基因组:人种自传-第7章
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也许,智商的遗传性暗示了一些完全不同的东西,这些东西一次性地证明了,高尔顿试图把先天与后天因素区别开来的努力,从观念上就错了。想想这么一个看上去愚蠢的事实:平均来讲,智商高的人比智商低的人耳朵更对称。智商高的人整个身体都更对称:脚的宽度、膝盖的宽度、手指长度、手腕宽度以及手肘宽度都与智商有关联。
90年代早期,对于身体对称性的兴趣又复活了。这是因为它可以揭示出发育早期的一些奥秘。身体的有些不对称性,在人群里是很有规律的。例如,在大多数人体内,心脏位于胸腔的左侧。但是,另外一些不那么明显的不对称性,却是比较随机的,哪边都可以。有些人的左耳比右耳大,另外一些人却刚好相反。这种被称为“起伏性不对称”的不对称性,它的程度,是对于身体在发育过程中受到了多少压力的很敏感的量度:感染、毒素和营养不良造成的压力。智商高的人身体更对称这一事实,说明这些人在母亲子宫里和在童年时期身体所受压力比较小。也许他们的身体有更高的抗压性。这种抗压性也许也是有遗传因素的。这样,智商的遗传性也许并不是由“智慧基因”直接决定的,而是由那些抗毒素、抗感染的基因间接决定的。也就是说,是由那些与环境相互作用的基因决定的。你遗传到的不是一个高智商,而是在某种特定环境下发展出高智商的能力。如果是这样,那么怎么能把影响智力的因素分成遗传因素和后天因素呢?明明白白地是不可能的。
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第六号染色体智慧(5)
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支持这个理论的证据来自于所谓的“弗林效应”。詹姆斯·弗林(JamesFlynn)是一个在新西兰工作的政治学家,在80年代,他注意到这样一个现象:在世界各国,一直以来人们的智商都是在增长的,大约每十年增长三点。原因却很难确定。也许原因与身高的增长是一样的:童年时期营养的提高。危地马拉有两个村庄在几年里一直得到由外界援助的大量蛋白质补剂,十年之后再去测试,发现儿童的智商有了显著的提高,这是弗林效应在局部地区的表现。但是,在营养充分的西方国家里,人们的智商仍然是在迅速提高的。学校跟这个现象也没有什么关系。因为中断学校教育只会给人的智商带来暂时影响,而且,分数迅速上升的那些测试项目,恰好测的是学校里不教的东西。分数上升最快的,是那些测试抽象推理能力的项目。一位科学家,乌瑞克·耐瑟(UlricNeisser),'当代美国认知心理学家。——译者注'相信弗林效应的原因是当今社会日常生活中充斥着高强度的、复杂的视觉图案:动画片、广告、电影、海报、图像和其他光学显示,而这些是以书面语言的减少为代价的。儿童的视觉环境比以前丰富得多,这有助于培养他们解决视觉方面的智力测试题,而这正是智商测试里最常见的题型。
但是,这个环境因素乍看起来很难跟研究孪生子所得出的智商高遗传性的结论调和起来。就像弗林本人说的,50年来人们的智商平均增加了15点,要么是因为50年代的人好多是傻子,要么是因为现在的人好多是天才。因为我们并没有处在文化复兴的时期,所以他认为,智商测试并没有测到人的内在能力。但是,如果耐瑟是对的,那么当今世界环境只不过是一个有利于人们发展智力中的一种——对于视觉符号的娴熟——的环境。这对于“g”这个提法(智力是综合能力)是个打击,但并没有否定不同种类的智力是有遗传性的。在200万年的人类文化之间,我们的祖先传下来了通过学习才能掌握的各地不同的习俗,人脑也许已经通过自然选择学会了怎样发现和掌握在自己本地文化里重要的技能,以及自己能够掌握得比较好的技能。一个孩子所处的环境不仅与他的基因有关,也与外界因素有关,而一个孩子有能力找到甚至创造出适合自己的环境。一个有动手能力的孩子会学习需要动手的技能;一个书虫子会去找书。也许,基因创造的是一种欲望,而不是一种能力?不管怎么说,近视的遗传性不仅来自于眼球形状的遗传性,也来自读书习惯的遗传性。因此,智力的遗传性也许不仅仅是先天能力的遗传,也是后天因素的遗传。对于由高尔顿发起的这一世纪以来关于智力遗传性的争论,这真是个内容充实又令人满意的结局。
