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刘华杰 | 基因作为第一块多米诺骨牌

 道2和 2019-02-15

刘华杰

作者 刘华杰(北京大学哲学系教授,北京大学科学传播中心教授,博士生导师)

责编 许嘉芩 刘愈


100年前的今日,科学界刚刚重新发现孟德尔的论文,人们以极大的热情猜测生物遗传的机制,提出了可能存在不连续的遗传“因子”,但也有人反对。当时英国有一位叫贝特森(1861-1926)的,坚定地捍卫孟德尔的理论,为此与生物统计学家激烈论战。可是20年后,这位科学家竟然宣称不存在“基因”,即没有证据表明基因在细胞结构中具有物质基础。贝特森当然错了。[1]

1915年摩尔根领导的果蝇研究小组出版《孟德尔式遗传的机制》,获得极大成功,科学共同体准备接受基因和孟德尔的思想。但是直到1940年仍然有戈德施密特(1878-1958)这样的大人物不看好基因理论。1953年沃森和克里克发表划时代的论文,DNA双螺旋结构模型提出,十年后遗传密码被破译。至此,基因的存在性已无可争议,随后的分子生物学研究不断锦上添花。

 基因是如何存在的,如何发挥作用的?基因是DNA片断,对于真核细胞,DNA一般位于染色体上,染色体位于细胞核中。物种所以能够较稳定地世代遗传,奥秘在于能够将自己的DNA信息完整地传给子代。对于像人这样的高等动物,一般通过有性生殖繁衍后代。我们是二倍体生物,性细胞(卵子和精子)通过减数分裂得到,各含有亲代一半的遗传信息。卵子与精子结合,形成合子,包括了来自双亲的全部基因拷贝,生成了一个新的二倍体。

这是中学生应知道的关于基因与遗传的一点皮毛知识。

在不到50年的时间里,科学家不断深入地探索基因,通过艰苦的努力发现了许多特殊的基因,即定位出哪些基因与哪些性状直接相关,或者存在线性的因果联系。比如,人们越来越相信,大部分疾病的发生与基因有关,甚至严格确定了某疾病与某个基因的对应。下一步,自然的想法就是人能不能以及如何有效地操纵基因、嫁接基因。如今转基因大豆、玉米和蔬菜已在世界各地的大田中种植。据说这些生物的基因被专门优化了,更能满足人类的需要。然而潜在的危险也出现了。人们记得,野葛、水葫芦、仙人掌等植物曾被不慎带到一个新世界,疯狂地繁殖,引起过严重的生态灾害。那么转基因作物会不会混入自然生态循环?

此外,怎么知道基因的确是被“优化”了?我们都晓得任何优化都是相对一定条件而言的,甚至常常是局部化的、功利化的结果。基因优化的长远后果在短期内很难知道。整个基因时代到目前也不过才50多年,这对于大自然漫长的遗传与进化过程算得了什么。一千年一万年后会怎样?没人知道。

1996年春第一头体细胞克隆动物在英国罗斯林研究所诞生,那头多利羊至今已经五岁半,或者十一岁半,这要看怎样计算,因为她是从一头已经六岁的羊身体上取下的一个细胞通过核移植(绕过了有性生殖)而繁殖的。这些年,媒体注视着这头羊,同时世界上有数百个类似的克隆动物降生。PPL等相关生物公司吸引着渴望发点小财的股民。

2002年1月初,据路透社、美联社报道,多利突然左后腿患上了关节炎,罗斯林研究所的威尔穆特(“发明”多利的科学家)却说,她本不该这么年轻就患这种病,现在不清楚是因为克隆过程的失误留下的遗传缺陷还是完全偶然的原因,导致她得上关节炎。他同时说,有证据表明,目前的克隆方式有一些问题,成功率不高。即使看起来成功了,长远看是否成功还不知道。威氏暗示,克隆动物可能更容易患病,或者提前衰老。[2][3]

即使如此,部分科学家对克隆人早就跃跃欲试了。如今干细胞和人工胚胎的培育也在轰轰烈烈地开展着。

建立在“原子”之上的旧科学曾深深改变了我们的世界,建立在“基因”之上的新科学影响会更大。

没有人能够阻止科学的前进。“基因”一旦被发现了,随后的一切几乎就是命中注定的:人们必定发现DNA的结构,必定发现遗传密码,必定想着操纵基因,必定要启动人类基因组计划,必定想着克隆动物并且克隆人,顺此路线克隆人必定诞生,等等。由基因启动的系列科学研究,前所未有地将生命现象统一起来,在《自私的基因》《伊甸园之河》中我们看到了一幅恢弘的生命史大写意,这图景真实而冷酷,令人惊诧、颤栗。[4]

相对于科学的驱动力(不管是好还是坏),旧法律与旧伦理道德都显得苍白无力,因为对事物的评价往往还得依赖于科学。反科学、拒绝科学更是软弱的,科学是反不掉的,回避科学的是傻瓜。唯一有希望的抉择是,了解科学、参与科学的决策,制定新的游戏规则。[5]

当未来是不确定的或者某种意义上是命中注定的之时,悲观与乐观也就没有本质的差别,只是不同的态度罢了,但于个体,乐观会使人生活得快乐,相反从悲观中我们只能得到悲观。

 

注释:

   [1]艾伦,《20世纪的生命科学史》,复旦大学出版社,2000年,第三章。

   [2]LONDON (Reuters), Ben Hirschler, European Pharmaceuticals 

Correspondent, Cloned Sheep Dolly Develops Arthritis,Friday Jan. 

4, 2002. 

   [3]LONDON (AP) , THOMAS WAGNER, Associated Press Writer, Cloned 

Sheep Dolly Has Arthritis, Friday Jan.4, 2002. 

   [4]任何一位有理性的人都不得不相信由分子生物学、现代进化论、生物化学所描述的生命世界图景。这图景或者美丽(beauty)或者壮观(sublimity),但首先它综合了大量的事实,把理论间的不一致性降到了最低点。在整体上不相信这种图景就是没文化的表现。在此基础上,对生命本性的理解与期望是另外一回事。吴国盛说的进化的故事令人悲观,我想指的是第二层意思。

   [5]反对科学家的观点不能算反科学,科学就是通过争鸣、反驳而进步的。事实上,“反科学”是很模糊的用词,需要进一步细化。就算整体上反对科学,也不全是坏事,要看他为什么反对,出于什么动机,他对科学的批评是否有助于科学的发展。当然,也有大量有害的“反科学”,我们要提高警惕,尤其在中国这样一个真正的科学与真正的科学观念并不发达的国家中。科学是全体人的科学,怎样发展科学微观上自然是科学家说得算,因为外行压根

搞不懂,但宏观上外行也有发言权,至少要有知情权,至少要知道纳税人的钱是怎样使用的、可能产生什么样的结果。这些“行外”不仅仅是官员,那些“发包”的人,还有广大公众。此外,一个领域的科学家对另外一个领域可能就是外行,但这不妨碍他发表意见,因为一个现实问题是,有限的资金和其他资源应当如何分配,各个不同的学科之间应当有什么样的比例。




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