第一章为什么会是人类呢? 11 和讨论。 然而,在讨论之前我必须申明一下自己的想法。我认为, 从自然选择的角度研究生物进化论,以从生物的最低层次的选 择入手最为合适。在这一点上,我深受威廉姆斯的名著《适应 与自然选择》的影响。我运用的主要思想则可以追溯到世纪之 交,那时关于基因的学说还尚未建立,但魏斯曼的学说关于 “种质的延续性”理论已经预兆出今日的辉煌。我认为,自然 选择的基本生物单位,也就是自我利益的基本单位,即不是物 种,也不是群体。从严格的意义来说,甚至也不是个体,而是 基因这一基本的遗传单位。4对于一些生物学家来说,初听起来 这是一种极端的观点。我期望,他们在深入了解了我的真正意 思时,他们就会同意只有我的观点实际上才是正统的。虽然我 的表达方式有些与众不同。进行论证需要时间,开了头就好 了。我们就从生命的起点开始我们的探索吧。 j
第二章复制基因 天地玄黄,日月洪荒。原初时,一切单一纯朴。即使是简 单的宇宙,人们要说清楚它的起源谈何容易。对于复杂的生 命,或者能够创造生命的事物是如何突然出现的,而且全副武 装、设备齐全?我想,这无疑是一个更难解答的问题。根基于 自然选择的达尔文生物进化论,是十分令人满意的,因为它说 明了万物怎样由单一纯洁变成错综复杂的途径,说明了杂乱无 章的原子如何能分类排列,形成越来越复杂的模板,直至最终 创造出人类。迄今为止,人们一直试图揭开人类生存和进化的 奥秘,只有达尔文提供的答案才是令人信服的。这里,我将用 比一般通俗语言还要简明扼要的文字来阐述这一伟大的理论, 并且首先从生物进化还尚未发生的以前的年代谈起。 伟大的生物学家达尔文所说的“适者生存”,其实就是稳 定者生存(survival of the stable)这一宇宙普遍法则的一个特 殊情况。整个宇宙为稳定的物质所占据。所谓稳定的物质,是 指那些原子的聚合体,它们具有足够的稳定性或普遍性而被人 们赋予一个确定的名称。它可能只是一个独特的原子聚合体, 如同“马特霍恩峰(阿尔卑斯山中的一个山峰的名字,位于意
第二章复制基因 13 大利和瑞士的边境)”一样,它存在的时间之漫长足以值得人 们为之命名。有时,稳定的物质也可能是属于某一个种类的实 体,比如雨点,它们出现得如此频繁以至于应该有一个集合性 名词作为它们的名称,虽然单个的雨点本身存在的时间是短暂 的。我们周围那些看得见的物质,以及那些需要我们作出解释 的物质,包括岩石、银河、海洋的波涛等等,在大小不同的程 度上都是一种原子的模板。肥皂泡往往是球状的,因为这是薄 膜充满气体时的稳定形状;在宇宙飞船上,水也是稳定成为球 形的液滴状,但是在地球上,由于地球引力的关系,处于静止 状态的水的稳定表面是水平的。盐的结晶体一般是立方体,因 为这是钠离子和氯离子聚合在一起的稳定形式。在太阳里,最 简单的原子即氢原子不断聚合成氦原子,因为在太阳那样高热 的条件下,氦的结构比较稳定。在遍布宇宙的各个星球上,各 种甚至更为复杂的原子还在形成。依照目前流行的宇宙大爆炸 理论,早在开天辟地发出“宇宙大爆炸”巨响之时,这些比较 复杂的原子就已经开始形成。我们地球上的各种元素也是来源 于此的。 有时,原子相遇时,由于发生化学反应而结合成分子,这 些分子具有程度不同的稳定性。有时可能它们是很大的。一块 钻石那样的结晶体可以视为一个单一的分子,它的稳定程度是 众所周知的,然而钻石同时又是一个十分简单的分子,因为它 内部的原子结构只是无穷无尽地重复的。现在,在活的有机体 中,还有其他高度复杂的大分子,它们的复杂性是在好几个水 平层次上表现出来的。比如,我们血液中的血红蛋白,是典型 的蛋白质分子,是由较小的氨基酸分子链所组成的,每个分子 包含几十个排列精确的原子。在血红蛋白分子里有574个氨基 酸分子。它们排列成四条互相缠绕在一起的长链,形成一个立
