例說遺傳學與哲學探究路徑的反差性

梁愈

摘要：從形式與內容、邏輯順序與歷史順序、現象與本質三個側面，闡述了遺傳學與哲學在探索路徑上的差異性，強調了遺傳學的研究有別于哲學。

關鍵詞：形式;內容邏輯順序;歷史順序;現象;本質;反差性

中圖分類號：Q-49 文獻標志碼：E

哲學是對自然科學的高度概括，哲學與遺傳學既有聯系，又有區別。哲學的發展離不開遺傳學等自然科學的研究與實踐，自然科學本身也蘊藏著哲學原理，但在遺傳學的探索與實踐中與哲學卻存在著一定的反差性。

1形式與內容的關系

1.1形式與內容的反差

1866年孟德爾發表的《植物雜交實驗》一文，提出了生物遺傳的兩個定律。他指出了生物性狀的遺傳是受細胞內的遺傳因子控制的。在基因的分離定律中，他歸納出兩個結論：

①在一個雜合體中，兩個因子彼此獨立，不相互影響;形成配子時彼此分離，雜合子中的兩個基因是等位基因。

②全部的雜合體產生的兩種配子數量相等，兩種配子的結合有著同樣的機會。在自由組合定律中，他認為，位于不同染色體上的兩對等位基因，在形成配子時，同一對等位基因各自獨立分離，分別進入到不同的配子中，不同對的等位基因則在同一個配子中自由組合。孟德爾的兩個遺傳定律加上摩爾根的連鎖與互換定律被稱為遺傳學的三大定律。它是現代遺傳學的基石。

從哲學角度來說，形式與內容是緊密結合、不可分離的。內容決定形式，形式是內容的表現，內容與形式是完全一致的。但是在孟德爾的豌豆雜交實驗中，可以看到，內容與形式可以是不一致的。例如，基因型為AA和Aa表達的都是高莖，而它們的實質內容并不相同。用遺傳學的語言來說，AA與Aa的基因型是不同的，而它們的表現型是相同的，這是不同內容存在相同的形式。在兩對相對性狀的遺傳中也是一樣，子二代有9種表現型，對于黃色圓粒的種子來說，基因型為AABB、AABb、AaBB和AaBb的表現型都是相同的，但黃色圓粒種子的基因型卻是不同的。以上事實說明了內容可以是不同的，而不同的內容卻可以有相同的表現形式。

1.2形式與內容的分離

以上講的是形式與內容是不一致的情況，后來遺傳學的研究發現，形式與內容不僅存在不一致性，而且還是分離的。形式與內容的分離，最突出的表現是形式先于內容。1865年2月8日和3月8日，孟德爾以《植物的雜交實驗》為題，在布隆自然科學學會上作了兩次演講，介紹了他從事植物雜交試驗的結果，其演講內容發表在1866年的學會年報上。文章明確闡明了目的，簡要地介紹了有關數據資料，得出了簡潔、系統、首創的結論。但不幸的是，孟德爾的發現被科學界忽視了。孟德爾將自己的論文寄給了達爾文及兩位知名的植物學家克爾納和內格里。克爾納對孟德爾的工作沒有什么概念，根本沒有看到孟德爾的信。孟德爾的信也沒有引起達爾文重視。內格里倒是與孟德爾有過一段時間的信件往來，孟德爾在給他的第二封信中，建議內格里重復一下自己的實驗。不僅如此，誠心誠意的孟德爾還給內格里寄去了豌豆種子，可惜的是，內格里并沒有做這個實驗。直到1900年，植物學家德弗里斯、柯倫斯和切爾馬克在幾個月里先后發表了自己的論文，他們分別獨立地發現了重要的遺傳定律。但在查找文獻時，才知道在19世紀60年代孟德爾早己發現了這個定律。為什么孟德爾的真理被埋沒？一個重要的原因是一些重量級的科學家認為，孟德爾的理論太抽象，聯系實際差，沒有堅實的物質基礎。就連美國的遺傳學家摩爾根最初也是反對孟德爾學說的，他認為孟德爾的理論沒有任何證據證明遺傳因子確實存在。他懷疑等位基因會分離，沒有什么機制可以解釋相對性狀的分離：認為孟德爾的理論太多的是假說，因而只有理論意義，不能與現實統一起來。

