俯卧撑的鱼(zz)_带三个表_百度空间

1、一条会走路的鱼

2004年7月,芝加哥大学的古生物学家舒宾(Neil Shubin)终于在北极找到了他寻觅十载的东西。那是一条在岩石中沉睡了3亿7500万年的鱼。它有鳄鱼一样扁平的头颅,可以灵活转动的脖颈,还有可以 做俯卧撑,也可以在泥浆里灵活爬行的强壮胸鳍——几乎可以说是原始的腿。这个怪物被命名为提塔利克鱼(Tiktaalik)。

舒宾殿和他的俯卧撑鱼

真正的科学理论不仅仅能解释现有的东西,也要能预言未来的东西,在3亿8500万年前的岩石里有各种各样的鱼,3亿6500万年前的岩石则有许多两 栖动物。根据进化论的预言,我们应该能在这两个时代,两类生物之间发现一个过渡的环节。科学家们去找了,发现了3亿7500万年前的,有腿,会走路的鱼。 达尔文再次证明了他的英明与正确。

不过,为什么是达尔文?他说,复杂的生物是由简单的生物演变而来,我们是猿猴的后裔,然而有一个法国人提出类似的观点。

你在生物课本上能看到拉马克(全名是吓人的Jean-Baptiste Pierre Antoine de Monet de,Chevalier de Lamarck)这个名字,“生物学”(Biology)一词就是他创造的,早在达尔文的名著《物种起源》出版前五十年,他就提出了生物进化的概念。

拉马克相信,用进废退是生物进化的动力。多用的器官就会进化,不用的则会退化。提塔利克鱼多做俯卧撑,它的鳍就会进化成腿,学会走路。长颈鹿不断抬头伸颈去够树叶,脖子就会进化到两米长。拉马克考虑过,如果猿练习直立,也许会进化成人。

美国西部的老故事:印地安人养了一条大马哈鱼,他懒得给它换水,就教这条鱼在陆地上生活。他把鱼从桶里拿出来,让它离水几分钟,后来是几小时,再后来它不仅能呼吸空气,还能跟在主人后边跑,要不是有{yt}它掉到河里淹死的话,这个活宝跟主人永远也不会分开的。

我们每天都看得见无数用进废退的例子:熟能生巧,肌肉要锻炼才能强健,收银员点钞比穷学生更快。然而,光有用进废退并不够。演化是极为缓慢的,鱼鳍 不是一下子变成人腿,而是历经3亿7500万年,上千万代的渐变。如果鱼老子进化出强壮的腿,不肖的鱼儿子却没有继承老子的传统,向人类进化的路就会断 掉。这就需要有某种办法,让儿子继承老子的特点。

拉马克的理论要成立,需要“获得性遗传”,意思是说,父母靠后天锻炼得到的特征,都可以遗传给后辈。鱼爸鱼妈锻炼出强壮的腿,鱼儿子一生下来也会有 强壮的腿。宇智波家的祖先修得写轮眼,宇智波坐猪一生下来就继承了写轮眼。在拉马克的时代,大家都相信这是真的(我的意思不是说写轮眼是真的!)。达尔文 的祖父伊拉斯谟(Erasmus Darwin)就相信获得性遗传,达尔文一直认为拉马克抄袭了他爷爷的观点,碎碎念不已。

让大象给坐了一下。回家方便了。

怎么呢?没开门,从门缝就进去了。

好吗,坐瘪了。

估计影响到遗传基因了……

这玩意也遗传哪?

他的后辈儿孙啊,估计都跟相片似的……

——德云社相声《进化论》

2、癞蛤蟆的悲哀

拉马克终其一生,他提出的用进废退思想都默默无闻,直到《物种起源》掀起轩然大波,达尔文的反对者们才把他翻出来,把“用进废退”、“获得性遗传”作为和达尔文交战的武器。

卡默勒(Paul Kammerer)就是其中之一。他养了一群产婆蟾(Alytes obstetricans),这种癞蛤蟆产卵的时候,公母蛤蟆会抱在一起,就好像公蛤蟆在当助产士(其实是在排出精液),因而得名。

卡默勒殿与产婆蟾殿



生 活在水里的癞蛤蟆,公蛤蟆脚底都有粗糙的肉垫子,叫做“婚垫”(nuptial pad),在交配时抓紧光溜溜湿精精的母蛤蟆。但产婆蟾是在旱地上办事的,没有这一器官。然而卡默勒在水里养产婆蟾,强迫助产士在水里干活,下一代的蛤蟆 脚上长出了防滑垫!卡默勒洋洋得意,认为产婆蟾靠着努力攀登运动,进化出了婚垫。虽然婚垫比不上人腿构造精巧,毕竟也是一个“靠用进废退得来”的特征啊。
水生蟾蜍的必备外挂

然而,他的大发现受到许多科学家的怀疑。

卡同学:我发现,拉马克是正确的!

