對獲得性適應遺傳的探討


    人們不會懷疑生命個體對環境有適應性。這種適應是生命生存和延續的最重要條件之一,也是生命物種進化的根本原因(不是唯一的原因)。我認為生命個體的適應可簡單分為消極的本能適應和積極的、智能的有意識適應。從低等生物和植物到有大腦的動物的適應方式可以看出適應有低級到高級的不同層次。人類適應方式的複雜性主要表現在高級心理-生理適應方面,即情感和有意識的價值判斷與選擇。這種適應的結果通常是獲得性的。

    對適應性進化的解釋主要有兩種,分別基于拉馬克學說和達爾文學說。前者認為后天獲得的適應性可以遺傳,這就是說獲得性適應可以改變個體的生殖遺傳基因;后者認為獲得性適應不能改變個體的生殖遺傳基因,但它在一個群體中具有遺傳優勢,不適應或適應較差的個體特征由于生存能力和遺傳上的劣勢而在后代中逐步退化或消失。我們可以看出拉馬克主義的解釋是很直觀的,但卻要在遺傳基因水平上的獲得証據。而達爾文主義對物種適應性進化的解釋似乎是針對群體中個體之間作用的結果,似乎所有適應性進化都可歸結到自然(性)選擇之中。這種選擇的結果是再直觀不過的了,即使沒有什么文化的農民也能明白,沒有分子遺傳學的証據也不會有誰會懷疑它。由于早期達爾文學說無法很好地解釋許多生命進化的具體特征,所以很多人仍然樂于接受拉馬克的學說。

    現代分子遺傳學理論和實驗的產生和發展似乎完全否定了拉馬克的學說,為了圓滿達爾文的學說對其進行了新的補充和解釋,建立了現代達爾文主義。

    生命個體在對環境適應過程中會使自身局部的姿勢、動作等物理狀態和化學成分發生變化或稱為生理變化,即刺激-反應過程。如果同一過程重複多次,生命個體的這種變化就會發生適應性固化。例如動物經常跑動腿部肌肉就會發達。鹿群沒有天敵時體質會弱化,如果它們周圍有狼,鹿群的體質會明顯提高。經常吸煙者的身體存在對尼古丁的適應,經常飲酒者的身體會產生更強的分解酒精能力。

    另外一種適應是心理-生理適應,誰都不會否認心理作用會影響生理狀態。例如人第一次和對象約會時心會跳動得很利害。人的所有情感都是心理-生理適應和動態平衡的產物。我認為這種適應過程的反複多次也同樣會在生理水平上被固化。例如鳥經常受到恐嚇會變得敏感(體內某些化學成分發生變化)。長期擔任領導職務的人變得愛打官腔,脾氣變大(體內某些激素水平變化)。還有條件反射現象。

    我的結論是︰任何生命個體對環境適應的固化在本質上都是自身生化(包括局部的)平衡的移動。注意︰所謂固化是一種獲得性的相對穩定狀態,並不是永久性的。

    我相信人們不難接受這個結論。由此,我會問一個問題︰一個生命個體向下遺傳的基因(區別由父母賦予的基因)是否與個體本身的生理狀態有關?或者說動物體內製造精子或卵子過程中,DNA的形成是否與“環境”有關?如果人們認為某些藥物會影響遺傳基因的形成(不僅影響受精過程和懷孕過程),那為什么不能承認獲得性適應固化產生的體內生化變化會影響遺傳基因的形成呢?而且這個影響時間是比較長的和穩定的。我設想,為避免有害變異,供生殖遺傳的DNA密碼“製造機”通常是“記錄”身體較穩定的狀態。否定我的這個觀點除非証明藥物不會影響個體生殖遺傳基因的形成過程。事物的變化既有內因又有外因,內因是變化的依據,外因是變化的條件。

    生命個體的適應性不僅是自身生理上的,它也應該包括自身遺傳方面的適應性變化。否則的話,生命就不是完美的,難道一個生命連自己的生殖遺傳基因都不能有一點點“優化”嗎?我們無法理解生命個體的生存需要對環境適應,而它的生殖遺傳基因不需要對“環境”適應。難道生命個體的遺傳基因對后代的“責任”只限于自然(性)選擇嗎?

    很多人認為"環境"條件引起基因突變,但沒有方向性。這種說法是令人難以接受的。我舉一些物理現象作例子,一杯水中的分子運動是無序的或隨機的,如果我們加熱杯底部或者向其中滴入一滴墨水,水分子的運動就會發生有序性變化。我們再把這個杯子用薄膜分開兩部分,先在一部分放鹽水,然后在另一部分放入酒精。鹽水中的分子運動和排列也會發生有序性變化。又例,雪花的形狀與形成條件有很大的關系。這些例子與基因變異方式也許大相徑庭,但足以說明在絕大多數條件下,事物的變化是有序的,何況生命是自組織系統。按照混沌理論,系統形成的初始條件的細微差異對其演化過程和結局有極大的影響。

    下一個問題是証據。目前分子遺傳學尚不能証明我的假設,這並不表明它不成立。因為獲得性適應遺傳的顯現是極其漫長的(排除性選擇因素)。這種情況意味著獲得性適應對基因變化的影響在短期內很難測出,特別是在技術上難以排除性選擇和基因漂移的干擾。

