19.8 DNA并不能给所有东西编码

卵细胞的发育过程背负了太多传承下来的包袱,限制了其成体可能的多样性。总的来说,构成躯体的物质利用物理约束限定了躯体所能发育成的形态。大象不可能长着蚂蚁般的细腿。基因的物理本质也同样限定了动物所能形成的种类。每一段遗传信息都是一个蛋白质分子,必须通过物理移动来传播。由于基因的这些物理约束,一些信息很难或者根本不可能在复杂的躯体里完成编码,DNA亦是如此。

基因具有独立于躯体的动态特性,对它们的产出物有生杀予夺之权。在基因组内,基因之间相互关联,以致于形成互锁现象:A以B为前提,B以C为前提,而C又以A为前提。这种内在联结形成了一股保守力量,迫使基因组保持不变状态——与它所产生的躯体无关。与复杂系统一样,基因组通过限制所允许的变化来对抗扰动,它所追求的是作为一个有凝聚力的统一体而留存下来。

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当人工选择或者自然选择使某个基因型(比如说,一只鸽子的基因型)偏离了稳态而趋向自己的喜好(比如说,白色)时,基因组中的相互关联特性就会发挥作用,从而产生许多副效应(比如说,近视)。达尔文作为一名育鸽人,已经注意到了这点,并把这种现象称为「生长中神秘的相关法则」。新达尔文主义的元老恩斯特·迈尔声称:「就我所知,过去50年中进行的所有精细选择(繁育)试验中,没有一例未出现过讨人厌的副效应。」被传统群体遗传学依为基石的单点突变实际上非常罕见。基因通常身处复杂环境,并且其自身就是一个复杂适应系统,它有自己的智慧与惰性。这正是怪亦有道的原因所在。

基因组必须偏离其通常组合足够远,才能在外形上产生本质区别。当基因组被竞争压力拉出其正常轨道时,它必须在物质层面上重组它的关联模式,以维持稳定。用控制论的话来说就是,它必须使自己落在另一个具有整体性和内敛性并且内稳的吸引域[1]中。

生物体在问世之前,在直面竞争与生存的自然选择之前,就已经两度受制于其内部选择——一个是来自于基因组的内部约束,另一个则来自于躯体所遵循的法则。在生物体真正同自然选择打交道之前,它还面临来自第三个方面的内部选择。一个被基因接受并随后被躯体接受的变化,还必须被种群接受。只发生在单体身上的变异,即使再出色,也必然随着单体的死亡而灰飞烟灭。除非包含变异的基因能够在整个种群中扩散开来。种群(或者同类群)具有自身的内敛性和整体性,并呈现出一种整体的涌现行为,恍若是一个庞大、内稳的系统——种群即个体。

任何跨越这些障碍而得以进化的新事物都足以令人惊叹。在《走向新的生物学哲学》[2]一书中,迈尔写到:「进化最艰难的壮举就是挣脱这种内敛性的束缚。这就是为什么在过去5亿年中只出现了很少的新物种;此外,99.999%的进化分支都已灭绝也很可能与此有关。这种内敛性阻碍了物种在环境突变时做出快速的响应。」在这个不断变化、共同进化的世界中,进化的停滞现象曾一度令人们非常困惑,如今终于有了一个像样的说法。

我之所以深入研究这些情况,是因为对生物进化的束缚也正是人工进化的希望所在。进化动力学中的每一个负面约束都可以从正面来看待。用来维持旧传统的束缚力可以用来创造新事物。将生物限制在自己的形态内,防止其随意漂移到其他形态的力量,也正是最初使生物成形的力量。基因内部的这种自强化特性使得它难以离开其稳定状态,就如同一条山谷,将各种随机因素拽入其中,直到它们找到可能的栖身之所。在数百万年中,基因组和躯体的多重稳定性维持着物种的向心状态,其作用超过了自然选择。而当某个物种奋力一跃,挣脱原有的稳定态时,同样的内敛性会诱使它进入一个新的内稳态——自然选择的影响依然微乎其微。乍一看这有些奇怪,但的的确确,束缚即创造。

正所谓「败也束缚,成也束缚」。在生物不同层面上涌现出来的内敛性而非自然选择,很可能正是那99.999%的生命形式得以起源的原因所在。我们还无法衡量束缚在形成生命上的作用——有些人称之为「自组织」——但它很可能是巨大的。

吸引域(Basin of Attraction):系统空间中某些点的集合。当系统以这个集合中的点为起始点时,可以动态地收敛(或进化)到某个特定的吸引子(即稳态)。

《走向新的生物学哲学》:「Toward a New Philosophy of Biology: Observations of an Evolutionist」,Ernst Mayr, Harvard University Press, 1989.