這就是說，孟德爾首先提出了遺傳因子的概念，這個概念對遺傳學的發展有著極其重要的作用，對遺傳學的發展有著十分重要意義，是對遺傳學的一大貢獻。那么，遺傳因子是什么？它在哪里？它的結構是怎樣的？有什么特點？其功能是如何實現的？孟德爾并不知道。因此，遺傳因子只是一個沒有物質的內容，沒有現實基礎的抽象概念。從形式與內容的關系來說，遺傳因子還是一個抽象的符號，一個沒有內容的形式。而這個形式卻走到了內容的前面，先于內容存在了。繼孟德爾之后，通過摩爾根、沃森、克拉克、威爾金斯、佛蘭克林、比德爾、塔特姆等人的工作，才揭示了基因的定位、結構、特性以及功能等內涵。

2邏輯順序與歷史順序的關系

德國哲學家黑格爾在《哲學史講演錄》的導言中指出：“我認為歷史上的那些哲學系統的次序與理論里的那些概念規定的邏輯推演次序是相同的。我認為，如果我們能夠對哲學史里面出現的各個系統的基本概念，完全剝掉它們的外在形態和特殊應用，我們就可以得到理論自身發展的各個不同的階段的邏輯概念了。反之，如果掌握了邏輯的進程，我們亦可從它里面的各主要環節得到歷史現象的進程。”從中不難看出，黑格爾是贊成邏輯與歷史是一致的觀點，他承認邏輯是歷史的反應。眾所周知，進化論與遺傳學有著十分密切的關系，遺傳學是進化論的基礎。孟德爾從說明物種進化的目的出發，發現了生物的遺傳和變異的規律，建立了正確科學的遺傳理論，奠定了遺傳學的基礎。有了這個基礎，才能建立起正確的進化論。但是，在遺傳問題上，達爾文花費了很多心思來研究解釋遺傳和變異在生物進化中的作用，提出了一個又一個的理論試圖來解釋生物進化的機制，卻未成功。既然遺傳學是生物進化論的基礎，遺傳學應當產生于進化論之前，但進化論卻先于遺傳學出現了，這表現為邏輯與歷史的反差性。另外，就遺傳學而言，各個分支學科的出現也表現為反差性。從歷史順序上講，孟德爾遺傳學是最早出現的，緊接著的是基因論的產生，最后才產生了分子遺傳學。從基礎性角度看，邏輯順序應當是：分子遺傳學一基因論一孟德爾遺傳學。因此，這表現為歷史順序與邏輯順序的反差性。

3現象與本質的關系

1909年，丹麥遺傳學家約翰遜首先提出了基因的概念，他認為孟德爾的“遺傳因子”的提法帶有小字眼不便于使用。因此，他將“遺傳因子”命名為基因。之后他又提出了“基因型”和“表現型”的概念，表現型是基因型和環境相互作用的結果，表現型是具有特定基因的生物體表現出來的全部性狀，是可以直接觀察到的。

從哲學的角度來分析，基因型和表現型的關系是本質與現象之間的關系。基因型是埋藏在現象中的本質，表現型是本質的外部表現，是本質的現象。但在遺傳學中，兩者的關系是一個十分復雜的關系。這個復雜主要表現在兩個方面：

①基因型不同，表現型不一定不同，基因型和表現型可以不一致，即現象與本質可以是不一致的。以孟德爾的豌豆雜交實驗為例，他采用高莖豌豆和矮莖豌豆雜交，以A代表高莖豌豆的基因，以a代表矮莖豌豆的基因，AA的基因型與Aa的基因型不同，但它們的表現型是相同的，即都為高莖豌豆。這是由于高莖豌豆的基因是顯性的，矮莖豌豆的基因是隱性的。

②哲學的觀點是要通過事物的現象來尋找事物的本質、探索本質。但遺傳學家卻沿著相反的路徑進行，即沿著從本質到現象的路徑來進行探索與研究的，或者說從基因型入手來探索表現型。這在遺傳學上叫“基因的表達”。因此，遺傳學的研究方法與哲學原理中的研究路徑是相反的。

