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1700266368 尽管从相反的意思来诠释,基因理论并不是一种“机械论者”的理论。基因和细胞一样,它就像化学物质或物理物质那样容易理解,或者说和有机体本身一样好理解。……如果我想要一个活的染色体,也就是唯一起作用的染色体,没有人可以提供给我,除了把染色体所在的活的环境也一并给我,也就是给我一条活的胳膊或腿。功能相对性学说同样也适用于基因,就像身体的任何器官一样,它们只有和其他器官联系在一起,才能够生存并起作用。因此生物学理论的最终归宿把我们带回了开始的地方,带到了被称为生命或精神的一种力量面前,这些生命或精神并不是唯一的,而且每一个都是独特的,它所展现出来的也是独特的。这明显是对传统观念的摧毁。这不仅是错误的,而且是毁灭性的、完全令人震惊的错误。它的错误之处还很有趣,而文特尔是告诉我们它错在哪里的最佳人选。
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1700266372 克雷格·文特尔:我感觉这像是一个小测验(文特尔笑着说)。理查德·道金斯写的《自私的基因》对于当代生物学的思想影响甚多。我从没告诉过他,其实我一开始并不喜欢他的书,但是后来这本书却成了我非常喜欢的一本。我曾尝试从基因组的视角来观察世界,我发现基因组就是把各种基因的集合放在一起,然后就生成了一个物种。但是,当在全世界范围内探索生物学的多样性时,我们获得了越来越大的基因集合。我们现在有一个数据库,差不多收集了1 000万个基因,今年这个数字也许还会翻倍,达到2 000万。
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1700266374 所以,我们人类只拥有大约22 000个基因,我们代表了这个星球上利用基因的一个少数群体。后来,我开始从基因的视角看待世界,部分原因在于我们现在开始进入“设计阶段”。我把基因视作未来的设计组件,而不只是当作生物学的有趣元素。我现在把基因组当作基因的有趣组合,但是我们有无数种组合方式,去创造未来的生物机器。所以辛格的说法是不对的,染色体是可以独立存在的,基因也可以独立存在。它们甚至还可以独立地到处游走。
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1700266376 在2007年,我们从一个细菌物种身上分离出一个染色体,并且将它移植到另一个细菌上。但是接受移植的细菌对象的染色体却被毁坏了,这个细菌物种原来所有的特征都没有了,而转化成被那个新染色体控制的物种。这有点像是一个终极试验,它证明了染色体是生物学的信息,而且染色体控制了一个细胞的行为,或许也决定了细胞的功能。这是有能力设计生命的一个前兆,即通过观察单个基因去建造合成分子。我们现在有的基因家族里,有3万~5万个成员会发生自然变异,而且在现代社会里寻找解决之道,我们还有关键难题要克服。
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1700266378 我们正在关注的第一种应用方向就是,试图找到制造燃料的替代方式,而不是找到更多的燃料。我们现在已经有了生物多样性,我们有数千种有机体,也许有数万种有机体,我们可以从日光中获取能量,从环境中获取二氧化碳,再从二氧化碳中固定碳分子,从而创造出潜在的燃料,天然气,像甲烷。当我们把细胞视作机器时,就开启了在未来用基因设计作特殊用途的路径。所有这些进展都否定了辛格那句话。
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1700266380 理查德·道金斯:这不仅表明,你可以挑选一个染色体并把它放到其他地方。它完全就是信息,你可以把它放进一本打印的书里;你可以把它上传到互联网上;你可以把它放在磁盘里储存一千年,然后在这一千年里,等我们掌握了相应的技术,就有可能重新构造出现在这里任何活的有机体。在分子信息革命之前,这些事情完全是做梦都不敢想的。
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1700266382 目前已经实现的是,基因已经成为了信息技术的一个分支。它是纯粹的数据信息,也就是它能以数据为单位,或以字节为单位,转化成任何其他种类的信息,还可以重新转化回来,这是一场重大的革命。我认为,这可能是我们对自身理解的全部历史里,唯一的重大革命。这有可能会使达尔文受到冲击,而且我敢肯定达尔文也会很热爱这场革命。
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1700266384 克雷格·文特尔:好吧。我们还可以谈谈在过去这些年里,我们一直在数据化生物学这件事。当我们解码基因组,包括给人类基因组测序时,那就是从生物学的模拟世界进入计算机的数据世界的开端。现在,我们第一次可以朝另一个方向迈进了。有了合成基因组学和合成生物学,我们正在开启那个纯粹的数据世界。从计算机里取出序列,并利用装在瓶子里的4个原始化学物质,我们就可以在实验室里造出一个染色体,这个过程遵循两种设计方法:要么复制数据世界里的内容,要么提出新的数据版本。在某种程度上这就像是开玩笑一样,但我可以证明,这是实际上行得通的唯一一种纳米技术。生物学是终极的纳米技术,而且它现在可以从数据的角度被设计和重构。
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1700266386 理查德·道金斯:也有人对这种科学感到不舒服。他们有时称之为科学主义,而且在一定程度上怀疑这是自负,“玩弄上帝”这个标签就这样被拿出来了。我并不觉得这其中有任何问题,但我认为有些事我们还是要严肃对待的。不过我确实有一个问题就是,不仅是你们所做的有些事情,而且是很多人在做的一些事情,有可能会产生未被预见的特殊结果。我怀疑“玩弄上帝”这个词,实际上有点像是喊“狼来了”的那个男孩,因为很明显,指控一位科学家玩弄上帝是愚蠢的。但其不明显的愚蠢之处在于,指控一位科学家通过做某些不可逆转的事,而置地球的未来于危险境地。我们也许会变得习惯于避免遭到“玩弄上帝”的愚蠢指控,而忽视了真正的危险。你认为这可能是一件危险的事情吗?