14 自私的基因 体球形,其结构之错综复杂实在使人眼花缭乱。一个血红蛋白 分子的模型,看起来简直像一棵茂密的蒺藜树,和真正的蒺藜 树又不一样,它并不是杂乱无章的近似模型,而是毫厘不爽的 稳定结构。这种复杂的结构在一般人体内同样地重复6万亿亿 亿次以上,其模板则完全一致。如血红蛋白这样的蛋白分子, 其酷似蒺藜的形态是稳定的,就是说,它的两条由序列相同的 氨基酸构成的链,像两条弹簧一样倾向于形成完全相同的立体 盘绕模型。在人体内,血红蛋白的蒺藜树以每秒约400万亿个 的速度表达成它们“喜爱”的形状,而同时另外一些血红蛋白 又以同样的速度遭到破坏。 血红蛋白是属于现代意义的分子,人们通常用它来说明原 子易趋向于形成某种稳定模板的原理。我们这里要说的是,远 在地球还没有生命之前,通过一般的物理或化学过程,分子的 某种形式的初步进化现象就已经存在了。进化时,它们没有必 要考虑诸如预见性、目的性、方向性等问题。如果一组原子在 受到能量的影响而形成某种稳定的模板时,它们往往倾向于保 持这种模板。最初的自然选择形式,不过是选择那些稳定的形 式并且不断抛弃那些不稳定的形式罢了。这里面并没有什么难 以理解的地方。事物的发展就是这样。 可是,我们并不能因此就自然而然地认为,这些原理本身 就足以解释一些结构复杂的实体,如人类的存在。在生命起源 的奥巴林实验中,我们的科学家取出一定数量的原子放在一 起,在某种外界能量的影响下,不停地摇动,希望有朝一日它 们会碰巧落到正确的模板中,于是亚当就会降临世间了!这是 绝对办不到的。你可以用这个方法把几十个原子变成一个分 子,但是不要忘记了,一个人体中有多达1000亿亿亿个原 子。如果要制造一个人,你就得摇动你那个生物化学的鸡尾酒
第二章复制基因 15 混合器,摇动的时间之长,恐怕连宇宙存在的漫长岁月与之相 比,都好像只是一眨眼的工夫。即使真是到了那个时候,你也 不会如愿以偿的。在这里,我们必须求助于达尔文生物进化论 学说高度概括的理论。有关分子形成的缓慢过程的故事只能讲 到这儿,其他事物应该由达尔文的学说去解释了。 关于生命的起源,我的叙述只能是纯理论的。事实上,当 时并无任何人在场参与。这方面存在很多相互对立的观点和学 说,然而,它们也有某些共同的特点。我这里进行的概括性叙 述,大概与事实也不会相去甚远。1 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。但是,完全可能存在着水、二氧化碳、甲烷和氨等,它 们都是一些简单的化合物。众所周知,在我们太阳系的其他一 些行星上至少也存在着这些化合物。曾经有一些化学家如米 勒、奥巴林等人,试图模仿在远古时代地球所具有的化学环境 和条件。他们把这些简单的物质放人一个烧瓶中,并且提供如 紫外线或电火花之类的能源,这是对于原始时代电闪雷鸣现象 的模拟。几个星期之后,化学家们在烧瓶内通常可以找到一些 有趣的东西,那是一种稀薄的褐色溶液,里面含有大量的分 子,其结构比原来放入烧瓶内的分子复杂得多。特别引人注目 的是,人们在里面还找到了氨基酸一用以制造蛋白质的基本 构件。 蛋白质乃是两大类基础生物大分子之一。在科学家进行这 种试验之前,人们原以为有无天然氨基酸是确定生命存在与否 的依据。如果说有人在火星上发现氨基酸,那么火星上存在生 命似乎就是肯定无疑了。但是,在今天,氨基酸的存在可能只 是意味着在原始大气层中存在一些简单的气体,还有一些火