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  • 紅皇后效應
  • (英)馬特·里德利
  • 1746字
  • 2022-06-27 10:41:26

威廉·漢密爾頓和寄生物的力量 WILLIAM HAMILTON AND PARASITE POWER

很多前輩大師認為性、多態性與寄生物或多或少有所關聯。其中,霍爾丹的貢獻最為突出。1949年,也就是在DNA結構公之于世的4年前,他提出:“雜合性在抵御疾病方面有一定作用,某些細菌和病毒適應了特定生化體質的個體,而其他生化體質的個體對此仍具有一定的抵御能力。”幾年后,他的同事蘇瑞士·賈亞克爾(Suresh Jayakar)又進一步闡述了這個說法。之后,這種說法卻被人們淡忘了。直到20世紀70年代后期,先后有5個人在幾年內獨立地重提這個觀點,他們分別是:羅徹斯特的約翰·捷尼克(John Jaenike),蒙特利爾的格雷厄姆·貝爾,伯克利的漢斯·布雷默曼,哈佛的約翰·圖比(John Tooby)以及牛津的比爾·漢密爾頓(Bill Hamilton)Bill是英文名William的昵稱,比爾·漢密爾頓即威廉·漢密爾頓。另如美國前總統威廉·杰斐遜·克林頓,通常稱比爾·克林頓。

其中研究性和疾病關系最為深入的非漢密爾頓莫屬。從外表來看,漢密爾頓是一個典型的心不在焉的教授。當他漫步在牛津街頭時,常常會陷入沉思,眼鏡隨意地懸在胸前,眼睛緊盯著前方的地面。他謙遜的態度、輕松的寫作方式和講故事的風格極具欺騙性,他總能夠在恰當的時間爆出生物界的驚人發現。在20世紀60年代,漢密爾頓創建了“親緣選擇理論”,他指出基因的成功可以使動物照顧近親,因為它們分享了許多相同的基因。這恰恰可以用來解釋動物的合作關系和利他行為。1967年,他無意間發現基因之間的互相殘殺行為,具體內容我會在第四章中詳細闡述。到了20世紀80年代,他預見同行們將大力宣揚互惠原則是人類合作的關鍵。在本書中,我們會一次次地發現,我們正是沿著漢密爾頓的足跡探尋世界。

在來自密歇根大學的兩名同事的幫助下,漢密爾頓建立了性和疾病的計算機模式,一種人造生命。該程序始于200種虛擬的生物,它們都像人類一樣,從14歲開始生育,持續到35歲左右,而且每年生育一次。但計算機會隨機讓它們中的一些進行有性生殖,其他的進行無性生殖。死亡是隨機發生的。不出所料,計算機模式每次啟動,有性生殖的個體都會面臨滅絕的危險。在其他條件不變的情況下,有性生殖和無性生殖的競賽,每次都以無性生殖獲勝而告終。

接下來,他們引進了幾種不同的寄生物,每種各200只。寄生物的威力取決于“致病基因”,這恰好與寄主體內的“抗病基因”相對應。在每一個世代中,抗病性最弱的寄主和毒性最弱的寄生物都會遭到淘汰。于是,無性生殖物種不再具有先天的優勢,有性生殖物種常常在競爭中獲勝。若每種生物中都有大量的抗病基因和致病基因,有性生殖的優勢將更加明顯。

與我們預想的一樣,在這種模式中,抗病基因越變越平凡,而致病基因也隨之趨于平凡。因此抗病基因越來越少,而致病基因便趁機而入。正如漢密爾頓所說:“對抗寄生物的模式正在不斷地落伍。”但無性物種的情況則與此截然不同:無性物種不受歡迎的基因并不會被淘汰,基因的數目一旦變少,就不會繼續減少,反而會逐漸恢復。漢密爾頓寫道:“在我們的理論中,性的本質在于儲存目前沒有用的基因,但在將來的某個時候它可以派上用場。性不斷地嘗試將基因重組,等待不利條件消失。”永恒、理想的抗病能力并不存在,瞬息萬變才是常態。

漢密爾頓做了一個模擬實驗:計算機屏幕上有一個紅色透明的立方體,里面有兩條線,一條是綠色的,另一條是藍色的,它們像慢鏡頭中的煙火一樣在彼此追逐。到底發生了什么呢?實際上,這是寄生物在利用基因空間追逐寄主,說得更具體一點兒,立方體的每條軸線都代表相同基因的不同版本,寄生物和寄主都在不停地改變基因組合。大約過了一半的時間,寄主最終停在了立方體的一個角落里,它已經用盡了基因的各種變體。突變錯誤可以有效地防止這種情況發生,即使沒有突變錯誤,它也會自動發生。雖然起始條件是可確定的,但接下來發生的一切都是完全不可預測的,偶然因素完全可以忽略。有時兩條線沿著立方體的邊緣,以穩定的速度彼此追逐,50個世代改變一個基因,接下來再改變另一個基因,如此往復;有時會出現奇怪的波浪和圓圈;有時就是純粹的混亂。兩條線在立方體中彼此追逐,就像彩色的意式面條,很是奇特。

當然,這個模式并不等同于真實的世界。它沒有解決問題的爭端,只是建立了一個戰艦模式,證明真正的戰艦的確可以漂浮在水面上。但它幫助我們確定紅皇后不停奔跑的環境。一個極度簡化版的人類和一個怪異簡化版的寄生物,不斷地以周期或隨機的方式改變著基因。雖然一直在改變,從未停止,但也從未離開,只要性存在,二者最終都會回到原點。

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