號外:基因變異是絕對隨機的嗎?

2020-07-03 兩隻黃鸝逗井蛙

基因變異不是一個絕對隨機的過程(至今沒有任何實驗嚴格證明基因變異完全脫離環境影響而360度的絕對隨機,如果有,請大家提供出來),原因如下:

1.個體的基因表達不是隨機的,它受環境壓力下有方向的表觀遺傳因素的調控,可謂是一朝被蛇咬,三代怕井繩。此類表觀遺傳的例子太多了,有興趣自己可以搜索,不需要一一列舉了;

2.不同位置基因片段的活性不同,相同基因片段在不同條件下的活性不同,在一定環境條件下基因變異的就不應是隨機的,比如在缺氧的高原地區,和血液運輸效率相關關的基因片段相對其他片段則容易發生變異。

3.表觀遺傳不只是表達3-4代,如果同樣的持久環境,基因表達可能會造成基因變異(包括靜默,激活或者突變),表達有環境影響的方向,基因變異也應該有方向,某種程度的記憶遺傳如高等動物恐高,老鼠怕貓,人怕蛇蜘蛛等就是反映;

4.《細胞》雜誌上發了一篇線蟲記憶遺傳的文章,研究指出神經元細胞往生殖細胞傳遞某種表達的機制(這並不是生物體的意願),可以推測高等動物更是會藉助這種方式進行遺傳從而進化,知乎連結https://zhuanlan.zhihu.com/p/68546280;

5.英國工業區蛾子白變黑,應該不是有些變紅色的變藍色的,以及變各種花色的蛾子被淘汰,只留下變黑色的蛾子吧?因為沒有這種其他少生後代或者不生後代的其他顏色的蛾子,哪怕生後就死或者不育的其他變色蛾子也沒有統計學意義上的證據;

6.在一些社會性昆蟲中,碰巧長得個體最大、處於支配地位的雌性,就成了「王后」。然而在演化最充分的物種中,雖然所有雌性都有成為「王后」的基因,只有被餵食了特殊食物的個體才能激活它。哥斯大黎加大學史密森尼學會熱帶研究所的科學家瑪麗·簡·韋斯特-埃伯哈德(Mary Jane West-Eberhard)說,這表明在演化的歷程中,引導「王后」產生的基因程序變得更加精細了;

7.在加拿大西部的淡水和鹽水間遷徙的棘背魚,根據食物的不同發育出了兩種體型:吃浮遊生物的棘背魚眼睛大,身體修長,下頜上翹;吃底層有機物的棘背魚身體較為笨重,眼睛小,下巴平。然而,一些棘背魚最近已經演化成了完全生活在湖泊中的魚。這種棘背魚雖然也有食物來源不同的區別,但是決定身體形態的主要是基因,而不是食物來源。換句話說,曾經只是單純發育表現的東西,已經由基因接管了;

8.從人類進入農業文明初期開始,自然選擇在一系列範圍廣泛的基因上都異乎尋常地活躍。我們並不知道這些基因中絕大部分的用途(只知道大腦一號進化加速區和乳糖耐受等少數基因變異),但是非常清楚的是,農業文明,這種毫無疑問是目的導向的活動,對我們的基因產生了巨大作用;

9.據刊文媒體調查:日本人群中乙醛脫氫酶的突變比例較高,在從不喝酒的人群中檢測到的突變比率高達41%,而在經常喝酒的人群中的突變比例僅為2%-5%,可見酒精本身影響了個體基因調控蛋白下酶的突變,顯然並沒有以酶突變者的後代被淘汰或者不育少育為代價;

10.基因變異既然是環境誘發的,比如生存壓力,氣壓/溫度/紫外線強度/氧氣含量/食物豐度/寄生蟲/內菌群/入侵病毒等環境條件誘發的,變異帶來的性狀實際上都有所區別。比如環境帶來的各種基因病,肯定不是沒有任何方向的,有利突變例如人類乳糖耐受突變,高原血高氧突變,鐮刀形紅細胞症突變等類似,都應該不是絕對隨機變異的;

11.蘭科植物和昆蟲的精妙配合,被子植物和靈長類的協同進化,眼睛多次進化,生物的趨同進化,生物鐘節律的形成甚至包括生命在地球上的誕生,個體都不應該是被100%盲人摸象般的被動篩選,都是環境和生物個體及群體相互作用的結果,當然這裡有個速率問題,跟不上趟會被淘汰,趕上或者超過會穩定下來甚至輻射進化(開發新的生態位);

12. 生物的演化是如此的穩定高效,即使是化石我們發現的大多都是成功的演化,如果基因是完全隨機的突變,那我們應該能看到大量演化失敗的生物殘骸,但事實上沒有這麼多。

13.量子躍遷的方向(比如電子能量躍遷,施加熱量,電子朝高能的基態方向躍遷的可能更大)都不是隨機的,擴散宏觀上也是濃度高的往濃度低的有方向的擴散(微觀上只是看不出方向而已)。基因變異怎麼可能是完全隨機的呢?

概率統計標明:完全隨機變異在機率上也非常難在有限的時間篩選出如此適應環境的基因;

本人認為生物個體在環境影響下的基因變異類似於複雜的光強/電壓/磁場綜合環境中電子層的躍遷,或者類似於在化學能梯度/溫度梯度/濃度梯度/壓力梯度等綜合因素下微粒鏈中的微粒擴散,在長時間或者大樣本的統計學意義上才能夠反映出來。

14.通過環境影響變異方向的進化方式更有效更高效而且是合理的途徑;為什麼不呢?這不違背任何物理學原理,不需要上帝他老人家來拯救,不會摧毀物種和生態環境的相對穩定性,不用生物個體的意願或意識參與(這一點和拉馬克最初進化理論的描述有所區別),也符合節約能耗的奧卡姆剃刀原理,為什麼必須要靠絕後或者死亡一批批的往相反方向變異的高能耗方式造成物種進化的呢

需要說明的是在適應性的自然選擇中,生物個體也沒有完全被動的被選擇,生物的應激性,動物的神經和運動系統(遷徙,避敵,築巢,育子等),高等動物的大腦,乃至人類的意識,都是和天命抗爭的表現。在基因層次上生物個體同樣有物理學和生物學意義上無聲的抗爭;

15.達爾文進化學說試圖用基因的隨機突變來解釋進化,而隨機、無序的突變是不能產生邏輯功能塊的。windows 系統的代碼突變只會讓系統逐漸變慢、死機、直至最後系統崩潰,而絕不會產生新的功能,因為新邏輯功能不僅自身要涉及億萬代碼的改變,而且還要與其他邏輯功能相匹配,隨機、無序的含義就是小孩蒙著眼睛亂敲鍵盤來改代碼,並且系統將通過變慢、死機、重啟、直至最後系統崩潰來糾正這個代碼突變,這就是DNA 的隨機突變後的自我糾正功能。

16.

大自然神奇我們見識的太多了,生命的奇蹟更是令人嘆為觀止,如果生物體都是被動的等待自然環境篩選,沒有環境反作用推動基因朝著適合環境的方向積累極其微小的變異,沒有為物種基因做任何積極的貢獻,那真是妄來世間這一遭,生命的奇蹟將大打了折扣。

因此拉馬克進化論不想原來想的那麼不靠譜,他不只是在表觀遺傳上閃耀光輝,未來很可能和達爾文的適應進化論相融合,與木村的中性進化論一起共同撐起進化理論的大廈。

變異也不是隨機的,不是隨機的,不是隨機的,重要的話說三遍。

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