载2013年8月2日《文汇读书周报》


进化论的证据到底在哪里?

孙萌萌


  提到进化论,不少人想到的第一个术语就是“适者生存”(survival of the fittest)。这个短语的发明人不是达尔文,而是“社会达尔文主义之父”斯宾塞。如今该词不太受待见,主要在于它字面上的同义反复——适应环境的物种基本上就等于存活下来的物种了,哪里有不适应环境却还存活下来的物种?科学哲学家卡尔·波普尔曾以此为据,认为进化论不可证伪。因此,当美国科学院院士肖恩·卡罗尔在《造就适者——DNA和进化的有力证据》一书中再次使用这个术语时,必然要对它进行另一番解释。
  
从“适者生存”到“造就适者”
  在达尔文和孟德尔的年代,理论是通过观察家鸽或豌豆的外在性状而建立起来的。人们会问,100多年过去了,要证明进化论是否正确,是不是有了更好的办法?显然,卡罗尔认为是有的,那就是DNA的“有力证据”。《造就适者》一书中提供了众多不同物种的DNA案例,卡罗尔认为DNA的证据之所以更“有力”,在于它能让我们“看到”适者如何产生。
  以冰鱼为例。这是一种只在南极海域发现的血液没有颜色、身体几乎透明的鱼。1954年的一篇报告正确指出,冰鱼的血液中没有携氧红细胞。这种与其他鱼类的差异,仅仅是普通的不同,还是进化的结果?在以前,这个问题很难回答,因为即使能从化石记录中找到与冰鱼外形接近的鱼,也无法知道它们血液的颜色。而如今,通过研究它们的DNA就能得到进化的答案:同其他鱼类相比,冰鱼身上有两个与血红蛋白中珠蛋白的合成有关的基因已灭绝,其中一个已成为分子化石——虽然仍存在于冰鱼的DNA中,但已失效;另一个则已完全消失。除此之外,与其他南极鱼类一样,冰鱼拥有该海域鱼类特有的抗冻基因,这种基因是由已有基因拼凑延伸而来。
  从“适者生存”到“造就适者”之间的转变,意味着解释精确度的提高:自然选择原理不光可以解释宏观上物种的变迁,还能从更本质的层面上解释基因的变化。基因组学通过对不同物种DNA的比较研究,可以弥补进化论中因化石资料缺乏而无法得到的细节。
  
超越合理质疑?
  在一本讲进化论的书中,以DNA在确定罪犯中的应用开场,看起来似乎有点“不伦不类”。作者要说的是,公众相信DNA证据足以判定谁是罪犯,也就应当相信它能证明进化论——DNA的“有力证据”足以“超越任何合理的质疑”。“有力证据”不同于“精确描述”,后者只是前者的推论而已。那么这些案例真的拥有“证据”的资格吗?
  仍然以冰鱼为例,是不是像作者认为的那样,冰鱼的DNA是进化论的“有力证据”?我们知道,冰鱼体内DNA的“演变”,是通过与其他鱼类DNA的对比而得出的。但是,从“差异”到“演变”并非“不言自明”,而是需要解释的。人们会问,冰鱼体内的所谓“分子化石”(化石基因,又名假基因)真的是其祖先功能基因的残留吗?凭什么认证这一点呢?如果没有对这个问题的解释,冰鱼的案例就不过是在承认进化论的前提下,用进化论去解释现象而已,又怎能称得上是“证据”?
  假基因的研究历史并不长。1977年通过单基因克隆方法获得的假基因,最开始被定义为基因组中与正常基因序列相似,但不能正常表达的基因序列。后来发现,这种假基因在生物体内分布广泛,在人类基因组中只有2%的DNA是用来编码蛋白质的,剩下的98%都是假基因。最初人们认为假基因只是祖先功能基因的残骸,并且因为没有功能,还被当作中性进化的标签,用来获得分子的中性进化速率时标。但近些年的研究表明,假基因并不都是没有功能的化石,有些假基因在进化中并非中立,而是经过了纯化选择。
  这一研究进展很快就被智能设计论者利用了:“为什么这些基因组的进化预测都在新研究的光芒下不断地失败呢?这是因为,拥有进化偏见的科学家总是把基因组看作是偶然的随机作用的结果。实际上,我们应当从普遍具有功能和不可思议的生物工程的视角去看待基因组——它是一位全能、智慧的创造者的产物。”
  假基因功能研究尚未成熟,甚至对同一组假基因是否具有功能都还存在不同研究结果。在这种情况下宣称证据可以超越任何合理质疑,似乎并不令人信服。
  
又是同义反复?
  对进化论史有所了解的读者会感到奇怪:虽然作者一再强调此书的证据证明了达尔文自然选择思想的不朽,但在解释深海腔棘鱼的视蛋白基因退化时,却使用了“用进废退”原理。这个一直处于竞争劣势的学说,此时怎又复活了?
  腔棘鱼视蛋白基因的退化本来是一个不利的变化,应该在自然选择中被排除。但由于它生活在黑暗的深海中,本来有利的基因也变成了“中性”的。在自然选择中,中性基因将发生随机“漂变”,应该产生视蛋白基因完整与残缺两种情况。但事实却偏向一方,而且是原本不利的那一方。面对这个矛盾,作者引入用进废退学说,认为环境的改变使一些机制由于不需要而停用,再加上自然选择不起作用,就产生了缺陷基因的累积。作者用自然选择理论将用进废退说包装了一下,把这种机制叫做“自然选择放松管理”,但实际上并未改变“用进废退”原义。
  于是,新的同义反复又出现了。是突变(退化)的基因导致功能(或性状)废弃,还是功能不需要(废弃)从而导致基因突变(退化)?仔细想来,这和“适者生存”遇到的困难竟是一样的。但作者仅仅把它当成普通的“因果关系”,并且是让人无法确切回答的因果关系。
  《造就适者》在书末总结了反对进化论的种种策略,却没有认识到进化论本身遇到的科学哲学上的问题。对相信进化论的人来说是有力证据,对反对者来说却算不上证据,这难道是由于双方“信仰”的不同吗?
  
  
  《造就适者——DNA和进化的有力证据》,肖恩·卡罗尔著,杨佳蓉译,上海科技教育出版社,2012年12月第1版,定价39元。


                                       加入日期 20140517