进化论的哲学思考,不是生物学的学术文章。

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