1702248181
1702248182
1702248184
贪婪的大脑:为何人类会无止境地寻求意义 激发基因活力的其他途径
1702248185
1702248186
要想获取有用的新思想以保持DNA序列的活力,或者调整学习速度以更准确地反映现有信息是否有误,方法不止基因突变、性繁殖和死亡三种。
1702248187
1702248188
简单的有机体可以利用很多方法使自身更好地生存与繁衍,其中最简单的方法就是将一段基因编码移到其他地方。毕竟,如果大部分编码能反映有用信息(很可能这些编码已经制造出了一个功能性蛋白质),那么它们转移到另一基因组就能够创造出更有利的蛋白质。这种方法比基因字母一个一个艰难地改变排列更有效,可以很快产生有用的思想。当然这种编码移动也可能导致灾难性的后果,但也有可能向有利革新的正确方向发展,如果成功,就向革新前进了一大步。
1702248189
1702248190
混合DNA编码信息的方式很多。转座子(transposons),或称作跳跃基因,是一整段基因编码,可以在基因组内从一个地方跳转到另一个地方。
1702248191
1702248192
跳跃基因的来源与行为都很神奇。有些跳跃基因可能是存在于一个生命体内的另一种生命形式,在结构密集、双股缠绕的DNA链上可能会出现某些有利于生存和繁衍的基因。就像一个有机体经过几代的演化摸索得到能够更好反映环境的“信念”,这些跳跃的DNA编码片段也是经过演化形成的,由一系列的DNA字符组成。如果这些跳跃基因产生致命错误,影响宿主(即有机体)的功能,它们就会被淘汰;如果它们能对有机体产生任何有利影响,那么它们存活下来的机会就很大。
1702248193
1702248194
在这些可能会被理查德·道金斯(Richard Dawkins)称为“微型复制机器”的跳跃基因中,有大部分是病毒入侵的残存物。如果这些跳跃基因真能形成某一生命形式,那么病毒很可能就是地球上最成功的有机体。病毒的数量超过所有有机体的数量总和,很可能在生命体产生的时候病毒就存在了。病毒只有在进入宿主细胞内才能进行复制,也正是因为这个原因,一般不将病毒归入有机体范围。人类与细菌的关系是矛盾的:虽然我们知道有些细菌是有害的,甚至有致命危险,但是我们的消化系统却需要细菌帮助消化食物。事实上,在我们每一个细胞中都存在的线粒体就起源于一种入侵的细菌(线粒体能为细胞活动提供能量)。而我们与病毒的关系则不同,我们讨厌病毒,因为病毒只会使我们生病。但也许我们不应该草率下结论,病毒也可能对我们有利。
1702248195
1702248196
病毒虽然形体比细菌还要小,但种类繁多,是地球上最有创造力的复制机器。病毒适应性很强,以流感病毒为例,我们每年都要受流感病毒感染。而细菌(病毒的近亲,比病毒单调,但结构比病毒稳定)要花几十年时间才能产生抗生素抗性。流感病毒每年都发生变异,变得越来越危险,能更有效地感染我们。从某种意义上说,流感病毒特别聪明,特别有创造力,但这仅仅是因为流感病毒基于RNA的基因组极不稳定的原因。由于变异以及被感染者产生免疫力,流感病毒原先的基因组不再发挥作用。而有着新基因组的流感病毒又能够感染我们,效果与一种新病毒一样。
1702248197
1702248198
关于侵入有机体内的病毒有两点要补充说明。从一个角度看,病毒只是利用新发现的信息,找到一个更理想的宿主。但从单个基因及其面对的进化压力的角度来看,结论会稍有不同。如果这一单个基因确实能反映有用的信息,而它很可能被一堆糟糕的“想法”包围着,携带它的病毒也马上要消亡了。此时,如果这个病毒变成一个新的混合的生命形式,如变成一个细菌DNA编码的片断,这一变化很可能使这个的基因存活下来,其有用的“想法”也得以保存下来。
1702248199
1702248200
反过来说,作为宿主的有机体没必要强烈抵制这一可能含有有用基因信息的病毒,因为如果碰上恶劣的环境,某一两个基因可能会使有机体存活下来。这种DNA信息的种间转移为有机体进行实质性的革新提供了可能,产生新的信息使有机体在艰难动荡的环境中存活下来。
1702248201
1702248202
越来越多的证据表明,这种DNA的变动和转移是一种常见过程,发生在包括人类在内的所有物种身上,是成功进化的关键。其他种间基因替换是吸收新的基因信息的一种有效而危险的方式,到目前为止,进化革新最主要的来源是病毒。
1702248203
1702248204
在细菌体内经常发生病毒的DNA编码导入,而人类基因组也充满了病毒残余物(人类有50%的基因组由原始病毒残余物组成)。但是一些病毒入侵对我们极为有利,可以将其他物种的有用信息转移到我们体内,或者重组我们的DNA编码而产生新特性,比如早期哺乳动物的胎盘的形成就与病毒残余物有关。
1702248205
1702248206
基因混合发生在相似物种间,或由于病毒入侵产生。由此可推想,生命体的DNA编码之所以具有普遍性,原因之一是DNA能够促进不同来源的新基因信息的导入。如果真是这样,那么我们会发现,尽管外部世界的斗争从不间断,而且很残酷,但整个生物圈为了优化内在的基于DNA的“想法”而进行奇怪的合作。
