基因根本不會完全隨機突變

2021-02-16 癌圖騰

真的會有變種人嗎?這本書告訴你哪些科學觀點必須去死

宇宙大爆炸是時間的起點嗎?

萬有理論真的放之四海而皆準嗎?

和機器人共度一生是不是個好主意?

為什麼浪漫愛情會讓人上癮?

相信富有好奇心的你,對這些問題也有過疑惑,可是卻從未得到很好的解答。閱讀君今天的推薦就可以幫你答疑解惑,這本書就像是「科學明星」們的一場圓桌會議,全方位地為你展示真正的科學。

還等什麼,就讓我們從基因突變開始談起吧。

基因根本不會完全隨機突變

凱文·凱利

我們常說的「隨機突變」(random mutation),其實並不能滿足真正數學意義上的隨機模式。基因突變的過程極其複雜,有多種途徑,涉及多個系統。目前的研究表明,大多數自發突變是在修復受損 DNA 的過程中發生錯誤的。不管是損壞還是修復過程中的錯誤,不管它們發生在哪裡、如何發生、什麼時候發生,都找不出隨機模式的存在,沒有任何直接證據。「隨機突變」只是一些非專業人士甚至生物教師持有的觀點。

相反,有很多證據表明基因突變在模式上有不同的變化。例如,突變率提升或降低直接受到細胞數目增加或減少的影響,這點已經得到了公認。這些變異的突變率,既包括由生物體天敵和競爭壓力所引起的突變,也包括由環境和非先天因素導致的突變。人們也發現,在突變已經發生過的地方,突變再次發生的機率更高,從而產生了一個突變熱點簇——林林總總,都是非隨機模式。

雖然我們不能說突變是隨機的,但可以說存在一個主導的模糊不清的因素,就像是在擲一個灌鉛的骰子一樣。灌鉛骰子不應該與隨機性混淆,因為將時間拉長來看——也就是在進化的時間範圍內,加權的偏置量將帶來明顯的後果。因此,我再次澄清:證據表明,機遇在基因突變中起主要作用,沒有機遇就沒有自然選擇。但機遇本身不是隨機的,而是誘導性的。它具有以下特點:多個約束、多點偏置、分簇成團、偏態分布。

那麼,為什麼隨機突變的想法揮之不去呢?隨機突變的假設在哲學上是必要的,它的出現是為了和獲得性遺傳(也就是常說的拉馬克進化)的錯誤觀點進行針鋒相對的鬥爭,而後者更早出現。作為一個粗略的近似,隨機突變還是當一個知識和實驗的框架更好。但由於一直找不到直接的證據,現在已經到了可以將它拋棄的階段了。

拉馬克進化

儘管沒有證據,這種與事實不符的觀點還在不斷地被重複,其中有幾個原因。首先是擔心非隨機突變這個概念會被誤解,甚至會被神創論者歪曲,反過頭來攻擊自然選擇進化的事實和重要性。其次是如果突變不是隨機的,而是有一定模式的,那麼這個模式就在進化中創造了一個微觀趨勢。而鑑於生物進化不過就是微觀作用累積而成的宏觀作用,那麼,這些微觀趨勢就在進化上留下了各種宏觀趨勢的可能性。危險信號在這兒就出現了!如果存在一種進化的宏觀趨勢,那麼它來自哪裡?走向何方?到目前為止,大家除了一致同意進化的宏觀趨勢將複雜性又提高了以外,針對相關證據所形成的共識還非常少。但是,任何與進化趨勢有關的表述都與當代進化理論的信條相悖,所以,隨機突變的假設仍在固守陣地。

只要不再堅持完全的隨機突變,我們就能獲得一些實際的好處。例如,將偏置量的突變這個觀念應用到基因工程中去。我們可以更好地了解與疾病相關的突變的起源,並糾正它們。同時,藉助這些新的發現,我們可以更好地解決一些懸而未決的宏觀進化問題。另一個重要方面是,我們可以藉此更好地認識到,突變中的機遇部分並非是「不完美」的隨機,而是包含了某種秩序,可以傳承的秩序——就那麼一點兒小東西,我們人類和自然選擇都可以利用的東西。而這點兒小東西是幹什麼的,或者說能用來幹什麼,還有很大的探索空間。可是,如果我們抓著隨機突變的理念不放,就永遠都無法看到這種秩序發揮作用。

 - 本文節選自豆瓣閱讀電子書 -  

哪些科學觀點必須去死

作者 〔美〕約翰·布羅克曼

價格:80.99

這本書將帶你認識這些「最偉大的頭腦」,看他們在思考什麼樣的問題,從而開啟你的腦力激蕩。他們都是各個領域的「科學明星」,包括世界頂級進化生物學家理察·道金斯、語言學家史蒂芬·平克、生物地理學家賈雷德·戴蒙德、網際網路思想家凱文·凱利、《全球概覽》創始人斯圖爾特·布蘭德等。

本文轉載自「豆瓣閱讀」2017-05-01

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