今天介紹本大名鼎鼎的書《自私的基因》,就算你沒讀過這本書,也一定聽說過這個說法。這本書是它的作者理察·道金斯的成名之作,也是最經典的進化論科普著作之一,它的影響之大,在書出版後,「自私的基因」甚至成了英語裡的一個固定詞組。
「自私的基因」到底是什麼?
諾貝爾獎得主雅克·莫諾有句名言,他說「進化論最奇特的地方,就在於每個人都以為自己懂進化論」,這句話其實同樣適合《自私的基因》這本書。很多人看到書名就會望文生義,以為這本書是在告誡大家說人和動物的體內都有讓它們顯得自私自利的基因,但是這並不是道金斯的本意。在他看來,所有基因,注意,是所有基因,都是自私的,每個基因都有各自的利益,基因之間、基因和生物個體之間都有可能產生利益衝突。更重要的是,這些自私的基因並不是生物用來保證自己生存繁衍的手段,恰恰相反,生物只是基因不斷製造和傳播自己的一個工具而已。如果要用科學的方式來表述,那麼道金斯其實是在說,基因才是自然選擇和自我利益實現的基本單位,而不是生物。
對於第一次接觸道金斯觀點的人來說,這套理論很違背直覺,甚至是顯得有些誇大其詞。達爾文說的自然選擇,不都是生物個體的生老病死和物種的優勝劣汰嗎,那經歷著大自然嚴酷選擇的好像應該是生物個體,怎麼會是基因呢?
要說明白這個問題,就要先來說說什麼樣的對象才能被大自然選擇。有這麼兩條標準:第一個是,這個對象要有自我拷貝的能力,這樣當它佔據優勢的時候,才能源源不斷地複製、傳播自己,然後徹底戰勝自己的競爭對手,如果無法拷貝自己,那麼當這個對象死掉時,它生前辛辛苦苦打拼出來的優勢局面就會全部化為烏有,自然選擇就沒有任何意義了;第二個標準是,這個能被大自然選擇的對象一定要穩定,這樣大自然才有足夠的時間在它和它的競爭者之間挑選出一個贏家。
那麼生物個體符合這兩個標準嗎?答案是否定的。首先,生物個體不符合能夠自我拷貝這個標準。這麼說你可能會覺得奇怪了,生物不是可以繁衍後代嗎?可我們知道,對於大部分生物來說,他們的後代都是父母雙方特徵的混合,並不是某一個父輩的完整拷貝,從生物個體的角度來說,它只要死了,這份拷貝就永遠消失了。其次,生物個體也不符合穩定這個標準,因為既然每個生物都只有自己這一份拷貝,而且這份拷貝的壽命很短暫,無論生物如何適應大自然,它都會衰老、死亡,相比於漫長的進化歲月,生物個體短短幾年到幾十年的壽命根本來不及讓大自然進行挑選,所以個體是不適合作為自然選擇的基本單位的。
那到底是什麼符合標準呢?有一個東西像沙漠中的金字塔,歷經時間流逝,仍然保持了最初的模樣,這就是20世紀中葉,人們在生物體內發現的遺傳信息的基本單位,也就是基因。基因最重要的特點恰好是穩定。高中生物我們學過,基因主要分布在染色體上,除非是發生了基因突變,否則無論細胞如何分裂,基因都只是挪動了在染色體上的位置,自身沒有被破壞,因此隨著生物體的繁衍,基因會從上一代的個體移居到新一代的個體身上,一代代地遺傳下去,最終存活上千萬年甚至上億年。這麼長的時間,足夠自然選擇發揮作用,篩選出那些適應力更強的基因了。
理論上說得通,那麼這套說法有什麼證據嗎?道金斯還真就列舉了不少很難反駁的例子。比方說,按照傳統觀點,如果大自然的優勝劣汰是為了篩選出更優秀的生物個體,那麼經過千百萬年的進化後,生物的生存能力應該越來越強,結果就是壽命越來越長,直到出現能夠永生的生物,可是為什麼到現在,絕大多數生物還都會死亡呢?在道金斯看來,這恰好說明了大自然是在篩選優秀的基因,而不是優秀的生物個體。對於生物來說,它的最優選擇當然是活得越長越好,可對於基因來說,它所寄居的生物體能活多久並不重要,最重要的是趁生物還活著的時候,藉助它的生殖過程,將自己的拷貝儘可能多地擴散出去,只要繁衍出了攜帶自己拷貝的大量後代,那麼這個基因就成功了。如果我們把生物比作一條船,把基因比作這條船上的乘客,那麼基因一直以來所做的事情,就是趁著當前這條船還沒沉的時候,趕緊製造更多新船,然後跳到新船上去。