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1700266388 克雷格·文特尔:这是我们正在面对的现实生活中的危险。我已经论证过,为了我们物种的生存,我们现在是完全依赖于科学的。在某种程度上,今天的科学不得不去克服以往的科学突破。因为我们已经拥有了先进的内燃机;因为我们如此精通于燃烧那些从土地里挖出的碳;我们盲目地这样做,完全没有考虑到后果,这可能会彻底影响这颗星球的未来。
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1700266390 我们可以不用那些从土地里挖出来的碳,使用可再生资源替代,而我们拥有的最好的可再生资源就是太阳能。每天太阳有超过1亿兆瓦的能量到达地球,我们完全可以利用这巨大的资源。我们拥有细胞,可以反过来从环境中获取碳。最后证明,就碳而言,从化学和生物学的角度来说,我们可以在实验室制造出任何我们从土地里获得的东西。我们可以创造出辛烷、柴油机燃料、飞机燃料和丁醇,以酒精为例,因为只要通过简单的发酵就可以得到,人类会永远这么做。
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1700266392 上述那些观念要经过很长时间才能被人们接受。人们更关心的是,比起我们现在所采取的潜在的灾难性方法,生物工程可能会带来新的破坏,而现有的这种方法已经对大气层造成了伤害,甚至也许会使得我们和其他物种不能生存下去。现在的方法才是一个更加危险的实验。
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1700266394 理查德·道金斯:我是不是可以把你说的理解为,我们从土地里攫取能量(石油和煤),就是上百万年里所有那些抵达地球的太阳光的能量,它们遗留在石炭层被存储了起来。而有了你们现在研究的生物技术,就有可能获取到空中兆瓦级的能量,并且在当下就利用它们,而不是让它们储存上百万年后再从地底下被挖出来?我理解得对吗?
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1700266396 克雷格·文特尔:完全正确。我们燃烧石油和煤炭,就是在利用上百万年里压缩的生物学,我们经年累月地燃烧,又将燃烧废物排放到大气层里。我们可以采取相反的做法,重新获取一些二氧化碳。只需要利用每天抵达地球的1%的太阳光的能量,就可以取代我们现在所用的燃料,取代我们所有交通要用的能量。但是这并没有重大的进展,因为没有动力驱使我们去这样做,过去石油很便宜。渐渐地,石油资源变得匮乏,人们开始急切地寻找替代能源,然后石油的成本又降下来了,我们经历了这个循环,现在已经是第二次经历了。事实上,这才是我考虑最多的问题。石油的价格就掌握在几个人手上。如果真的有替代能源出现在市场上,石油的价格就会被人为地降到一个很低的水平上,从而反过来扼杀了那些至关重要的新行业。从政治的意义上说,未来的路就是,必须对不可再生的碳燃料征收二氧化碳税,从而激励人们不去燃烧碳燃料。小布什政府都意识到,我们身处气候变迁的环境里,正是因为将二氧化碳排放进大气层。如果连他们都能理解这一点,那么世界上其他人也能理解。
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1700266398 约翰·布罗克曼:在“生命:这是怎样一个概念啊!”那场讨论会(即上一篇文章)上,弗里曼·戴森挑战了道金斯的说法,他说,现在进化又回到了共有的横向基因迁移的前生物阶段,进入了他称之为“达尔文时刻”的间歇阶段。道金斯在一封电子邮件里对此进行了反驳,那封邮件读起来实在令人兴奋。在这我要引用的其中一句话是:戴森坚持认为,现在进化就是人造的,而非达尔文主义式的。是这样的吗?
