- 紅皇后效應(yīng)
- (英)馬特·里德利
- 2215字
- 2022-06-27 10:41:27
沒有后代的亞伯 NOBODY IS DESCENDED FROM ABEL
盡管有一些叛逆,但細菌的團隊還是比較和諧的。即使稍微復(fù)雜一些的變形蟲也是由遠古時代各種原始的細菌隊伍組成的,團隊利益和個體成員利益沒有明顯的區(qū)別。但在更為復(fù)雜的生物體中,基因犧牲同伴來繁殖自己的概率就會大大增加。
動植物的基因常發(fā)生不利于整體的叛變,但叛變往往會遭到阻遏,成功的機會不大。在某些雌性面粉甲殼蟲中存在著一種基因,能夠殺死那些沒有遺傳它的特質(zhì)的后代。就好像基因在所有雌性后代身體里都埋下了暗雷,只有確認是服從者時雷管才會被拆除。自私的染色體B的全部生存意義就是侵入昆蟲的每個卵中,以確保把基因都傳給了下一代,除此之外,別無他用。有種介殼蟲擁有更奇異的寄生基因,卵子受精時,有時穿透卵子的精子不止一個。當(dāng)這種情況發(fā)生時,其中一個精子會和卵子以正常的方式結(jié)合,而剩余的精子會陪伴在受精卵左右,隨著受精卵的分裂而開始分裂。當(dāng)介殼蟲長大之后,寄生物的精子細胞便會吞掉它的生殖腺,然后取而代之。因此,介殼蟲生產(chǎn)的精子或卵子與它本身并無關(guān)聯(lián),只是基因私通的杰作而已。
性發(fā)生之際是自私基因出現(xiàn)的最佳時機。大多數(shù)動植物都是雙倍體,它們的基因是成雙成對出現(xiàn)的。但在兩組不同的基因之間,雙倍體是一種不穩(wěn)定的結(jié)伴關(guān)系。當(dāng)結(jié)伴關(guān)系結(jié)束時,情況就會變得緊張起來。這種結(jié)伴關(guān)系隨著性的發(fā)生而結(jié)束。減數(shù)分裂是性的主要遺傳程序,成對基因被分開變成單倍體的卵子和精子,瞬間每一個基因都有機會犧牲同伴的利益而獲利。如果它壟斷了卵子或精子,就有繁殖興旺的機會,但這是以剝奪伙伴的機會為代價的。
近年來,一群年輕的生物學(xué)家就這個問題進行了深入探索。其中較為杰出的是加利福尼亞大學(xué)的史蒂夫·弗蘭克(Steve Frank)、勞倫斯·赫斯特(Laurence Hurst)、安德魯·波米安可夫斯基(Andrew Pomiankowski)、大衛(wèi)·海格(David Haig)和牛津大學(xué)的艾倫·格拉芬(Alan Grafen)。他們的理論是這樣的:女人懷孕時,她的胚胎只能獲得她的一半基因,這一半是幸運的,而不幸的另一半只有苦苦地等待女人下一次懷孕的機會了。人體23對基因組,其中一半來自父親,另一半來自母親。當(dāng)一個個體在制造精子或卵子時,會從自身的每對基因中選取其中之一,精子或卵子中的23條基因可能全部來自個體從母親那里繼承來的23條,也可能全部來自父親,當(dāng)然更有可能是二者都有。自私的基因搶到一半以上進入胚胎的機會,表現(xiàn)良好。它們會為此殺掉敵對的基因——來自另一個祖輩的基因。
事實上,這種基因確實存在。某種果蠅的染色體帶有“變形隔離者”基因,當(dāng)它們遇到含有不同版本染色體的精子時,就會將其一網(wǎng)打盡。如此一來,這種果蠅制造的精子只是正常數(shù)量的一半,并全部帶有變形隔離者基因,因此壟斷了果蠅的后代。
我們把這種基因稱為該隱。該隱和亞伯是一模一樣的雙胞胎,他殺死兄弟的同時也會傷害自己,因為它用來對付亞伯的武器是一種釋放在細胞中的破壞酶—— 一種化學(xué)武器。為此,該隱只有做一套保護自己的“防毒面具”(實際上,面罩是由擊退破壞酶的基因組成的)。該隱設(shè)計的面具保護自己不被自己所釋放的毒氣傷害,結(jié)果該隱成了祖先而亞伯卻絕了種。因此兄弟相殘的基因會傳播開來,就像殺人者最終占領(lǐng)了地球一樣。變形隔離者與其他兄弟相殘的基因我們統(tǒng)稱為“減數(shù)分裂的動力”,因為它們促成了減數(shù)分裂的過程。
這種減數(shù)分裂的動力基因存在于蒼蠅、老鼠和其他少數(shù)生物之中,但相對較少。為什么?這與在人類社會里殺人者呈少數(shù)是同一個道理。其他基因的權(quán)利是受法律保護的。和人類一樣,除了相互殘殺,基因還有更重要的事情要做。帶有亞伯染色體的基因隨著亞伯致死而消亡,當(dāng)然亞伯基因如果發(fā)明一種擾亂該隱基因的方法,它們還是會正常延續(xù)下去的。換個說法就是,能夠阻遏減數(shù)分裂的動力的基因,必定也有和減數(shù)分裂的動力一樣的擴數(shù)機會。紅皇后的競賽就是這個結(jié)果。
大衛(wèi)·海格和艾倫·格拉芬相信這種現(xiàn)象的確普遍存在,它含有基因混雜,是整段染色體的交換。如果亞伯的染色體突然和該隱的染色體交換了位置,那么該隱的面具可能就會從該隱的染色體轉(zhuǎn)移到亞伯的染色體中。該隱就會痛不欲生而自殺,而亞伯則從此過上了幸福生活。
這種交換被稱為“混雜交疊”。幾乎在所有的雙倍體的動植物染色體中,都會發(fā)生混雜交疊的情況。大部分科學(xué)家都認為這種混雜交疊除了能讓基因更加徹底地融合之外,沒有任何實際意義。而大衛(wèi)和阿蘭則提出了與之相反的觀點,他們認為混雜交疊不需要提供任何此類功能,它僅僅是細胞內(nèi)需要執(zhí)行法律的形式。在理想世界里不需要警察,因為人們不會犯罪,警察的意義在于維護社會秩序,不在于修飾社會。那么,根據(jù)大衛(wèi)和阿蘭的觀點,混雜交疊就充當(dāng)了警察的角色,即維持染色體分裂的秩序,確保其公平。
就其性質(zhì)而言,這種理論實在難以證實。大衛(wèi)說,交疊是驅(qū)象劑,看不到大象,就可以認定驅(qū)象劑確實有效果。
該隱基因緊抱面具,不會因混雜交疊而分離,因此在老鼠、蒼蠅體內(nèi)還能得以存活。但“性染色體”尤其受到該隱基因的騷擾。因為性染色體不參與混雜的過程。人類和許多動物的性別都是由遺傳彩票決定的:如果從父母身上遺傳了一對X染色體,就是雌性;若是X和Y,就是雄性(鳥類、蜘蛛和蝴蝶的情況與之相反)。Y染色體含有決定成為雄性的基因,它既不能與X染色體共存也不能與它混雜。結(jié)果導(dǎo)致在X染色體上的該隱基因可以放心地抹殺Y染色體,而不會危及自身。這就擾亂了下一代的性別比例,造成了雌性數(shù)量偏多。這個后果由整個物種承擔(dān),但獨占子代的好處卻由該隱基因獨享,正如前文所述的隨心所欲的人導(dǎo)致公地悲劇一樣。