俗语说,“龙生九子,各有不同”,又云“种瓜得瓜,种豆得豆”。更有幽默的网友晒出宠物妈妈生下的几个毛茸茸幼崽的图片,毛色一个比一个浅淡,仿佛生着生着没“墨”了。这些俗语萌图都恰巧提示了遗传学中亲代与子代、子代与子代之间的关系问题——遗传和变异,即亲代与子代的相似和不相似的现象。
遗传使得同一物种只能繁育出同种的生物,变异则是在世代传递过程中出现的差异,不仅子代与亲代存在差异,子代之间也存在差异。遗传与变异是生物生存与进化的基础,遗传维持了生命的延续,没有遗传就没有延续的生命和相对稳定的物种;变异使物种推陈出新,没有变异就没有物种的形成与进化。所以说,遗传与变异造就了生生不息、形形色色的大千世界。
具体来说,遗传就是亲代将撰写了自己生命信息的数据库,做了几个“拷贝盘”分发给子代,让子代形成和自己在主要参数上高度类似的“副本”,相当于亲代把自己复制了好几份。这种“拷贝盘”被称为“遗传物质”,对于地球上的生物来说,这种“遗传物质”是一类脱氧核糖核酸(DNA)和一些核糖核酸(RNA)。这些核酸指导了蛋白质的合成,而后者又是生命的物质基础,是一切细胞、组织的重要组成成分。变异则来源于拷贝过程中出现的bug(意为隐错,程序缺陷等),而这些bug又可以传递下去。简而言之:遗传可以发生变异,发生的变异又可以遗传。
17世纪,英国博物学家达尔文,综合了他在环球考察中对具体物种遗传变异的证据和线索提出了“进化论”,并出版了《物种起源》。他提出,首先,物种是可变的,生物是在不断进化的;第二,所有的生物都是共同祖先产生的;第三,自然选择是生物进化的动力,生物体生存空间是有限的,物种必须经过艰苦的“生存斗争”才能留存;第四,物种的进化是渐变的,小的突变可以积累成大的变异再形成新物种。按照达尔文的理论,现有的生物是经过漫长的突变积累和环境选择而演化成的。
百年来达尔文收获了大批的粉丝和敌人,有的支持者认为他把生命从某些宗教的神创论中解放出来,把变化的自主权还给了生命本身,因为他提出人类是由类人猿先祖进化而来。还有的支持者认为,进化论使人类意识到自己并不“优越”,只是自然演化的一环,对构建人与自然和谐的生态文明社会很有意义。反对者则对进化论提出了许多质疑。
当然,目前还有达尔文的进化论解决不了的问题。比如,现有物种如果是漫长进化来的,它们原先是由许多个不同的祖先分别进化来的,还是由同一个祖先开枝散叶进化来的呢?如果是同一个祖先,那么地球上最初的生命是怎么起源的呢,是自发生成的还是有什么智能体“播种”的呢?如果缓慢进化是事实,为什么许多化石证据都找不到物种从低级向高级进化时的中间状态呢?
生于17世纪的达尔文回答不了这些问题。
和生物体的遗传和变异类似,遗传和变异的理论——进化论,也在人类的讨论中被继承、挑战和改变。
(贺 光)
贺 光
贺光,医学遗传学博士,上海交通大学研究员,博士生导师。上海市青年科技启明星,上海市医学会医学遗传学专科分会候任主任委员,中华医学会医学遗传学分会委员。主要从事精神神经疾病发生机制以及药物基因组学研究。