上帝的手术刀:基因编辑简史

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  达尔文的麻烦
  农业时代的开启
  “遗传”,听起来是个人人都能理解的名词。中国人说“种瓜得瓜,种豆得豆”,英美人说“like father like son”。这些俗语里反映的生物代际之间的相似性,就是遗传。先人们大概早就发现,不管是动物还是植物,不管是生物的外形、行为,还是性格,这些性状都能在一代代的繁衍中顽强地延续和保留下来。
  实际上,早在人类文明开始之前,人类就已经充分—尽管也许是下意识—观察到了遗传现象的存在,甚至已经开始利用遗传规律改善自己的生活了。
  现代人类的祖先可以追本溯源到数百万年前的非洲大陆。在两百多万年的无尽岁月里,先祖们在非洲大陆上采集植物果实、捕获动物,过着靠天吃饭、随遇而安的日子。人类文明的曙光出现在距今十几二十万年前。那时,现代人的直系祖先—人属智人种—出现在非洲大陆,并且很快一批批地走出非洲,在全世界的各个大陆和主要岛屿上开枝散叶,也把采集和狩猎的固有天性带到了世界各地。在那个时候,还压根看不出我们这些身材矮小、面相平凡的先祖会在日后成为整个地球的主宰。
  然而,就像突然拥有了某种未知的魔力一般,差不多从一万年前开始,在世界各地快乐采集和狩猎的智人先祖们,几乎在一眨眼间就改变了赖以生存的生活方式。这些变化开启了农业时代,也最终催生了今天建立在发电机、汽车、互联网和生物技术基础上的全新人类社会。而这一切变化的开端,就是祖先们对于遗传规律的利用。
  在贾雷德·戴蒙德的名著《枪炮、病菌与钢铁》中对此有着生动详尽的讨论。就在人类先祖走出非洲的必经之路上,地中海东岸生长着繁茂的野生小麦,它们的种子富含蛋白质和淀粉。不难想象,当生活在中东新月沃地的人类先祖们在偶然间发现这种植物后,一定会如获至宝地将它们作为日常采集和储藏的对象。对于先祖们来说,这和他们数百万年来在非洲大陆的日常采集工作并无分别。
  但是如果先祖们想要把这些野生小麦挖出来,为他们提供稳定的食物来源,就会遇到一些棘手的问题。野生小麦的麦穗会在成熟后自动从麦秆上脱落,将种子尽力播撒到周围的泥土里。这是这些禾本科植物赖以生存繁衍的性状之一,但这也使得人类先祖想要大规模收获小麦种子变得非常困难。后来,在某个不知名的具体年代,生活在中东地区的远古居民们无意间发现了一些遗传变异小麦。这些小麦的麦穗即便成熟以后,也不会自动脱落。
  泛生子的概念
  从理性高度思考遗传本质
  很容易想象,如果这些变异小麦出现在野外,我们只有死路一条。因为它们完全无法通过脱落的麦穗散播自己的后代。但这些变异植株对于我们的先祖们来说却无比珍贵,因为这样的遗传突变小麦会大大方便他们在固定时间大批收割麦穗、储存麦粒!更要紧的是,先祖们一定也在无意间发现了遗传的秘密—种瓜得瓜,种豆得豆,因此这些仿佛是上天赐予般的神奇的小麦种子,也将会顽强地保留这种对人类先祖而言—而不是对小麦自身,极其有利的性状。所以我们可以想象,先祖们可能会将这些奇怪的植物小心移植到村庄周围,用心呵护,直到收获第一批成熟的种子。这些种子将成为下一年扩大种植的基础。就这样,伴随着一代代人类先祖们的细心发现、栽培和收获,符合人类需要的优良性状被保留了下来,一直保留到今天。这些无意间发现的遗传突变小麦,可能标志着人类农业社会的开端。
  最早从理性高度思考遗传本质的,是同样生活在地中海边的古希腊人。在古希腊哲学家德谟克利特和希波克拉底看来,遗传现象必然有着现实的物质基础,不需要用虚无缥缈的神来解释。在他们的想象里,遗传的本质是一种叫作“泛生子”的微小颗粒。这种肉眼不可见的颗粒,在先辈的体内无处不在,忠实记录了先辈从形态到性格的各种性状,并且会在交配过程中进入后者体内。以泛生子颗粒承载的信息为蓝图,子代得以表现出对先辈们的忠实模仿。
  必须承认,泛生子的概念本身,其实并没有解决任何实际问题。或者刻薄点说,这只是把人们习以为常的遗传现象用一个听起来晦涩难懂的名词概括了出来而已。但是这个从现象到概念绝非毫无用处。至少,借用这个概念,人们可以把许多看起来很不一样的现象联系起来。
  例如,无性生殖—微小的细菌和酵母能够一分为二产生两个后代;有性生殖—雌雄家畜交配后会产生出一群嗷嗷待哺的小崽儿;甚至还包括果树的嫁接—为什么果树嫁接后的果实会带有接穗和砧木的共同特征,不就是因为泛生子颗粒能够从砧木毫无障碍地流动到接穗里面去,和接穗的泛生子合二为一嘛。
  因此,这个生命力顽强的概念从古希腊时期一直流传到了近代。甚至在19世纪中期,在达尔文创立进化论,为地球生命和人类的起源找到科学解释的时候,他仍然借用泛生子的概念作为自然选择理论的遗传基础。
  进化论遭到的批评
  宗教人士的攻击与严肃的科学批评
  在达尔文看来,一个生物个体的所有器官、组织乃至细胞,都擁有自己专属的泛生子颗粒。手的泛生子记录着每个动物的手掌大小、宽窄、掌纹乃至毛发的生长位置,眼睛的泛生子当然少不了记录眼睛的大小、虹膜的颜色等。在交配的过程中,来自父母双方的泛生子融合在一起,共同决定了后代们五花八门的遗传性状。
  更要紧的是,泛生子携带的生命蓝图一旦出错,就会导致后代遗传性状的“突变”,而这些突变,就是达尔文进化论中自然选择和适者生存的物质基础。正是因为有突变,一代代生物个体才会具有微小但能够稳定遗传的差异,而这些遗传差异影响着生物个体在环境中生存和繁衍的能力,并最终导致适者生存。
  达尔文的进化论在诞生后遭到了猛烈攻击,特别是在宗教界人士和虔诚的信徒们看来,达尔文的学说亵渎了人类万物之灵的神圣性,也把传说中按照自己的模样造人的上帝置于可有可无的尴尬地位。但很少有人知道的是,进化论同样遭遇了严肃的科学批评。热力学创始人之一、物理学家开尔文勋爵当时估算出地球的年龄至多不会超过一亿年,而这点时间远远不够积累出达尔文进化所需要的五花八门的遗传突变(当然,后来人们意识到地球的年龄远大于此)。
  古生物学家们对此发出了诘难,按照进化论,地球上必然存在许许多多物种之间的中间形态,但是它们的化石又在哪里呢?有一个批评可能是最致命的,因为它声称发现了进化论和遗传融合理论的深刻矛盾,换句话说就是,达尔文辛辛苦苦为进化论找到的遗传基础,可能根本不支持进化论的声明!这一批评来自苏格兰工程师、爱丁堡大学教授亨利·弗莱明·詹金。他评论说,按照达尔文的进化论,生物的遗传物质需要经历漫长、微小的突变过程,才能产生足够显著的形状变化,最终造就地球上千万种五花八门的物种。
  新书速递
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