亞馬遜帆鰭鱸挑戰了達爾文嗎?

我曾經以為科學總是絕對客觀地、理性地、不偏不倚地反映我們身邊的世界，然而當我離所謂的科學越近時，則越發感覺事實并非如此。科學并沒有那么不食人間煙火，而是受時代、社會和政治力量影響的創造性人類活動。科學家也是人，不可避免會受自己的文化背景、知識結構以及習慣的思維方法所左右和制約，對證據的詮釋總是或多或少地摻入主觀思想。在同樣的證據面前，不同背景的科學家常常會得出大相徑庭、甚至背道而馳的結論。但這都無傷大雅，更糟糕的是：證據有時甚至會被誤解!

最近一則消息在互聯網上不脛而走：“據英國《每日郵報》報道，一項新研究表明一種神奇的魚類竟全是“女兒身”，7萬年來從未交媾。但一直繁衍至今。它們在公然挑戰達爾文的進化論，這種魚就是亞馬遜帆鰭鱸。”我并不認為這是有人別有用心地故意曲解，而更愿意相信這僅僅是編輯的疏忽，或者是長期站在達爾文進化論對岸的人們對新證據的一種解讀。因此，我作為一個受過多種生物學訓練和對達爾文進化論有所了解的人，似乎有必要對此做出我個人的詮釋，目的是為大家提供另一種視角。我相信廣大的讀者將有更多的理智做出自己的判斷。事件源于發表在最新一期的《BMc進化生物學》雜志上的一篇論文，此文有一個相當繞口的標題：《在“繆勒棘輪”模型下對二倍體亞馬遜帆鰭鱸滅絕風險的定量分析》。簡單地說就是用一假設的數學模型(或者說是一堆公式)計算一下這種叫亞馬遜帆鰭鱸的魚可能會在什么時候滅絕。那這又如何能跟達爾文進化論扯上關系呢?為了回答這個問題，請允許我先對其中兩個令人費解的名詞——“二倍體弧馬遜帆鰭鱸”和“繆勒棘輪”做一下解釋。

首先，我希望跟大家分析的是亞馬遜帆鰭鱸這種有趣的魚的傳奇故事。它的第一個可愛之處在于其“迷你”的身材：一般身長僅3厘米～7厘米。同時，它并不生活在亞馬孫河，而是居住在美國得州東南部和墨西哥西北部的河流中。它之所以被冠為“亞瑪遜”頭銜，主要是它有一種很特殊的生殖方式。這種魚是人們發現的第一種單性脊椎動物，它只以“女性”方式存在于世上。也就是說，它不但自己是“女兒身”，它的世世代代也都是“女兒身”。

那么，沒有雄性，它們怎樣延續自己的后代呢?這是除了單性以外，這種魚最為迷人之處了，它是雌核發育，與孤雌生殖類似。孤雌生殖，顧名思義是指無精子參與的生殖。我們熟知的雄性螞蟻就是由蟻后產的未受精的卵直接發育而成的，這就是孤雌生殖的典型案例。雌核發育與孤雌生殖相似，后代由未受精的卯發育而成，其遺傳物質幾乎完全來源于母親。但稍有區別的是雌核發育需要有精子形式上的參與。亞馬遜帆鰭鱸的卵不能直接長成魚苗，必須經過其他魚(當然是與其有極強親緣關系的一兩個姐妹種)的精子的刺激才能發育。其卵的發育好比一臺全自動洗衣機洗衣服的過程，人好比是精子，并不需要真正地參與，只要輕輕地按一下按鈕，之后洗衣機就會代勞。當其他魚的精子一旦進人亞馬遜帆鰭鱸的卵內，它將立刻遭到各種酶的“攻擊”，最終幾乎落下個死無全尸的下場。但恰恰是這種“犧牲”行為才使亞馬遜帆鰭鱸卵子的發育程序得以啟動。這種生殖方式其實類似尤性生殖。而亞馬遜帆鰭鱸顯得更自然也更成功一些，它們中的任何兩個都像同卵雙胞胎姐妹一樣，具有完全相同的基因組，不但長相一樣，甚至可以彼此接受“器官移植”。而且從誕生的那一刻起它們一直用雌核發育的方式“克隆”自己，一直成功繁衍至今!

