17.5 掌握进化工具

进化作为一种工具,特别适用于以下三件事:

如何到达你想去而又找不到路的领域;

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如何到达你无法想象的领域;

如何开辟全新领域;

第三种用途就是通向开放世界的门户。它是非监督式、非定向式的进化过程。它是霍兰德设想的不断扩张的恒新机器,是一个可以自己建设自己的事物。

像雷、西姆斯和道金斯这些伪上帝们在实验伊始都以为自己划定了系统空间,当他们看见进化如何扩大这一空间时,都大感惊诧。「那比我想象的要大得多」是他们常说的话。当我在卡尔·西姆斯进化展的图片之间穿行的时候,也有类似的无法抗拒的感觉。我找到的(或系统为我找到的)每一张新图片都色彩斑斓且意想不到的复杂,与我从前曾经见过的任何东西都大不相同。每个新图像似乎都扩大了可能存在的图片的空间。我意识到我从前对图片的概念是由人类——或者说由生物本性——来定义的。但在西姆斯的世界里,有相当多数量的激动人心的景致有待展现。它们既非人造也非生物制造,但却同样丰富多彩。

进化在拓展着我对可能性的认识。生命的机制与此非常相似。DNA的字节都是功能单位——是拓展可能性空间的逻辑进化者。DNA与西姆斯和柯扎的逻辑单位的运行方式是等同的。(也许我们该说他们的逻辑单位与DNA相等同?) 屈指可数的几个逻辑单位就可以通过混合和配对形成天文数字般的蛋白质编码。细胞组织、疾病、药品、味道、遗传信息以及生命的基础结构等所需的蛋白质,均来自与这张小小的功能字母表。

生物进化是一种开放的进化,它以旧的DNA单元繁育新的DNA单元,它是一个不断扩张、永无止境的库。

分子育种学家杰拉德·乔伊斯很高兴他所从事的分子进化工作「既是为了兴趣,也能有利可图」。但他的真正梦想是孵化出另一种开放进化机制。他告诉我,「我想试试看,能否在我们的控制之下启动自组织过程。」乔伊斯和同事们正在做一个试验,让一种简单的核酶[1]进化出复制自己的能力——那正是汤姆·雷跳过的一个至关紧要的步骤。「我们的明确目标是启动一个进化系统。我们要让分子自己学会如何复制自身。之后,自发进化就将取代定向进化。」

目前,自发且能自我维持的进化对生物化学家们来说还只是一个梦想。至今还没有人能够驱使一个系统迈出「进化的一步」——发展出之前未曾有过的化学进程。到目前为止,生物化学家只能针对那些他们已经知道该如何解决的问题来进化出新的分子。「真正的进化是要闯出一片未知的新天地,而不是仅仅是在感兴趣的变异中打转转。」乔伊斯如是说。

一个有效的、自发的、进化的分子系统将会是一个超级强大的工具。它将是一个可以创造出任何生物的开放系统。「它将是生物学的巨大成就。」乔伊斯宣称。他相信,其冲击力相当于「在宇宙中找到了另一种乐于与我们分享这个世界的生命形式」。

但是,乔伊斯是一个科学家,他不会被热情冲昏了头:「我们并非要制造生命,然后让它发展自身的文明。那无异于痴人说梦。我们只是要制造一种与现有的化学存在略有不同的人工生命形式。这可不是什么天方夜谭,而是可以触摸得到的。」

核酶(ribozyme):是一种化学本质上为核糖核酸(RNA)但却具有酶的催化功能的物质。核酶的发现,打破了酶都是蛋白质这一传统认识,并使得分子层面上的进化成为可能。发现核酶的两位美国科学家因此而获得1989年的诺贝尔化学奖。