基因根本不会完全随机突变

2017-05-15 18:30:12癌图腾

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还等什么，就让我们从基因突变开始谈起吧。

基因根本不会完全随机突变

凯文·凯利

我们常说的「随机突变」（random mutation），其实并不能满足真正数学意义上的随机模式。基因突变的过程极其复杂，有多种途径，涉及多个系统。目前的研究表明，大多数自发突变是在修复受损 DNA 的过程中发生错误的。不管是损坏还是修复过程中的错误，不管它们发生在哪里、如何发生、什么时候发生，都找不出随机模式的存在，没有任何直接证据。「随机突变」只是一些非专业人士甚至生物教师持有的观点。

相反，有很多证据表明基因突变在模式上有不同的变化。例如，突变率提升或降低直接受到细胞数目增加或减少的影响，这点已经得到了公认。这些变异的突变率，既包括由生物体天敌和竞争压力所引起的突变，也包括由环境和非先天因素导致的突变。人们也发现，在突变已经发生过的地方，突变再次发生的几率更高，从而产生了一个突变热点簇——林林总总，都是非随机模式。

虽然我们不能说突变是随机的，但可以说存在一个主导的模糊不清的因素，就像是在掷一个灌铅的骰子一样。灌铅骰子不应该与随机性混淆，因为将时间拉长来看——也就是在进化的时间范围内，加权的偏置量将带来明显的后果。因此，我再次澄清：证据表明，机遇在基因突变中起主要作用，没有机遇就没有自然选择。但机遇本身不是随机的，而是诱导性的。它具有以下特点：多个约束、多点偏置、分簇成团、偏态分布。

那么，为什么随机突变的想法挥之不去呢？随机突变的假设在哲学上是必要的，它的出现是为了和获得性遗传（也就是常说的拉马克进化）的错误观点进行针锋相对的斗争，而后者更早出现。作为一个粗略的近似，随机突变还是当一个知识和实验的框架更好。但由于一直找不到直接的证据，现在已经到了可以将它抛弃的阶段了。

拉马克进化

尽管没有证据，这种与事实不符的观点还在不断地被重复，其中有几个原因。首先是担心非随机突变这个概念会被误解，甚至会被神创论者歪曲，反过头来攻击自然选择进化的事实和重要性。其次是如果突变不是随机的，而是有一定模式的，那么这个模式就在进化中创造了一个微观趋势。而鉴于生物进化不过就是微观作用累积而成的宏观作用，那么，这些微观趋势就在进化上留下了各种宏观趋势的可能性。危险信号在这儿就出现了！如果存在一种进化的宏观趋势，那么它来自哪里？走向何方？到目前为止，大家除了一致同意进化的宏观趋势将复杂性又提高了以外，针对相关证据所形成的共识还非常少。但是，任何与进化趋势有关的表述都与当代进化理论的信条相悖，所以，随机突变的假设仍在固守阵地。

只要不再坚持完全的随机突变，我们就能获得一些实际的好处。例如，将偏置量的突变这个观念应用到基因工程中去。我们可以更好地了解与疾病相关的突变的起源，并纠正它们。同时，借助这些新的发现，我们可以更好地解决一些悬而未决的宏观进化问题。另一个重要方面是，我们可以借此更好地认识到，突变中的机遇部分并非是「不完美」的随机，而是包含了某种秩序，可以传承的秩序——就那么一点儿小东西，我们人类和自然选择都可以利用的东西。而这点儿小东西是干什么的，或者说能用来干什么，还有很大的探索空间。可是，如果我们抓着随机突变的理念不放，就永远都无法看到这种秩序发挥作用。

- 本文节选自豆瓣阅读电子书 -