    我發現中國城市的麻雀是怕人的,而歐洲的麻雀不怕人。我在瑞士期間經常把面包渣放在手上喂麻雀。我曾想如果把中國麻雀和歐洲麻雀剛剛生下的雛雀放在一起喂養,查看它們懼怕人的行為和適應是否有差別,就會証明獲得性適應是否可以遺傳。但又一想,如果雛雀與它們的父母隔離能否活下來?又如果實驗否定了我的假設,我還可以辯解說中國麻雀怕人的時間還不夠長或者歐洲麻雀不怕人的歷史太短。即使實驗証明它們懼怕人的行為和適應存在差別,有些人仍會用達爾文的觀點解釋它,不過到那時來反駁用達爾文觀點的解釋就容易得多了。

    其實,我本人絲毫不否認達爾文的學說的偉大意義。我只認為否定獲得性適應的遺傳是過于武斷。拉馬克和達爾文的基本原理解釋的是不同現象,用拉馬克學說解釋某些獲得性適應的進化,用達爾文學說解釋自然選擇,它們不是不共戴天的,是可以結合的。生物的進化是兩種作用的共同結果(盡管這樣講不很嚴密),雖然性選擇結果的顯現較快且作用強大使其容易被証明,但仍有許多地方難以把兩者的作用完全分開。例如對人的右手臂力量較大(左撇子除外)的解釋。

    把“用進廢退”作為進化的思想之所以被否定是因為這種說法過于簡單、不準確,但是不能因此否定獲得性適應的遺傳。人們都不懷疑本能是遺傳的,但是對本能如何進入到遺傳基因裡去的尚無滿意的解釋。

    人和動物都有本能,所謂本能就是先天具有的能力,因此本能完全是由遺傳決定的。本能屬于無意識或潛意識范圍。以人為例,人的意識可以轉化為無意識,這是大腦高效率工作所必須的。人腦的一個顯著特性就是“不愿”有意識地做重複的事情。重複性的工作自然而然地轉由無意識支配。大腦可以多任務工作,自動過濾感受到的信息,人的行為在注意力之外完全是受無意識支配的。我認為無意識支配的行為重複達到一定的頻率和次數就會轉化為人的“本能”。我把這種所謂“本能”稱之為后天或獲得性本能。對這個過程的簡單理解可以看作“有意-習慣-自然-本能”。這種“本能”可以遺傳給人的后代,使其后代具有先天本能。這種獲得性遺傳的顯現是較為漫長的,而且需要每一代人幾乎都要無意識地強化這種后天“本能”。人類群體的某種長期穩定的生活方式或行為就屬于這種不斷強化的過程。遺傳顯現的漫長可以保証遺傳基因的穩定和防止有害的變異。如果讀者清楚集體無意識的概念,就更容易理解我的觀點了。

    我認為我的這個解釋較好地把拉馬克、達爾文和現代分子遺傳學的矛盾化解了。割老鼠尾巴的試驗並不能使老鼠產生放棄尾巴的無意識並使其向后天“本能”轉化,所以它們遺傳基因的尾巴部分不會有任何改變。注意︰無意識是指非意識支配的行為。機械切除不能產生消除或縮短尾巴的無意識行為。如果本能的某個部分(指與本能行為相關的身體和生理狀態)不再強化或不經常被無意識調用,它就會退化。這也是生命保護自身遺傳基因的一種功能。例如有些動物天生懼怕其他某些動物(猴子天生怕蛇)用我的觀點就容易解釋。我在這裡一再提及無意識,是為了強調生命個體任何有意識的行為和結果都不屬于獲得性適應。有意識的行為直接結果可以是獲得性的,但不屬于獲得性適應。獲得性適應一定是無意識行為的結果。獲得性性狀不一定是為了適應,這也是為什么我不愿在我的文中使用"性狀"這個詞。

    生命進化達到高級階段的標志是產生的大腦,遺傳基因是通過對大腦的作用來影響動物的行為,或者說大腦是遺傳基因與動物性狀和行為的中介。"包括人類在內的一切動物的行為、情緒變化其實都是體內各種化學反應的結果。"而這些行為和情緒變化都來自大腦的支配。大腦(神經網絡)是唯一調節體內的各種化學平衡的司令部。大腦的負反饋功能完全有可能影響生命個體遺傳基因。

    大腦產生了意識和學習能力,這使得我們很難辨別動物的哪些具體行為和"性格"是來自先天還是后天。特別是后天的經歷會抑製和改變本能的表現形式。

    我對這個問題的解釋完全是巧合,它是我探討人類智能和人工智能的附產品,而且早在這場討論之前我就提到了(98年8月份)。今天看來它恰巧支持了“長時間地看,變異是定向的”拉馬克主義,但又與達爾文主義不沖突。

    我認為進化論決不是生物學一家的任務,它與哲學、心理學、物理學、系統論、控製論等許多學科都密切相關。換個角度看這個問題也許會更明晰。

    另外,我看到的辯論文章提到分子生物學對獲得性性狀遺傳的否定都來自對細菌、病毒等微生物的試驗結果。除了割老鼠尾巴的試驗外,不知是否有其他對高級進化生命(例如有大腦的動物)的基因的試驗証據?微生物與動物的繁衍方式是不同的。

    獲得性適應與智能、記憶原理、意識的產生等都密切相關。這方面的任何進展或突破都會給我們的世界帶來巨大的影響。

    最后提出一個問題︰一個人工智能物或者一個智能“電腦”能否改變或優化它自己的初始運行程序?或者說這個程序能否被複製或改寫?

    這篇文章來自對進化論的哲學思考,不是生物學的學術文章。

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