1702248207
1702248208
1702248209
1702248210
1702248212
贪婪的大脑:为何人类会无止境地寻求意义 合作和不同层次的信息处理
1702248213
1702248214
科学家知道宇宙并不是由无数不相关的事实构成,他们努力探寻深层模式,即信息的组成要素与总体信息结构之间的关系。相互关联性具有普遍性,而且高度分层。比如,夸克相互结合形成亚原子粒子,亚原子粒子结合形成原子,原子相互结合形成分子,分子相连形成蛋白质,在细胞机制作用下蛋白质之间相互作用,细胞在人体器官中发挥着特定的作用,而这个人是一家全球性公司的某部门员工,该部门位于某一地区的大楼内,该地区在某一国家内,该国家在地球上,地球围绕太阳转,太阳是银河系的一部分。
1702248215
1702248216
人类运用无与伦比的智慧探索、解释信息结构。信息处理是所有生命体的本质特性,其主要任务之一就是反映细胞的结构及不同层次的意义。
1702248217
1702248218
进化生物学家理查德·道金斯提出了著名的“自私的基因”学说。根据道金斯的理论,基因是进化的核心,宿主通过复制将基因传给下一代。这里的宿主指的是有机体,按照道金斯的说法,称为“生存机器”。有机体降级为基因的载体,每个基因在进化过程中都是一个自私的幸存者。这一学说有大量的事实支持,很有说服力和影响力。
1702248219
1702248220
然而在很多基因组中,“真正的赢家”是那些比基因低一个级别的DNA(道金斯对基因的定义与一般的基因定义不同,他将那些自私的非编码DNA也称为基因)。一般来说,那些不参与蛋白质编码的DNA序列不归入基因一类,而称为自私的DNA。这些自私的DNA隐藏在基因组内疯狂地进行复制。例如,我们每个人有近100万个黄色节杆菌元素[1],占了人类基因组的10%,但这些DNA序列不参与任何蛋白质编码。没有一个有机体愿意支持这种过度的、自私的复制行为。但这些微小的DNA序列成功地隐藏在染色体中,很难被发现。
1702248221
1702248222
进化关注的对象不仅仅局限于基因及非编码DNA。达尔文的自然选择理论将有机体作为一个整体来考虑,这一角度同样适用于进化问题的探讨。进化关注的不仅仅是生物体基因组中个体基因的总和,还包括基因之间以复杂的方式相互作用而产生的任何基因信息。例如,人类大脑就需要几千个基因进行无比复杂的合作才能运作。
1702248223
1702248224
有时一些纯粹自私的基因会妨碍宿主的生存。人类很容易产生基因紊乱,我们能够生存下来着实不易。实际上,如果某一自私的基因在有机体生命早期确实对有机体产生不利的影响,有机体会在繁殖之前死亡,而这一基因也会消亡。那些对有机体有利的基因很可能会一直遗传下去。因此,基因也存在压力:在自私的同时又要以一种高明的方式参与合作与调节,以确保有机体发展。
1702248225
1702248226
但是,每个人看问题的视角不同。我总觉得,这种认为个体基因通过遗传给后代的方式而继续存活下来的观点,从进化的角度看遗漏了什么。关于进化的一种更简便的描述是,各种有关生存的“想法”之间存在激烈的竞争,那些能更准确反映事物的“概念”可能会继续存在(这种描述带有过度概括的倾向,同样适用于科学领域和资本主义)。这种观点与“自私的基因”理论有一点相同,即都认为有机体可能仅仅是某种更重要的东西借以存在的跳板。尽管如此,这种以“想法”为中心的定义适用于所有进化现象,也适用于存在不同“想法”之间竞争的任何情况,而这点对生物进化至关重要。
1702248227
1702248228
这两种观点的另一个区别是:“自私的基因”理论认为基因能够抵制任何形式的变化,而以“想法”为中心的观点则认为基因乐于改变自身编码,只要能获取更好的思想(包括一系列基因共同反映的思想)。道金斯认为,基因突变率的控制是单个引发突变的基因不希望其他基因改变身份的自私的表现。与之形成强烈对比的是,进化将内在的“想法”摆在首要位置,这表明所有的基因都愿意改变身份,如果它们自身的“想法”明显落伍了的话。这种对基因突变率的控制,方式直接,是对严峻压力的一种反应,也是一种增加革新机会的可靠策略。
1702248229
1702248230
少量的“想法”逐渐积累形成高一级的“概念”,是进化的一个重要特征。如果一个人不能将事物的各项基本特征综合起来,形成整体概念并进行归类(比如他的记忆中只是些诸如“黑色”、“一个圆点”之类的简单的想法,而不是诸如“计算机”、“水果”之类的整体概念),那么他对事物的了解是支离破碎的。同样道理,一些简单“想法”可能只需要简单的基因进行运作就能产生,另一些复杂的、更有用的“内在信念”(blind beliefs)需要几百个基因共同作用才能形成,而更高一层次的“概念”甚至需要很多有机体共同作用才能形成。有趣的是,这些由低层次的成分构成的较高级的“想法”也会有进化压力,因为那些复杂的“概念”更为准确、聪明、强大。
[
上一页 ]
[ :1.702248181e+09 ]
[
下一页 ]