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威廉·哈密顿和寄生物的力量

书籍名:《性别的历史》    作者:Matt Ridley



很多前辈大师提出了性、多态性和寄生物在某种程度上有一定联系的看法。其中,霍尔丹的贡献最为突出。在1949年,也就是在DNA结构公之于世的4年前,他提出:“杂合性在抵御疾病的过程中起一定作用,某些细菌和病毒适应了特定范围内个体的生化结构,而其他的个体相对的生化结构仍具有抵御能力。”几年后,他的同事苏瑞士·扎亚克(Suresh  Jayakar)又进一步阐述了这个说法。之后,这种说法却被人们淡忘了。直到20世纪70年代后期,5个人先后重提这个观点,他们分别是:罗彻斯特的约翰·捷尼克(John  Jaenike),蒙特利尔的格雷厄姆·贝尔,伯克利的汉斯·布雷默曼,哈佛的约翰·图比(John  Tooby)以及牛津的比尔·哈密顿(Bill  Hamilton)(1)。

其中研究“性”和疾病关系最为深入的非哈密顿莫属。从外表来看,哈密顿是一个典型的心不在焉的教授。当他漫步在牛津街头时,常常会陷入沉思,眼镜由一根绳系着挂在胸前,双眼直视着前方。他谦逊的态度和随意的写作风格都是假象,他总能够在恰当的时间提出生物界的惊人发现。在20世纪60年代,哈密顿创建了“亲属选择理论”,他指出基因的成功可以使动物照顾近亲,因为它们分享相同的基因。这恰恰可以用来解释动物的合作关系和利他行为。在1967年,他无意间发现基因之间的互相残杀,具体内容我会在第四章详细阐述。到了20世纪80年代,他预见同行们将大力宣扬互惠原则是人类合作的关键。在本书中,我们会一次次地发现,我们正是沿着哈密顿的足迹探寻世界。

在来自密歇根大学的两名同事的帮助下,哈密顿建立了性和疾病的电脑模式,一种人造生命。该程序始于200种虚拟的生物,它们都像人类一样,从14岁开始生育,持续到35岁左右,而且每年生育一代子女。但是电脑随机让它们中的一些进行“有性”生殖,其他的进行“无性”生殖。死亡是随机发生的。不出所料的是,电脑模式每次启动,有性生殖的个体都会面临灭绝的危险。在其他条件不变的情况下,有性生殖和无性生殖的竞赛,每次都以无性生殖获胜而终。

接下来,他们引进了几种不同的寄生物,每种各200只。寄生物的威力取决于“致病基因”,这恰好与寄主体内的“抗病基因”相对应。在每一代中,抗病性最弱的寄主和毒性最弱的寄生物都会遭到淘汰。目前看来,无性生殖物种不再具有先天的优势,有性生殖物种常常在竞争中获胜。若每种生物中都有大量的抗病基因和致病基因,有性生殖的优势将更加明显。

与我们预想的一样,在这种模式中,抗病基因越变越平凡,使得致病基因也随之趋于平凡。因此抗病基因越来越少,而致病基因便趁机而入。正如哈密顿所说:“对抗寄生物的调试一直处于退化的状态。”但这不同于无性物种,不受欢迎的基因并不会灭绝,基因的数目一旦变少,就不会继续减少,它会逐渐恢复。哈密顿写道:“在我们的理论中,性的本质在于储存目前没有用的基因,但在将来的某个时候它可以派上用场。性不断地尝试将基因重组,等待不利条件消失。”永恒、理想的抗病能力并不存在,抗病性都是短暂又不断变化的。

哈密顿做了一个模拟实验:电脑屏幕上有一个红色透明的立方体,里面有两条线,一条是绿色的,另一条是蓝色的,它们像慢镜头中的烟火一样不停地彼此追逐。到底发生了什么呢?实际上,这是寄生物穿过基因空间追逐寄主,说得更具体一点儿,立方体的每条轴线都代表相同基因的不同版本,寄生物和寄主都在不停地改变基因组合。大约过了一半的时间,寄主最终停在了立方体的一个角落里,用尽了基因的各种变体。突变错误可以有效地防止这种情况发生,即使没有突变错误,它也会自动发生。虽然起始条件是可确定的,但接下来要发生的一切都是完全不可预测的,机遇的因素完全不存在。有时两条线沿着立方体的边缘,以稳定的速度彼此追逐,50个世代改变一个基因,接下来再改变另一个基因,如此往复;有时会出现奇怪的波浪和圆圈;有时就是一片混乱。两条线在立方体中彼此追逐,就像彩色的意式面条,很是奇特。

当然,这个模式并不等同于真实的世界。它没有解决问题的争端,只是建立了一个战舰模式,证明真正的战舰的确可以漂浮在水面上。但它帮助我们确定“红色皇后”不停奔跑的环境。一个非常简化的人类版本和一个奇异简化的寄生物版本,不断地以循环或随机的方式改变基因。虽然一直在改变,从未停止,但也从未离开,只要性存在,二者最终都会回到原点。