吳仲義：基因上的變與不變

　　 DNA是生物的遺傳物質，是每一種生物的傳家百科全書。物種如何成長、生育、飲食、代謝、防御，全在這本傳家字典里訂的一清二楚。在人類群體中，那些擁有一模一樣“傳家字典”的孿生子，在身高、體重甚至性格上都非常相似；而擁有相似“內容”的傳家字典的父母子女以及兄弟姐妹之間，也能看到彼此特征的影子，這就是遺傳的強大力量。

　　因為每種生物家族里成員太多，所以這本“遺傳寶書”還得每代復抄幾次，各家拿一份。在抄錄過程中，多少總會有失誤（遺傳上的字眼是突變），每家版本也因此略有不同。在一萬代之后，各家的行事律法恐怕就頗有差異了。而一萬代在演化歷史上僅是一瞬間而已。差別累積到一定地步，就連求偶生育的做法都不同了。這就是演化學上講的生殖隔離。變化到這種地步，不同“家”就算是不同種了。我們現在若是要看人、黑猩猩、大猩猩、長臂猿與獼猴之間的親緣關系，只要把各家的傳家寶書拿出來對照對照就是了。你猜人與黑猩猩的DNA序列差了多少？這兩個版本每1000個字母僅有12個字母不同（1.2%說來不多，但是這個版本30億個字母里算來也有3600萬個不同。加上有些地方是整段漏抄或是章節顛倒，讀者絕對不會看了唐詩以為在念宋詞）。人與大猩猩的差異大約是1.5%、與長臂猿是3%～4%、而與獼猴就有7%了。所以看了這些寶書之后，你大概可以接受人與黑猩猩過去是一宗的講法了吧！我想你也可以繼續回溯至大猩猩、長臂猿、彌猴等等以此類推。我們的DNA復制每個字母大約會有1億分之一的機會出錯。從1億年前（大約是哺乳類動物興起的時間）到現在，若沒有自然選擇把有害的突變篩選出去，我們的DNA很早就是一堆廢物了。自然選擇有兩個非常不同的層次：第一，把不好的突變丟掉（汰新留舊)；第二，以新的好的突變取代既有的基因（汰舊換新）。絕大多數的突變是有害的，因此，自然選擇的作用通常是汰新留舊。一般生物科普文章里提到的自然選擇指的則是第二層含義─汰舊換新。達爾文物種原始論所提出的也是汰舊換新狹義性的自然選擇（以下自然選擇指的是狹義性的）。自然選擇的力量與效應可以是非常巨大的。

　　自然選擇萬能論的最大弱點可以從鼓吹這點最力的一本書的書名看出來─《都是基因惹的禍》。這本書談貪心、外遇、酗酒、好色等等，而且是從這些征狀的基因談起。同樣的，每一本自然選擇萬能的書也全是從基因談起（這是因為自然選擇運作的對象是基因）。既然大家都談基因，再從基因回來談自然選擇，你一定認為自然選擇萬能論者手上不知有多少基因可以用來分析─酗酒的基因、好色的基因不一而足，對吧？答案是一個也沒有，這些基因都是虛擬的。讀者也許覺得筆者吹毛求疵，知不知道基因的存在真會影響我們對演化的了解嗎？ 自然選擇運作的對象是基因、個人、還是群體？假定有個突變基因，能使成年公鹿在食物不足的情況下，讓群里非親非戚的幼鹿先食，這個鹿群一定能比別群蓬勃發展。可惜這個利它行為的突變在它自己的族群內幾代就會消失。道金斯所著《自私的基因》強調的就是，個體或群體好壞并不重要，自然選擇只看對基因有沒有好處。偶爾利它行為也會在自然界觀察到，這是嫡系自然選擇（kin selection）的結果。以族群遺傳法則而言，犧牲自己救三個兄弟（或九個表兄弟），從基因的角度來看是行得通的。

　　既然基因是自私的，是自然選擇的單位，那么從基因的結構來研究自然選擇應該比從形態、性狀、表征來探討更直接了當才是。這類研究從20世紀60年代開始興起。1968 年日本的木村資生(M.Kimura)提出的“分子演化中性說”成了研究基因演化過去30年來的主流。中性說的中心主題很簡單：決定DNA演化的力量是突變，汰舊換新的狹義自然選擇是很次要的因素。這對自然選擇萬能說看來是一個很大的打擊，可是也不完全如此。主要的原因是我們的基因變異很可能只有一小部分是跟種與種之間的功能分歧有關。

　　前面提到人與黑猩猩的DNA有3600萬的“字母”不同。如果只有3萬個字母決定兩個種之間的功能、形態、行為的分化。那么即使這3萬個字母中的每1個都受到自然選擇的影響，就整體3000多萬個變異來看，自然選擇的力量也好似微不足道。自然選擇的重要與否完全視你所感興趣的基因來決定。

　　（吳仲義為中國科學院北京基因組研究所所長）