對亞馬遜帆鰭鱸有些了解后，我們不禁還要問：那前面的“二倍體”又是怎么回事呢?這是個遺傳學的術語，可以理解為生物體內的遺傳物質包含全套遺傳信息的拷貝數。比方說，若細胞核中只有一份包含全部遺傳信息的拷貝叫做“單倍體”，也可以說有目，只有一個染色體組，例如上面所提到的雄性螞蟻。而像人類就是二倍體的生物，我們常常說自己有“23對，46條染色體”。就是說我們的每個細胞核中含有兩份包含全部遺傳信息的拷貝，每份拷貝都儲存在以23條為一組的染色體內，于是在46條染色體內共儲存了兩份拷貝。但儲存每一份拷貝所需的染色體數目在不同生物中不盡相同：人是23、黃牛是30、果蠅是4、馬是32、水稻是12、普通小麥是21……亞馬遜帆鰭鱸是二倍體魚，其染色體數跟人相同有“23對，46條染色體”。因為在偶然情況下，其姐妹種的精子進入亞馬遜帆鰭鱸的卵后竟能幸運地逃過被分解的厄運，進而參與后代的形成與發育，于是形成非“二倍體”的后代。

其次，我想講講關于“繆勒棘輪”模型的問題。繆勒(1890年～1967年)是美國遺傳學家，因發現用x射線可以人工誘使遺傳基因發生突變而獲1946年的諾貝爾生理學及醫學獎。他認為在無性生殖的種群(例如亞馬遜帆鰭鱸種群)中，其基因組將不可避免地逐漸積累微小的有害突變，造成基因組衰退，甚至導致該物種的滅絕。有害突變的積累就像只能向單方向轉動的棘輪一樣，不可能回頭，直至滅亡。因此，后來被費爾森斯坦稱為“繆勒棘輪”假說。

在奇妙的自然界中，絕大多數多細胞動、植物都有兩性分化，進行不同形式的有性生殖。在我們身邊，小至跳蚤、蚊子，大至鯨魚、大象，有哪個不是以有性生殖的方式繁衍的呢?無性生殖局限于某些小類群，而其原因何在?“繆勒棘輪”假說正好為有性生殖進化優勢提供了可能合理的解釋。由“繆勒棘輪”假說可以得出一個推論：有害突變不可逆轉的積累促使無性生殖的種群趨于滅絕。相反，有性生殖所伴隨的基因重組有利于去除有害突變，所以有性生殖是必然的。因此，該假說受到了一些學者的重視，并為了驗證它而提出了種種數學模型。當然。像亞馬遜帆鰭鱸這樣奇特的單性生物也順理成章地成為驗證“繆勒棘輪”假說的“佳品”。但是，生物的進化和滅絕往往要經歷動輒上萬年的時間，我們一般很難目睹這一過程。于是根據合理的數學模型，在計算機上進行模擬，成了其中一種比較“時髦”的研究方法。

最后，在把專業名詞解釋清楚后，讓我們回到正題，對論文的結果進行解讀：在選擇了合適的“繆勒棘輪”模型，并設定了參數之后，它就基本上是完全在計算機里進行的一次“虛擬人生”。結果表明：亞馬遜帆鰭鱸在過去70000年間就應該絕種了。但事實上，它們現在竟然還活得好好的!但這種矛盾說明了什么呢?在我看來有兩種可能：

1、意味著“繆勒棘輪”模型乃至“繆勒棘輪”假說可能真的錯了。但足即使是這里所用的“繆勒棘輪”模型錯了，也并不能說明“繆勒棘輪”假說就一定錯，而僅僅是未被證實。再退一步說，假設“繆勒棘輪”假說真的錯了，那么我們頂多是喪失了一條解釋有性生殖進化優勢的途徑，跟達爾文進化論本身好像沒有多大關系，更別說是“挑戰”。這是顯而易見的，因為“繆勒棘輪”假說本身并不涉及達爾文進化論的任何關鍵或者鶯要的論點。

2、過去對亞馬遜帆鰭鱸的研究可能有缺陷，直接導致參數乃至模型出錯，從而高估了其滅絕的風險。也可能是亞馬遜帆鰭鱸種群可能通過有限的雜交和基因重組、有絲分裂重組、父本基因滲透等其他機制獲得對基因組進行必要更新的機會，幫助自己幸存下來。換句話說，可能亞馬遜帆鰭鱸根本不是我們想象中的那種“嚴格”的無性生殖種群。

然而無論是哪種原因，從這種結果與現實的落差中，我始終看不到如何能觸及挑戰達爾文的皮毛。而且，該文從頭到尾亦未提及達爾文進化論的任何重要觀點。雖然我竭力思考，但仍只能得出與此無關的結論。

(張小寧 插畫)

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