16 自私的基因 山、阳光和发生雷鸣的天气而已。近年来，在实验室里模拟生 命起源前地球的化学条件时，科学家们获得了被称为“嘌呤” 和“嘧啶”的有机物质。它们是组成遗传分子脱氧核糖核酸 DNA的基本构件。 “原始营养汤”理论的形成也是与此类似实验过程的结果。 生物学家和化学家认为，大约在30亿到40亿年前的海洋里富 含营养物质，如同“原始营养汤”。当时，有机物质在某一些 地方积聚起来，它们或许在海岸边逐渐干燥起来的浮垢上，或 许悬浮在微小的水珠中。它们在受到诸如太阳的紫外线等能量 的进一步影响后，相互结合成一些较大的分子。现今，有机大 分子存在的时间一般不会太长，我们甚至觉察不到它们的存 在，它们会很快地被细菌或其他生物所吞噬和破坏。需要指出 的是，细菌以及我们人类都是晚近的事情。所以，在那些没有 破坏者的日子里，有机大分子可以在日益稠浓的原始海洋一一 “营养汤”中平安无事地自由漂浮。 某一个关键的时刻到了，一个非凡的分子偶然地形成了。 我们可以称之为“复制基因”(replicator)。它并不是那些分子 当中最大的或最复杂的分子。但是它具有一种特殊的性质一 就是能够复制自己的拷贝。看起来，自然界发生这种事情的偶 然性非常之小，可是事情确是这样发生了。发生这种偶然情况 的可能性简直微乎其微，在一个人的一生时间中，实际上人们 可以把这种千年难得一遇的情况视为完全不可能。这就是为什 么你买的足球彩票永远不会中头奖的道理。然而，我们人类在 估计什么是可能或什么不可能发生的时候，还不习惯于将它放 在几亿年这样长久的时间背景上去予以考虑。假如你在1亿年 中每星期都购买一次足球彩票，说不定有几次会中上头奖呢。 事实上，一个能够复制自己拷贝的分子的出现，并不像我
第二章复制基因 17 们原来所想象的那样难得，这种情况只要发生一次就足够了。 我们可以把复制基因看做是一个模板。我们可以将它想象为由 一条复杂的长链所构成的大分子，长链本身则是由各种类型的 分子构件所组成。在复制基因周围的原始营养汤里，这种小小 的分子构件到处都是。现在，让我们假定每一块分子构件都具 有吸引其他同类的亲和力。那些来自原始营养汤里的构件分 子，一但接触到另一部分对它有亲和力的复制基因时，它往往 就附着在那儿不动了，直到成长起来。按照这种方式，附着在 一起的分子构件会自动地仿照复制基因本身的序列排列起来。 这时，我们不难设想，这些分子构件逐个地连接起来，形成一 条稳定的链，和原来复制基因的形成过程一模一样。这个一层 一层地逐步堆叠起来的过程可以继续下去。生物遗传的结晶体 就是这样形成的。另一方面，两条链也有一分为二的可能，这 样就产生两个复制基因，而每个复制基因还能继续复制自己的 拷贝。 一个更为复杂的可能性是，每一块分子构件对其同类并无 亲和力，而对另一类分子构件却有互相吸引的亲和力。如果情 况是这样的话，复制基因作为模板的作用并不产生完全相似的 拷贝，而是某种“负像”，这种“负像”反过来再产生和原来 的正像完全相似的拷贝。对我们来说，不管原来复制的过程是 从正像到负像或从正像到正像都是无足轻重的。但是，有必要 指出的是，现代的第一个复制基因即DNA分子，它所使用的 是从正像到负像的复制过程。 值得注意的是，突然间，一种全新的“稳定性”产生了。 在以前，原始营养汤里，很可能并不存在非常大量的某种特殊 类型的复杂分子，因为每一个分子都要依赖于那些碰巧产生特 别稳定结构的分子构件。第一个复制基因一旦诞生了，它必然
18 自私的基因 会迅速地在海洋里到处扩散它的拷贝，直至较小的作为构件的 分子日渐稀少，其他较大的分子也就越来越难得有机会形成 了。 这样，我们到达了一个具有完全是一样的复制品的较大种 群的阶段。现在，我们必须指出，任何复制过程都具有一个重 要的特性：它不可能是完美无缺的。它肯定会发生差错。我倒 希望这本书里没有印刷错误，可是如果你仔细看一下，你可能 会发现一两个差错。这些差错也许不至于严重地歪曲书中句子 的含义，因为它们只不过是“第一代”的错误。但我们可以想 象一下，在印刷术尚未问世之前，那时候如福音书之类的各种 书籍都是手抄的。以抄写书籍为业的人无论怎样小心谨慎，也 不可避免地要发生一些差错，何况有些誊写员还会心血来潮， 有意“改进”一下原文呢。如果所有的誊写员都以同一本原著 为蓝本，那么原意还不至于受到太大的歪曲。