众科学家:让我们好好看看你的癞蛤蟆行吗?

卡同学:……

众科学家:我们做你的实验,都不能成功,这是怎么回事?

卡同学:……

{zh1}科学家得以一览卡默勒的宝贝标本,却发现“防滑垫”根本就不是肉垫,而是用针往蛤蟆脚上打墨水肿起的黑色小包。

众科学家:……

卡同学:……

一个多月之后,卡默勒饮弹自尽。

比卡默勒更早一点,另一个有虐待狂倾向(玩笑而已)的科学家,达尔文的支持者魏斯曼(August Weismann)已经做过实验他把老鼠的尾巴斩断,然后让断尾老鼠生小老鼠,然后再斩断小老鼠的尾巴……这样重复了22代,老鼠还是坚持不懈地长出尾巴。

魏斯曼虐待老鼠的用意在于证明拉马克(以及当时的许多人)的错误,后天获得的特征并不能遗传。断尾的老鼠不会生断尾的小孩,同理,鱼爸妈即使每天做三个俯卧撑,小鱼也不会继承爸妈锻炼出的腿。

中国人即使代代裹小脚,女孩生下来依旧是天足。曾经有一个因事故失去一只眼的美国人,被判处绞刑,因为村里的母猪生了一头独眼小猪崽。可惜法官没有学过遗传学。

在那个时代里科学家还不知道,使得提塔利克鱼长腿,蛤蟆长婚垫,并且保证腿和婚垫传给下一代的东西是什么。今天我们已经知道,它的名字叫基因。

3、蛋白质的菜谱

如果要打比方的话,基因最像的东西是一本书,一本菜谱或xx,上面写的是制造蛋白质的方法。蛋白质是维持生命的重要物质,既是构成身体的砖瓦,也是搭建身体的工人,一句话,基因造蛋白质,蛋白质造人。

你身体的变化,无论学会点钱,还是做俯卧撑锻炼出更多肌肉,或者被无情的科学家切掉了尾巴,并不会让基因发生变化。你是一道照着基因菜谱烧好的菜,烧好之后,不管你是被吃掉,放凉了、还是馊了,都不会再改动菜谱。

枯燥的遗传学让人不耐烦吗?我已经是不耐烦了,我拿起一本小说,《缥缈录》,红色封皮,一张插页,109页。请回答我,这个书名,指的是这109页纸,贴塑膜的封面和插页,再外加一点油墨吗?这些东西可以用来随便印哪本书。

基因菜谱写在一种xxxx的化学物质——DNA上,DNA这个词很高级,但你不能说它就是基因,DNA是物质,而基因是信息。基因虽然写在DNA上,但它与DNA的关系,犹如书中的内容与纸的关系。

信息的特征之一是流动性,可以从一种载体到另一种载体。纸版书可以扫描进电脑里,可以在登载在杂志上。基因也不能例外,现代技术允许我们把基因的内容输入电脑,让它从写在DNA上的信息,变成写在芯片上的信息,就像对待一本“真的书”一样。

癞蛤蟆和人都曾经是鱼,蛤蟆和我们身上都保留着祖先的烙印:一个月大的人胎儿看上去跟鱼没什么两样,它有类似腮的东西,还有尾巴,癞蛤蟆是由蝌蚪变来的,蝌蚪像不像鱼,就更不用说了。

蝌蚪成长的变化是惊人的。有鳃,吃水草,圆圆身体连着一条小尾巴的动物,要变成呼吸空气,吃虫子,长着四条腿和一身疙瘩的动物,这是一个脱胎换骨的 过程,基因却一点变化都没有。魏斯曼的老鼠已经告诉我们,后天锻炼的造成变化不能写进基因,因而也不能遗传给下一代。小蝌蚪不是靠着锻炼长出腿来,蝌蚪之 所以长腿,是因为他的基因里,预先已经蕴藏了制造青蛙的配方。