上面這個是宏觀層面的例子,在微觀層面,也就是細胞層面,道金斯同樣找到了支持自己假說的證據。我們知道,有性生殖的生物,體內的每個普通細胞都會包含兩套完整的遺傳物質,在生殖過程中,位於這兩套遺傳物質相同位置的兩個基因,會各有50%的概率通過減數分裂進入精子或卵細胞。正常的減數分裂就像一個絕對公平的抽獎,每個基因和它在另一套遺傳物質裡的對手都有相同的機會複製給下一代,然而基因的本性是自私的,為了儘可能地增加自己勝出的機會,基因會想盡一切辦法,甚至不惜對減數分裂做手腳,讓自己有更大的概率進入生殖細胞。
咱們就拿老鼠體內的 t 基因來舉例。這個 t 基因本身對老鼠的生存有很大的危害,當老鼠的兩套遺傳物質裡只有一套攜帶 t 基因時,是健康的,可當兩套遺傳物質都攜帶 t 基因時,老鼠就會死亡,所以對老鼠這個物種來說,t 基因肯定是越少越好。然而 t 基因自己也想活下去,如果你檢查一個攜帶了 t 基因的雄性老鼠的精子,會發現 t 基因作弊了,95%的精子都攜帶了 t 基因,只有5%的精子包含正常的基因,這就讓雄性老鼠的後代有相當高的概率也攜帶 t 基因,並用最快的速度在一個老鼠種群裡擴散,最終造成整個種群瀕臨滅絕。儘管這個例子有些極端,但證明了生物和它的基因之間的利益並不總是保持一致的,基因會優先考慮自己的利益,對宿主也就是生物的利益則毫不憐惜,這正是自私基因假說在分子生物學層面的一個有力證據。
可能有人會問,自私基因假說除了標新立異,有什麼實際意義呢?為了回答這個問題,道金斯在書中列舉了大量自然界的奇妙現象,這些現象只有使用自私基因假說才能得到更合理並且經得起檢驗的解釋。咱們接下來就分別從昆蟲、脊椎動物和人類當中各找一個例子來說。
我們先來看一個社會性昆蟲的例子。
我們比較熟悉的社會性昆蟲,包括蜜蜂、螞蟻和白蟻,它們都有一個相同的特點,就是每個群落的所有成員都是一母所生,這個母親通常也被稱為女王。女王不幹活,它唯一需要做的事情就是繁殖後代。這些後代裡,雄性負責交配,雌性則會分化為不同的類型,有的負責尋找食物,有的負責養育後代,還有的負責防衛和戰鬥,這些各司其職的雌性昆蟲統稱為職蟲。很早的時候,人類就發現這類蟲子有著嚴格的等級劃分,女王高高在上,奴役子女來滿足私慾,職蟲們則顯得非常無私,不僅任勞任怨地工作,必要的時候還會犧牲自己。那麼職蟲表現出的這種無私是真的嗎?道金斯認為,這其實依然是自私的基因偽裝出來的假象:職蟲不僅不是女王的奴隸,恰恰相反,職蟲們是在主動餵養有生殖能力的女王,驅使女王提高繁殖力,從而更好地複製自己的基因。
讓我們來看看這是為什麼。首先,無論蜜蜂還是螞蟻,女王一生都只會與一隻雄蟲交配一次,然後把這隻雄性配偶的精子存儲起來,在今後漫長的歲月裡,根據實際需要隨時取用。之後女王不斷產卵,那些受精後的卵發育為雌蟲,雌蟲中的絕大部分今後都會變成職蟲,而未受精的卵則發育為雄蟲。這種性別體系造就了一個非常奇特的結果:由於雄蟲是由未受精的卵發育而成的,因此只攜帶了一套遺傳物質,這套遺傳物質在交配的時候又被100%地傳遞給了精子,而女王攜帶了完整的兩套遺傳物質,因此每套遺傳物質只有一半的概率進入某個卵細胞。
道金斯在書中創造了一個叫做「親緣關係指數」的概念,它表示兩個親屬之間擁有某個相同基因的可能性。按我們剛剛說的,對於一隻從受精卵發育而來的職蟲來說,它和另一隻職蟲姐妹從父親那裡接收的遺傳物質完全相同,從母親那裡接收的遺傳物質有50%相同,那顯而易見,兩隻職蟲姐妹之間的親緣關係指數是3/4,而每隻職蟲與母親之間的親緣關係指數只有1/2,也就是說,職蟲姐妹之間的關係,比它們與母親之間的關係還要密切。