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1700266400 克雷格·文特尔:所有进化都是基于选择的。作为一个物种,不论我们是否愿意,我们在一段时间以来一直都在通过改变环境影响进化的方向。现在我们是通过有意的设计来进化的,是以一种刻意的、有发展前景的、深思熟虑的方式,但是有意的设计还是不得不遵循选择。
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1700266402 当我们回头看曾经做过的实验,就是把基因组从一个物种移植到另一个物种身上,很多人出于宗教的原因试图反对进化论,并且坚持基因点变异和选择模式这个说法最大限制了达尔文主义式进化,他们还论证了复杂性为什么不可能从实验中产生。但我们从染色体移植中看到的却是,我们可以在一瞬间在一个物种里获得100万个变化。这不仅是在实验室才会发生。回过头去看看历史,我们看到物种会进化就是因为拥有新的染色体。当它们获得一个新的染色体时,这就像是把一个装满软件的新驱动装进你的电脑里,它会立刻改变你做事的能力和鲁棒性。我们的细胞也能这样做。在我们的肺里,就有正在发生的达尔文主义式的进化。在这间屋子里的每一个人的肺里都有不同种类的细菌,因为当你们的免疫系统攻击那些细菌有机体时,它们的基因密码存在内置的机制一直发生细微的变异,从而创造出不同的蛋白质去对抗我们的免疫系统。
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1700266404 这就是由我们的抗体来作选择的例子,而且我们的生理一直在改变选择。我们在一直在改变对物种的选择,这也许可以选择出能够在二氧化碳更多的环境里生存下来的物种。当我乘船环游世界的时候,最令我们感到困扰的事情之一就是,我们所看到的海洋里几乎都有塑料垃圾。在整个环球航行中,我们没有看到任何没有垃圾的地方,没有看到一个完全未被污染的海滩。但是下面我们来说一个新环境:在印度洋发生了严重的海啸之后,当我们穿越印度洋时发现,那些被人类丢弃在海滩的拖鞋,变成了螃蟹的筏子。所以我们给螃蟹提供了一个新的栖居地,它们可以乘着人类的拖鞋在海洋里飘游。我们相当强烈地影响了我们星球上的进化。我想说的是,我们需要经过深思熟虑再去做改变。
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1700266406 理查德·道金斯:我想回到布罗克曼提到的弗里曼·戴森的那句话。我其实并不是完全不赞成他的观点。我唯一不赞成他的一件事就是,他谈论的自然选择就像是说,尽管曾经自然在不同物种之间进行选择,但是现在自然已经不再做选择了。但是,他所说的最有趣的一点是,在一个相当早期的进化阶段,那个进化阶段更加开源,细菌以一种不加选择的方式进行复制和利用信息,而这正是我们现在能够做的,既利用像文特尔这些人所做的基因信息,也有其他种类的信息:文化的信息。
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1700266408 所以这里有一个有趣的含义,就是这个进化阶段依然处于戴森称为达尔文阶段的中间过程,而他说的达尔文阶段的真实含义是,就像我说的,通过性来完成信息交换的高度仪式化的阶段,这是与开源系统相反的仪式化,细菌依然在开源地进化,人类的生物技术现在也在这么做。我通过“仪式化”这个词要表达的意思是,在每一个世代里,确实有50%的雄性基因和50%的雌性基因放在一起去创造一个新的个体。现在,这是高度程式化的、仪式化的、彬彬有礼的基因信息交换的方式,这接替了细菌系统,形成了我们称为物种的概念,因为一个物种只不过是个体的集合,是这些个体参加了这个基因交换的“盛装舞会”。在更早期的不加选择的阶段,基因一直被随意乱放,在这个阶段被取代了之后,我们重新回到了一个新的不加选择的阶段。但是我不会一笔勾销戴森所说的达尔文阶段。这已经持续进行数十亿年了,并还将在我们周围持续下去,并不会理会人类现在所做的事情。
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1700266410 克雷格·文特尔:你还记得你曾用过“男生会犯的低级可笑的错误”(schoolboy howler)评论过戴森吗?
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1700266412 理查德·道金斯:我确实曾经用过这个词,但那是针对他所说的其中一点,他说自然选择是关于一个物种取代另一个物种的过程,这确实是一个低级可笑的错误。很多人都认为,达尔文主义式的选择意味着,一个物种灭绝了,而另一个物种就会兴起。这可不是达尔文主义式的选择,这是物种灭绝。这是完全不同的过程。
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1700266414 约翰·布罗克曼:我也要为戴森说几句话,他依然坚持他是正确的。在科学中,有一件有趣的事情就是,争议就是人们合作的方式,是他们推进思想的方式。通常这是很文明的。在这个案例里,大家也是相当和善的。德国的两大报纸,《南德日报》(Suddeutche Zeitung)和《法兰克福广讯报》(Frankfurter)都曾在专栏报道过这个事件。其中一份报纸上说,如果这场争论发生在德国的话,就会出现场面失控和拳脚上阵了。但是现在这里所有的听众看起来都如此冷静。
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1700266416 克雷格·文特尔:就道金斯所说的关于达尔文和进化最简单的概念,我想从中挑选出一个论点来讨论一下。事实上,我们在环境中所发现的正是对科学界而言最大的惊喜之一。大多数人预期只有一个优势物种。而我们曾发现有上千种、上万种具有紧密联系的有机体,基本上它们拥有同样的线性基因组(由于基因变异才出现后来大量不同的物种),但是没有一个占主导地位的有机体。对于这个紧密联系的有机体的共同体,也许其中没有有机体走向灭亡。或者说,如果它们之中存在灭绝的物种,那么就确实会有上千个有机体去取代灭绝的物种。
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