基因是一本巨大的书(人类基因携带的信息量相当于《xx》的800倍),但你不是随时都要用到全部的内容。你身体上每个细胞都要观察周围,然后根据 时势需求,从书里挑出有用的段落。在需要生长发育的时候,产婆蟾用的是造蝌蚪的基因,需要结婚生小孩的时候,则动用造蛤蟆的基因。

这是基因跟菜谱有一点不同的地方,它是活的,驻扎在细胞里,监督着生物体的一举一动,随时提供需要的蛋白质配方,掌管生物体的运转。

在这方面,基因又有点像小抄,需要的时候才拿出来,没有人上着课把小抄晾在桌子上的。后天锻炼确实能在一个人(或蛤蟆)身上产生用进废退的变化,但 这些变化不需要增加新的生命配方,只要基因抄神从鞋子里抽出几张早准备好的小纸条。我们早就拥有使肌肉发达的基因,俯卧撑并没有创造新的基因,只是唤醒了 已有的生命配方而已。

基因是一本“活的书”,这也造成了一些麻烦,比起纸版书,它的内容更灵活,很容易删改。你可以把一条拿破仑的生卒年月加进一堆语文小抄中。

细胞分裂时不小心,或者受到紫外线照射,都会使它出错,称为基因突变。有些东西觉得基因突变还不够,要采取更多手段来改变这堆小抄。

例如xx,我们细胞内的基因紧密包裹在细胞核内,而xx的基因在它们细小的细胞内自由漂移,像一捆浮在水池里的绳子。xx经常从别的xx身上拿一点 基因,例如抵抗xxx的基因,来丰富自己的配方。吸取别人的基因,是xx的性生活。它们不在乎对方是不是同类,危险的痢疾菌会从温顺的大肠杆菌身上吸取基 因。甚至有许多xx是恋尸癖,它们从死xx身上吸取基因。

病毒甚至更为狡猾,比如艾滋病病毒,它们感染我们的细胞,把制造病xxxx插入我们的基因里,我们的细胞被俘虏了,老老实实地按照这些配方制造更多的病毒。我们身体里藏匿着许多病毒基因的残骸,它们被身体封印了(你可以这么理解),不能再兴风作浪制造病毒。

更邪恶,也更有趣的是“反转录转座子(retrotransposon)”,它是你体内的一小段基因,但它会把自己复制一份,然后把复制品重新贴到 基因里。反转录转座子于人无用,但它们复制自己的能力太强了,在你的细胞里胡乱张贴了几十几百万份,它们是与生俱来的“人体内置病毒”,是由DNA构成的 寄生虫。

有时候反转录转座子乱入会引起很严重的后果。它会把自己的复制品硬贴到基因中间,把那些正经干事的基因配方被打乱,这样,基因配方就无法使用了,这 就好比菜烧到一半,突然发现菜谱里贴了一张“专治不孕不育”。这些内置病毒把自己贴到止血的基因中间,结果就是可怕的,流血不止的血友病。

4、中心法则

笔者十分熟悉的东西


北 京中关村立着个傻兮兮的麻花形DNA雕塑,要归功于两个人。大器晚成的物理学家克里克(Francis Crick),与23岁获得博士学位的天才正太沃森(James Watson),这两个人性格截然两判,但无疑都是才华横溢。他们发现DNA分子的形状是麻花状,也就是xxxx的“双螺旋”。
克里克殿还是蛮帅的……

暂且不提双螺旋,克里克的另一个伟大发现,是“遗传学的中心法则”(genetic central dogma)。听这个名字就知道它的重要性。

我曾说过基因是制造蛋白质的菜谱,是写在DNA这种物质上的书,是随用随拿的小抄。这三种东西有一个共同特征,它们都是信息。如果你为了烤几块饼干而翻开菜谱,或者在考试时从鞋里拿出纸条,你所寻找的也都是信息。

请大家坐好,下面要上猛料了。中心法则的内容,正是基因和小纸条的不同之处:小抄的信息流动方向是“双向”的,也就是说,你可以把小抄上的拿破仑生 卒年月落霞与孤鹜齐飞E=mc2抄到xx上,也可以把xx上的内容抄到小抄上(如果老师没有注意的话)。然而基因里的信息流动是“单向”的,也就是说,基 因里的信息能传给蛋白质,而蛋白质不能把信息给基因。

阴曹地府里,拉马克、魏斯曼和训练鱼的印地安人正吵得热火朝天。用进废退已被魏斯曼打翻,教鱼学走路,不能让它进化出腿的基因,但魏某自己认为基因不会变化,也被xx、病毒和无良的逆转录转座子xx。既然基因可以改变,为什么鱼不能靠俯卧撑改变基因,进化出走路的能力?