這是個非常重要的結論,它意味著職蟲姐妹們會團結起來,把它們的母親當做生育機器加以利用。於是女王就被職蟲所影響,儘可能地多生職蟲,由於職蟲是雌性,所以最後反映到子女的性別比上,雌雄比例高達3:1。而這個比例也和動物學家根據理論推算得到的性別比完全吻合,證明社會性昆蟲的女王實際上是被職蟲,更準確地說,是職蟲體內的自私基因所奴役的。
自私的基因在昆蟲這裡可以解釋通,那我們來看高等一些的生物,脊椎動物。
我們來說說動物種群的計劃生育。計劃生育這個詞想必大家都不陌生,可知道自然界也有計劃生育的人恐怕就不多了。那麼自然界的計劃生育是怎麼來的呢?社會學領域有一個大名鼎鼎的馬爾薩斯定律,這個定律是說,在不受幹預的狀態下,人口是按照幾何級數增長的,而一旦人口超出資源所能承受的極限,多出的人口就會被消滅。這條規律不僅適用於人類,也適用於各種動物種群。動物學家觀察到,像旅鼠和加拿大山貓這樣的種群,因為沒有辦法控制自己的數量,結果在資源豐富的時候就會瘋狂繁殖,如果資源消耗一空又會大批餓死。不過,除了它們之外,更多的動物種群掌握了主動調節成員數量的方法。
我們如果觀察自然界的一些鳥類,會發現當種群成員數量不多時,它們會孵育更多的子女,而當種群過分擁擠時,它們又會主動減少自己的孵蛋量。這是怎麼做到的呢?英國動物學家瓦恩-愛德華茲認為,這些鳥類在面對資源緊張的情況時,會為了整個種群的利益,而主動限制自己生育小孩的數量。可這很難說得通,因為這種願意主動犧牲的鳥類,一定會因為後代數量的不足,被那些更願意生育的同類所替代。道金斯認為,只有自私基因假說才能解釋這個現象。前面提到過,自私基因假說認為,自然選擇只會在基因水平發生,動物任何時候都只需要讓自己攜帶基因的利益最大化就夠了。不過對於基因來說,儘管理論上子女越多,這個基因就越成功,可養育子女又非常辛苦,比如說雌性大山雀,白天平均每三十秒就要飛回一次鳥巢給雛鳥餵食,顯然,如果雌鳥把有限的食物和精力分配給了太多的子女,結果能夠存活長大的子女反而會更少,所以養育多少子女其實是個需要精打細算的活兒,太少不行,太多也不行。所以,基因肯定有什麼方法能控制鳥類識別自然界裡的種種信號,讓它們能判斷,在當前的資源條件下,到底生多少子女才是最合適的。
科學家發現,不同鳥類的判斷方法各不一樣。比如群居的歐椋鳥,對於雌性歐椋鳥來說,種群成員的數量可以通過棲息地鳥類鳴叫聲的大小來判斷。也就是說,雌性歐椋鳥一旦發現棲息地裡的鳥類叫聲特別大,它就會認為種群成員數量太多,有發生饑荒的徵兆,於是就會減少自己孵蛋的數量,反之則會增加。那這個說法靠不靠譜呢?科學家專門設計了一個實驗,分別給兩群同樣處在生育期的歐椋鳥播放兩組不同的錄音,第一組錄音是非常洪亮的歐椋鳥鳴叫聲,第二組錄音裡鳴叫聲非常稀少。結果毫不意外,聽到洪亮鳴叫聲的那組歐椋鳥的下蛋數量,要明顯少於另一組。
沿著這個思路前進一步,還可以完美解釋自然界的另一種現象。動物世界欄目裡經常出現鳥類集結成群,烏壓壓一片飛過沼澤地的畫面。長期以來,人們一直不明白鳥類為什麼會故意聚集在一起,然而我們現在知道,很多鳥類是通過其他鳥的鳴叫聲來調整下蛋數量的,所以為了讓自己能多生蛋,讓其它同類少生蛋,自私的基因一定會向對手裝出種群密度很高的樣子,於是每隻鳥都儘可能地聚集在一起大聲鳴叫,從而幹擾其它鳥的判斷,最終讓自己佔據更多資源來生育後代。所以說,儘管計劃生育看上去是個體通過自律為整個種群做出的犧牲,可它的背後仍然是基因的自私行為。
我們最後來看看,自私基因假說在人類當中適不適用。
我們說,父母之愛是最深的,其次是兄弟之愛,然後是其他親戚的關愛,而不同的親戚血緣關係有遠近,表現出來的關心程度也會有很大的差別。道金斯認為,這個和基因的自私也有關係。還拿我們剛剛說的親緣關係指數來說,就是兩個親屬之間擁有某個相同基因的可能性。那麼,父母和子女的親緣關係指數是1/2,兄弟之間的也是1/2,但考慮到可能存在同父異母或同母異父的情況,所以兄弟之間的平均指數會少於1/2,所以對每個人來說,父母比兄弟親。至於一個家族裡的第三代堂兄弟之間的親緣關係指數,則低到了1/128,接近於陌生人水平。這種親緣關係指數的差別,剛好和人類面對不同血緣關係親屬的親近程度保持了完美的一致,說明生物之間的親情其實也受到了自私基因的調控。