可是，如果一个 手抄本所依据的图书也是手抄本，而后者也是抄自其他手抄本 的话，那么谬种就开始流传、积累，其性质也就更趋严重了。 通常情况下，我们往往认为抄写错误是一桩坏事情，而且我们 也难以想象，在人们抄写的文件中能有什么样的错误可以认为 是胜于原文的。当犹太圣经的编纂人把希伯莱文的“年轻妇 女”误译成希腊文的“处女”时，我想我们至少可以说，他们 的误译产生了意想不到的后果。因为圣经中的预言变成了“看 哪！一个处女将要受孕生子…”。2不管怎样，我们会看到， 生物的复制基因在其复制过程中所造成的错误确实能产生改良 的效果。对于生命进化的进程来说，产生一些差错是必不可少 的。原始的复制基因在复制拷贝时其精确程度如何，我们不得 而知。今天，它们的后代DNA分子和人类所拥有的最精密的 复印术相比，却无疑是准确得惊人。然而，复制的差错最终使
第二章复制基因 19 生物进化成为可能。原始的复制基因大概产生过许多的差错， 它们出过差错是肯定无疑的，而且这些差错还是积累性的。 随着复制错误的产生和扩散，原始营养汤中充满了由好几 个品种的复制分子组成的种群，而不是清一色的复制品，但它 们都是同一个祖先的“后裔”。它们当中会不会有些品种比其 他品种拥有更多的成员呢？我们几乎可以肯定地说，是的。某 些品种由于内在的因素会比其他品种来得更稳定。某些分子一 旦形成后就会安于现状，不像其他分子那样易于分裂。在原始 营养汤里，这种类型的分子将会相对地多起来，这不仅仅是 “长寿”的直接的逻辑后果，而且是因为它们有充裕的时间去 复制自己的拷贝。因此，长寿的复制基因往往会兴旺起来。假 定其他条件都不变，那么在分子的种群中就会出现一个朝着寿 命变得更长的“进化趋向”。 其他的条件可能是不相等的。对某一品种的复制基因来 说，它具有另外一个甚至更为重要的特性，这些为了在种群中 传播的特性就是自我复制的速度或“生育能力”。如果A型复 制分子复制拷贝的平均速度是每星期一次，而B型复制分子 的平均速度则是每小时一次。显而易见，用不了多久，A型分 子就要大为相形见绌。即使A型分子的“寿命”再长也无济 于事。因此，原始营养汤里面的分子很可能出现一个朝着“生 育力”变得更强的“进化趋向”。复制基因分子肯定会选择的 第三个特性是复制过程的准确性。假定X型分子与Y型分子 的寿命同样长，复制的速度也一样快，但X型分子平均在每 10次复制过程中犯一次错误，而Y型只在每100次复制过程 中犯一次错误，那末Y型分子肯定要变得多起来。种群中X 型分子的队伍不但要失去它们因错误而养育出的“子孙”，而 且还要失去它们所有现存或未来的后代
20 自私的基因 如果你对生物进化论已有所了解，你可能会认为上面谈到 的最后一点似有佯谬之嫌。我们既说复制错误是发生进化的必 不可少的先决条件，为什么又说自然选择有利于高精确度的复 制过程。人们如何才能把这两种说法统一起来？我们认为，总 的说来，生物进化在某种含糊的意义上似乎是一件“好事”， 尤其是因为人类是进化的产物。事实上，世界从来没有什么东 西是“想要”进化的。生物进化纯粹是偶然发生的，不管你愿 意不愿意，复制基因（以及当今的基因）都会不遗余力地防止 这种情况的发生。法国生物学家雅克·莫诺(Jacques Monod) 曾经在纪念斯宾塞(Herbert Spencer)的演讲中出色地阐明了 这一点。他以幽默的口吻说：“生物进化论的另一个难以理解 的方面是，每一个人都认为他理解生物进化论！” 让我们再回到原始营养汤这个问题上来。现在，原始营养 汤里已存在一些分子的稳定品种。所谓稳定的意思是，那些分 子或是本身存在的时间较长，或是它们能迅速地进行自我复 制，或是它们精确无误地进行复制。这三种稳定性发展的生物 及其进化趋向是这样发生的，如果你在两个不同的时间分别从 原始营养汤中取样测试，后一次的样品一定含有比前一次有更 大比例的寿命长或生育力强或复制精确性高的品种的存在。生 物学家谈到生物进化时，他所谓的进化实质上就是这个意思， 而进化的机制是一样的—一自然选择。 那么，我们是否应该把原始的复制基因分子称为“有生命 的”呢？这是无关紧要的。我可以告诉你：“达尔文是世界上 最伟大的人物！”而你可能会说：“不，牛顿才是最伟大人物的 嘛。”我希望我们不要再争论下去了，应该看到，不管我们的 争论结果如何，实质上结论是不受影响的。我们把牛顿或达尔 文称为伟大的人物也好，不把他们称为伟大的人物也好，他们