那么，有什么事實能夠說明遺傳學與哲學的研究路徑的反差性呢？下面選擇兩個事實進行簡要的概括。一個是“一個突變，一個代謝”，一個是“一個基因，一個酶”。

（1）“一個突變一個代謝”。英國內科醫生伽羅德于1901年，在倫敦皇家醫學和外科學會上宣讀了他觀察的4個家系共11人患尿黑酸病的論文。1902年，他報道了患黑尿酸病的10個家系的情況。1908年，他作了題為《遺傳性代謝疾病》的報告，宣布了他對黑尿酸病、戊糖尿癥、胱氨酸尿癥和白化病四種人類疾病的研究結果。他得出的結論是，這四種疾病都是由先天性的酶缺陷引起的，并且顯示了一定的家族傾向。他用攝食實驗證明：尿黑酸是苯丙氨酸和酪氨酸的代謝產物。如果沒有基因突變，尿黑酸經過尿黑酸氧化酶的催化，分解成延胡索酸和乙酰乙酸或轉變為褐黃色物質，然后排出體外。若基因發生突變，尿黑酸氧化酶失活，尿黑酸代謝受阻，不能轉變為褐黃色物質，導致尿黑酸大量積累，然后隨尿液排出。患者尿液與空氣接觸后變成黑色。伽羅德在他的論文中，用遺傳學原理解釋了近親結婚與隱性遺傳病的關系。他提出，尿黑酸病是單隱性遺傳的，他率先認識到，隱性突變基因的純合子可以導致代謝障礙。而代謝障礙是由于酶的缺失。酶由基因編碼，一旦編碼特定酶蛋白的基因發生突變，就會降低酶的活性甚至喪失酶的活性。因此，相應的生物化學反應就不能正常進行。于是就造成了這一反應的底物或前體物質的積累，造成正常產物不足或異常產物出現。

（2）“一個基因一個酶”，20世紀三四十年代，人們認識到，生物的生長發育依賴于一系列的生物化學反應。20世紀初，人們已經知道酶的成分是蛋白質，酶與無機催化劑相比有顯著的特異性。1933年，美國遺傳學家比德爾和法國遺傳學家埃弗呂錫從遺傳學和胚胎學相互關系著手，來研究酶和基因之間的關系。他們用朱紅眼色和辰砂眼色的兩種果蠅的突變基因進行果蠅眼色的移植實驗，以研究果蠅復眼眼色形成過程中基因的作用。實驗表明，決定果蠅正常眼色的棕色素，由這樣的代謝鏈產生：前體一物質I一物質Ⅱ一棕色素。由于朱紅眼色的隱性基因突變，在前體轉變成物質I的過程中，產生了代謝障礙。當然他們不知道這些物質是什么。

1940年，比德爾和英國生物化學家塔特姆合作，他們改變了實驗材料，將實驗材料果蠅替換為紅色面包霉，其效果特別理想。他們創立了研究基因控制代謝的新途徑。其工作的主要步驟是：

①誘變，利用x射線、紫外線或其他實現或藥物，對紅色面包霉進行誘變處理，目的是產生突變體;

②培養，經過射線處理的孢子分別放入完全培養基（野生型和突變型都能夠生長）中，使它們長出菌絲：

③檢驗出突變型，將上述生長出來的紅色面包霉接種到基本培養基上，若不能生長（野生型能生長），說明孢子發生了突變。

然后通過營養成分的補充，進行探究性測定，找出哪一種或哪幾種補充物質能夠使突變體生長，從而確定它屬于哪種突變型，也就是哪種營養缺陷型。選擇的培養基為特定突變體提供了代謝所必須的，但其本身不能合成的物質。因此，為了鑒別不同的缺陷型，就必須將突變體放入添加了某種氨基酸的基本培養基中;如果能夠生長，說明這種氨基酸正是這種突變體所缺乏的物質。也正是基本培養基所必須添加的物質。比德爾和塔特姆依據自己的實驗和對生化突變型的分析，認識到一個基因的功能相當于一個特定的酶，一個基因突變就會影響一個酶的活性。因此，1941年他們提出了“一個基因一個酶”的假說。這個假說揭示了基因的基本功能，確認了基因的功能是通過控制酶的作用，從而決定了生物的性狀。

綜上所述，遺傳學家從研究基因的功能開始，到發現基因與代謝受阻的關系，然后又發現基因與酶的關系。正常代謝是生物生長發育的必要條件，生物性狀是在生長發育的過程中表現出來的。總之，生物的生長發育是一個基因型轉化為表現型的過程。遺傳是發育的基礎，發育是遺傳的實現。