可如果真是這樣,那大自然不就只有自私自利,以及各種偽裝成無私的自私自利了嗎?很多對道金斯觀點的批評,也正是由於這個原因,他們認為自私基因假說和人類的經驗不符,至少人類社會就存在很多高尚的道德行為。道金斯在書中對這些批評進行了回應,他所使用的工具,就是大名鼎鼎的博弈論。
熟悉博弈論的朋友對「囚徒困境」這個詞肯定不會陌生。囚徒困境有各種不同的表述版本,用最簡單的話來說,它就是個單次博弈,在一場比賽中,兩個玩家如果同時選擇合作,那麼雙方都會可以得到獎勵;如果同時背叛,那雙方都會受到懲罰;但如果一方選擇合作、另一方選擇背叛,那麼背叛的那個人會得到比雙方合作時更高的獎勵,而被欺騙的另一個人卻會受到比雙方同時選擇背叛的情況下更嚴重的懲罰。所以在這種遊戲規則下,不論對手打算怎麼選,每一個遊戲參與者的理性選擇都是背叛,這樣吃虧最少。
在動物社會裡也是一樣,基因本性裡的自私會讓生物之間的單次博弈陷入到囚徒困境中,不過幸運的是,自然界充滿了大量不固定次數重複博弈的情形。比如說,大猩猩相互整理毛髮、鳥類給同伴去除寄生蟲等等。根據美國政治科學家羅伯特·阿克塞爾羅德的研究,在這種情形下,喜歡欺騙對手的策略很容易在佔了一兩次便宜之後迅速失敗,最後真正能夠勝出的,絕大部分都是偏向於寬容和善良的策略。
那什麼策略最好呢?排名第一的是針鋒相對策略。這個策略有兩個特點:第一個是以牙還牙,當對手選擇合作時,這個策略也會合作,而一旦被對手背叛一次,下一次博弈時就會毫不留情地背叛對手;它的第二個特點是不記仇,即便是被欺騙過一次,只要以後對手乖乖合作,那麼它也會繼續選擇合作。這個策略非常簡單,對動物記憶力的要求也非常低,只需要動物記住對方最近一次怎麼對待自己就可以。而且,它又是非常有效的進化策略:在針鋒相對佔主流的情況下,生物之間可以產生穩定的互利行為,習慣背叛的生物則更容易被淘汰。
同樣地,為了驗證這個結論,道金斯在書中也列舉了不少例子,其中最典型的是清潔工魚。清潔工魚是一類魚和蝦的總稱,它們的共同特點是為其它體型龐大的魚類清除牙縫和魚鰓裡的寄生蟲。大魚得到了清潔,而清潔工魚則獲得了食物,這就是一種典型的互利行為。但參與其中的雙方並不是毫無風險,對於清潔工魚來說,它的最大風險是被大魚當做食物給吃掉;對於大魚來說,它也需要防止一些小型的食肉魚類冒充清潔工魚進入它的鰓部,狠狠咬下一塊肉之後逃之夭夭。為了避免這些風險,清潔工魚進化出了特殊的花紋和遊泳姿態,方便大魚去識別,而大魚為了躲開詐騙的小型食肉魚,會選擇去有清潔工魚活動的固定地點做衛生。地點一旦固定,雙方又有可以被對手識別的顯著特徵,那麼一個不固定次數重複博弈就順理成章地形成了,這就是清潔工魚這種穩定利他行為可以長期存在的根本原因。所以你看,利他行為並不是一種偽裝,它同樣被編碼進了自私的基因裡。
最後咱們總結一下:首先,作者破除了人類以自我為中心的幻覺。作者指出,人類和其它生物一樣,都只是基因的載體,生物體的存在只是為了更好地複製和傳播體內的基因而已。在一些極端情況下,基因為了傳播自己甚至會傷害攜帶它的生物。這就是自私基因假說。其次,自私基因假說為我們開啟了認識大自然的全新視角。在這個假說的幫助下,我們對自然界的計劃生育等複雜現象可以給出更加簡潔優美的解釋。最後,作者認為,儘管基因是自私的,但這並不意味著大自然裡只能充斥各種自私自利的行為。這是由於自然界有著大量不固定次數重複博弈的情形,在這種情形下,自私的基因也可以進化出利他行為。
感謝你能看完我的這篇文字,你就是我在找的有識之士,點下關注對你來說是件小事,慶祝我們的緣分始於今日。