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第32页

书籍名:《审判达尔文》    作者:詹腓力
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根据细胞色素C的研究,芝麻、蚕与细菌之间的差异,可同人与细菌的差异相提并论,其实每一类的植物和动物与细菌中的细胞色素C,都有相同的分子距离,在这些多细胞生物与单细胞生物之"间",不能找到生存的中间生物,要是巨分子现在的氨基酸排列,是由一种简单的祖先分子慢慢进化而来,那么在生物之间应有过渡性的中间分子,但是比较现在生物的巨分子,却无法判断这些中间分子究竟是否存在。


其他分子证据指出前所未见的重要分类上的结构:一位名叫沃斯的生物化学家曾研究生物体内的核酸中的碱基排列,这些核酸在细胞中的蛋白质制作过程中是一个重要的媒介,在他的理论发表之前,生物细胞构造学已将生物分成两大类:真核细胞生物(eukaryotes,如动植物)和原核细胞生物(prokaryotes,如细菌类),后者没有真正的细胞核,前者的细胞核有核膜包围。沃斯发现在原核细胞生物中也分成两大类,它们彼此之间的差异与原核细胞和真核细胞之间的差异一样大。


这种发现将生物界按照细胞结构的标准,分为三大类:沃斯称普遍公认的原核细胞为真细菌(eubacteria),称自己所发现的细菌为古细菌(archaebacteria),
这些古细菌都在极端的环境下生长:一种缺氧细菌能制造甲烷,另一种生长在盐分极高的环境差不多是在这种环境下绝无仅有的生物,还有另一种在高温如硫矿温泉的环境中繁殖,沃斯认为这些细菌的生存环境,是地球进化的原始状况,因此称它们为古细菌,暗示它们可能后来进化成为真细菌,但是这两大类之间有重要的基本差别,不能有彼此进化关系,它们之间有分子及其他具体特性上极大的差异,其间并无中间生物。


一些生物化学家认为三个细胞类是从一个相同的祖先进化而来,因为假设一个独立的生命来源多次出现会有更大的困难。这个相同的进化祖先,和众多的进化中间生物,都是理论构想的产物,对一个达尔文主义者来说,这些假想的产品都是逻辑上必须有但事实上却没有任何实验的证明。


这使我们想到这一章开始时所提及的第二个问题:达尔文主义坚持自然选择作用具有重大的创造力,使最微小的有利突变在繁殖中的生物群体内广泛传布,因为这些突变的累积,引致如同翅膀和眼睛的复杂新构造的进化。上文已提及,一般认为有创造性的自然选择缺乏实验性的支持,而且化石在证据上刚好是这理论的反证。分子生物学的证据使人更加怀疑这个学说,因为生物与生物之间有相当的遗传距离。


假想以一个哺乳动物的进化过程为例,当它从爬虫祖宗分化发展以后,加上很多其他分化的进化,其中一个方向是向海洋发展,经过一些难以想象的适应,变为一条鲸鱼,另一个方向是向树梢和洞穴发展,按部就班地学习飞翔,还要发展一套像"声纳"性质的导航本领,取代视觉。这两个方向的经历和最后的形象是多么不同,但对细胞色素C的发展速率却似乎全无影响,因为根据现代鲸鱼与蝙蝠中的同源分子,与现代如蛇类爬虫分子的比较,它们有大致相同的变化程度。但是蛇类是从一个与哺乳类完全不同的方向进化而来的。下文我们会解释为何这种奇异的现象被称为"分子时钟"(molecular
clock)。

究竟这种巧合现象是如何产生的?可能因为分子进化的速率独立于表型进化的速率,且不受自然选择的影响;换言之,如果分子以时钟般的速率进化,那一定是一种常规突变的产物,不太受那些导致表型的剧变及长期稳定的环境因素的影响。这就是木村资生(Motoo
Kimura)所提倡的分子中性突变的理论。

许多达尔文主义者起初觉得这套理论不可信。突变总是发生在个别生物身上,靠自然选择的作用传播到一个繁殖的群体中。一个中性的突变,原则上不会增加生物的繁殖功能,怎么发展成为整个族群的特点呢?而且在生物体内分子的生化构造的改变,又如何能不影响生物的适应性呢?


中性突变理论者有他们的答案:他们认为很多分子上的变异没有改变生物的生理,比如生物体内有很多多余的脱氧核糖核酸,并不构成蛋白质,而DNA语言中含有同义字,说明不同的排列表达相同的"信息"。在没有影响生物外貌的功用的情况下,没有人会认为自然选择可以影响分子进化的方向。


中性突变机缘巧合地发生,而且遗传给后代。一种突变经过长期的基因漂移(在碰巧的情况下得以生存),成为族群的特性,由于缺乏特殊的环境,中性突变理论预料,在现代生物族群中有高度的异合性(heteozygosity,即生物基因中两种不同形态的并存),自然选择会淘汰不适合生存的生物,中性突变和进化原则上不会淘汰任何种类,在现代生物的族群中,异合性的程度比自然选择作用所容许的范围更高。


木村资生承认他的理论的成立,有赖于过去的突变速率、族群大小及自然选择的假设。这些假设都不能用客观的方法印证,尽管逻辑上是圆通的。然而,当他认为一个"功用上"的遗传异态是否被淘汰,乃是根据它有无影响生物生存和繁殖的能力,他的理论根基就被极大地摇动了。他说:
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