让我们暂时离开遗传学,回到鱼类进化的话题上来。3亿7500万年前,提塔利克鱼被凶恶食肉鱼追杀的紧急时刻,身体和基因的对话可能是这样的:

身体:救命!前面是泥沼!没水路了!

基因:……

身体:请修改配方,加入制造腿的基因!

基因:……

身体:尾尾尾尾巴被咬咬咬咬咬住了!

基因:……

身体:完完完完完…完…蛋…了…

基因:……

还好克里克同学在5年前也死了,中心法则可以为我们提供一个答案。蛋白质是身体的砖瓦和工人,基因里的信息可以传给蛋白质,然后通告身体,然而这一 信息流是单向的,身体收到的信息,无法通过蛋白质传给基因。不管鱼在泥淖里如何挣扎爬行做俯卧撑,官僚主义的基因八风吹不动端坐紫金莲,不会顺应身体上报 的信息,加入长腿的配方,从身体通往基因的上访路根本没有开通。

基因是生命的蓝图,这其实是个很糟糕的比喻,动物学家道金斯(Richard Dawkins,也许你读过他的成名作《自私的基因》,也许你还知道他年轻时非常帅)曾讨论过这个问题。

蓝图是一幅画,能指导我们建造一间房子或一辆汽车,而蓝图本身就长得像一间房子。菜谱则是一大堆字,长得既不像动物饼干也不像葱爆羊肉,但你可以根 据这一堆字内蕴含的信息做出菜来。菜谱和蓝图的不同是,蓝图与房子存在xx的对应关系,你可以翻开蓝图,指出哪里是檩子,哪里是椽子,房子里的每一个零 件,你都能在蓝图上找到对应的图样。

菜谱和饼干并不存在“一一对应”的关系。如果你改动菜谱里的字,也许所有饼干的味道都会不同(比如放多少糖),也许只有一块饼干的一小部分会不同 (比如动物饼干的眼珠),也许你改了菜谱{zd2}下的字,饼干的最顶上一层变黑了(比如烘烤的温度)。在这方面,基因也是一样。鱼的基因看起来并不像一条鱼, 人的基因也不像人,有些基因的作用波及全身,有些基因只管一小块地方,而且排列杂乱无章,你无法在基因和鱼之间,建立起蓝图和房子那种对应。

如果基因是蓝图,提塔利克鱼的基因就会是一张袖珍鱼画,鱼身体的xx微缩版,有脑袋,心脏,鱼鳍等等。这样,提塔利克鱼锻炼出强壮的鳍,鱼鳍就可以轻易找到基因图纸上“鱼鳍”的一部分,把更加强壮的鳍写进蓝图,流传后世。然而我们身为饼干,不得不承受基因的官僚主义。

尾声:达尔文收复失地

我在前面把卡莫勒说得像个骗子,这样其实不太公平,有人认为“墨水门”并不全是一场闹剧。也许陆地上的癞蛤蟆可以装备水下新道具,但不是通过拉马克的方法。

产婆蟾虽然没有防滑垫,但它的祖先是水生的癞蛤蟆,应当拥有这一装备。产婆蟾同学很可能继承了这一防滑外挂的基因菜谱,只是不再使用它了。如果一个器官没有用,{zh0}让它退化消失掉,还可以节省资源。

卡莫勒把产婆蟾泡到水里,没有防滑垫的蛤蟆抱不紧,交配也就变得很难。这时如果有一只基因突变的产婆蟾,重新长出了他祖先的攀登工具,他就会在水中 大展身手。这是一个进化的过程,却和拉马克的用进废退没有关系,蛤蟆之所以进化出婚垫,不是因为攀登运动,而是因为没有婚垫的蛤蟆都断绝了香火,被自然所 剔除,物竞天择,适者生存。这就是xx的“自然选择”,提出这一理论的人,不需要我再度点名了。

卡莫勒以为自己在为拉马克辩护,实际上却证明了达尔文的理论,后来他不择手段,把正常的蛤蟆都拿来戕害一番,产婆蟾实验才变成一出黑色喜剧。斯人已 逝(晚上不要来找我),无处对证,但这个故事是合乎情理的,虽然拉马克相信人是由猿进化而来,会做俯卧撑的鱼却皈依达尔文门下。



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