【转】 生命是什么 薛定谔 2.doc

【转】生命是什么薛定谔2【转】生命是什么薛定谔(2)2011年01月19日第三章突变变幻无常的现象徘徊着,你将定于永恒的思想。――歌德 22."跃迁式"的突变――自然选择的工作基地刚才为论证基因结构的持久性而提出的一般事实,对我们来说也许是司空见惯的,显而易见的,或者可以认为是令人信服的。这里再一次证明了确如俗话说的例外证明法则。如果子女同父母之间的相似性没有什么例外的话,那么,我们不但会失去向我们揭示出详见的遗传机制的那些漂亮的试验,而且也就不存在通过自然选择和适者生存来形成物种的、自然界的规模无比宏大的试验。我把最后提到的这一个重要问题,作为介绍有关的一些事实的开端――很抱歉,我再声明一下,我不是个生物学家。今天我们已经明确地知道,达尔文是错误地把即使在最纯的群体里也会出现的细微的、连续的、偶然的变异,当作是自然选择的材料。因为已经证明,这些变异不是遗传的。这个事实很重要,值得作简要的说明。如果你拿来一捆纯种大麦,一个麦穗一个麦穗地测量它们的麦芒的长度,并根据统计数字作图,你将会得到一条钟状的曲线。换句话说,一定的中等长度占优势,以一定的概率向二个方向偏离。现在把一组麦芒明显超过平均长度的麦穗拿出来,麦穗的数目足够在地里播种并长出新的作物。对新长出的大麦作同样的统计时,我想,达尔文是会发现向右方移动的相应的曲线的。换句话说,他可以期待通过选择来增加麦芒的平均长度。如果用的是真正纯种繁育的大麦品系,就不会是这种情况。从选出来播种的大麦的后代那里得到的新的统计曲线,跟第一条曲线将是完全一样的,即使选麦芒特别短的麦穗作种子,也将是完全一样的。因为细微的、连续的变异不是遗传的,所以选择没有效果。它们显然不是以遗传物质的结构为基础的,而是偶然出现的。可是,在四十多年前,荷兰人德弗里斯发现,即使是完全纯种繁育的原种的后代里,也有极少数的个体,比如说几万分之二、三,出现了细微的但是"跃迁式"的变化。"跃迁式",并不是说这个变化是相当大的,而是说这是一种不连续的变化,在未变和少许改变之间没有中间形式。德弗里斯称之为突变。重要的事实是不连续性。这使我想起了量子论物理学家――在两个相邻的能级之间不发生中间能量。打个比喻说,德弗里斯的突变论,不妨称为生物学的量子论。以后我们将会明白这可不是比喻。突变论实际上是由于基因分子中的量子跃迁所引起的。1902年,当德弗里斯第一次发表他的发现时,量子论的问世还不过二年时间。因此,要由另一代去发现它们之间的密切联系,是不足为怪的! ,即它们是完全地遗传下来了突变同原始的、未变的特性一样,也是丝毫不爽地遗传下去的。比如,上面讲到的大麦的第一次收获中,会出现少量的麦穗的麦芒长度大大超过了变异范围,比如说是完全无芒。它们可以代表一种德弗里斯突变,并将生育出一模一样的后代,就是说,它们的所有后代全都是无芒的。因此,突变肯定是因此宝库中的一种变化,而且必须用遗传物质中的某些变化来说明它。实际上,向我们揭示了遗传机制的重要繁育试验,绝大多数就是按照一个预定的计划,把突变的(或者,在很多情况下是多突变的)个体同未突变的或不同突变的个体杂交,尔后仔细分析杂交后代。另一方面,由于突变繁育模样相同的后代,所以突变是达尔文描述的、通过不适者淘汰、最适者生存而产生物种的自然选择的合适材料。在达尔文的学说里,你恰恰必须用"突变"来代替他的"细微的偶然变异"(正如在量子论中用"量子跃迁"来代替"能量的连续转移"),如果我是正确地表述了大多数生物学家所持的观点,那么,达尔文学说的其他方面是不需要作什么修改的。 。隐性和显性现在我们再稍为教条式地对突变的一些其他的基本事实和概念作一番评论,而不是直接地说明它们是怎样一个接一个地来源于实验的证据。我们可以认为,一个确实观察到的突变,是一条染色体在一定区域内的一个变化所引起的。它确是如此。我们很肯定地知道这只是一条染色体里的一个变化,在同源染色体的对应的"位点"上并没有发生变化,说明这一点是很重要的。当突变个体(通常称为"突变体")同一个非突变个体杂交时,事实表明只有一条染色体受到影响。因为后代中正好有一半显现出突变体的性状,另一半则是正常的。那是可以预期的,是突变体减数分裂时两条染色体分离的结果。要知道,如果突变体的两条染色体都受到影响,那么,它的子女全都会得到同一种(混合的)遗传性,这是既不同于他们的父亲,也不同于他们的母亲的遗传性。可是,在这个领域里进行实验可不象我们刚才说的那么简单。它由于第二个重要事实,即由于突变经常是潜在的而变得复杂化了。这是什么意思呢? 在突变体里,两份"遗传密码正本的副本"不再是完全一样了;不管怎样,在突变的地方是两个不同的"读本"或"译本"了。也许应该立即指出的是,有时会想到把原始的译本看作是"正统的",把突变体译本看作是