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译者： 贝壳zz
原作者：Michael Brooks
发表时间：2014-12-07
如果你以前数过蜈蚣的体节，你就会发现其体节总是奇数。这并非因为这是每个物种的遗传密码规定必须如此；这是因为蜈蚣进化过程中限制了更多的可能性。 越来越多的研究人员表示，通常人们所说的基因影响言过其实。有如此多其他因素影响着我们作为个体出现以及我们作为一个物种进化的过程，生物学的基本原理真需 要重新改写。“这绝非是学术茶室的一场理论风暴，”一群生物学家在10月份的《自然》杂志上写道。“这是为追求这一学科的真正灵魂而进行的战斗。” 有机体的环境是另一个比较复杂的因素。比如，从鱼类来看，形状本应是由基因决定的。然而，马拉维湖之旅已经表明这一想法是多么肤浅。湖中的鲷鱼的基因非常独特， 然而，某些物种则看起来很像附近坦噶尼喀湖中的那些。它们那又大又翘的嘴唇和突出的额头似乎是由于环境压力和进化路径造成的，而非遗传指令的结果。 梧桐叶的形状也只有部分是由遗传决定的。树所生长之土壤的化学元素，甚至仅仅是它的湿度，都会影响到结果。而且湿度对于康懋达蝴蝶也是非常重要：它们在旱季的蝶蛹呈现橙色，而到雨季则变为蓝色。 所以，生命是复杂的。DNA基因的随机突变发挥作用，但还有大量的其他因素也起作用。有趣的是，即使是那些随机突变也比我们想象的更为复杂：有些可能是受宇宙最基本进程的影响。 在物理学的前沿，研究人员认为量子的不确定性-对物理过程起源的一种模糊认识-创造了宇宙说。我们的先进工程工具利用这种不确定性制造激光、硅片和21世纪的所有产品。在生物学的前沿，同样的现象被认为是推动进化变异的部分原因。 这是因为一些基因突变是源于DNA分子内部的质子出现看似无害的错位。质子是原子核的成分之一，可以利用不确定性之类的量子现象。例如，质子不必固定于在一 个地方，一个质子可以存在于分子的两个不同地方。也就是说，直到细胞的分子机制到来读取DNA的编码指令。这一行动强迫质子必须选择进入两个地方中的一 个，其结果，在某种程度上，导致DNA结构的突变。 萨里大学的遗传学家约翰乔·麦克费登(Johnjoe McFadden)是第一个认为生物学可能利用量子物理学这个特性的人。他说，这可能是现实世界中起作用的许多量子特征之一。他在与理论物理学家吉姆·阿 尔·哈里里(Jim Al-Khalili)合著的一本新书《边缘生活(Life On The Edge)》中概述了这种可能性。两人相信，动物迁徙、光合作用、嗅觉和大量的其他日常现象本质上都可能是量子。 生物学量子方面的这一观点 首先是由欧文·薛定谔在他1944年的著作《生命是什么?》中提出的。这启发了物理学家弗朗西斯·克里克进入生物学领域并导致他在1953年与詹姆斯·沃森一起发现了DNA的构成。在那之后，几乎再没有人多么关注量子生物学。然而，由于生物学家遇到他们学科之下存在不确定性，薛定谔的观点可能会再次甚嚣尘上。 |
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