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Chapter X和Y染色体冲突
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Xq28——多谢你的基因,妈妈。——90年代中期同性恋书店里T恤衫上的字样
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X和Y染色体冲突(1)
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往语言学拐一下,我们就会直面进化心理学所提出的骇人理论。也许它让你有了一种不安的感觉,感到有些其他的东西在控制我们的生命,感到我们自己的能力,语言能力和心理能力,都在某一程度上是由本能所决定,而不像你以前所骄傲地认为的那样,是由你自己的意志决定的。如果是这样,那么事情马上就要变得更糟了。这一章要讲的故事也许在整个遗传学史上是最出人意料的一个。我们已经习惯了把基因想象成是配方,它们在消极地等待着整个机体的“集体决策”,以确定要不要开始转录:基因是身体的仆人。这里我们要遇到另一种现实:身体是基因的受害人、玩具,是基因的载体和战场,为的是基因自己的雄心壮志。
比七号染色体小的那些染色体中,最大的是X染色体。X染色体是个与众不同的染色体,是不合群的家伙。跟它配对的染色体,也就是说,跟它在序列上有亲和性的染色体,不是像其他染色体那样是跟它一模一样的一条,而是Y染色体,极小,而且几乎没有活性,就像是遗传上的“马后炮”。起码在雄性哺乳动物和果蝇里,以及在雌性的蝴蝶和鸟类里是这样的。在雌性哺乳动物和雄性鸟类里,则有两条X染色体,但是它们仍然有点怪。在身体内的每一个细胞里,两条X染色体不是等量地表达自己携带的遗传信息,而是有随机选择的一条把自己卷成一个小小的卷,没有活性,被称为巴尔小体(Barrbody)。
X和Y染色体被称为性染色体,原因很明显,因为它们几乎完全准确地确定一个人的性别。每个人都从其母亲那里得到一条X染色体,但是如果你从父亲那里拿到的是一条Y染色体,那么你就是个男的;如果你从父亲那里遗传到一条X染色体,你就是女的。有个别的例外,有人虽然有一条X染色体和一条Y染色体,但是表面看上去是女的。但是这些是特殊的例子,它们的特殊正是为普遍的规则提供了证据。因为在这些人体内,Y染色体上最重要的男性化基因要么缺失要么受了损害。
大多数人都知道这个事实,在学校里学不了多少生物学就会接触到X和Y染色体。大多数人也知道色盲、血友病以及其他一些疾病在男性里更为常见,因为这些致病基因在X染色体上。因为男性没有一条“富余”的X染色体,他们比起女性来更易罹患由隐性基因导致的疾病。正如一位生物学家说的,男性体内的X染色体是在没有副驾驶的情况下独自飞行。但是,有些关于X和Y染色体的事情是大多数人不知道的,有些事情非常奇怪,让人不安,它们动摇了整个生物学的基础。
在所有科学研究方面的出版物中,《皇家学会哲学通讯》是最严肃最清醒的之一。在它里面,你很少会读到这样的文字:“这样,哺乳动物体内的Y染色体很可能参与的是一场被敌人在‘枪支’上占了上风的战斗。一种合乎逻辑的结果,是Y染色体应该逃跑、躲藏起来,把所有功能并非必需的序列都扔掉。”“战斗”、“在‘枪支’上占了上风”、“敌人”、“逃跑”?我们可不认为这些是DNA应当做的事。但是同样的语言,比这稍微多一点术语,在另一篇关于Y染色体的科研论文里也出现了。那篇文章的题目是《内在的敌人:基因组间的冲突,基因位点间竞争进化(ICE),以及物种内部的红色皇后》。文章的一部分是这样的:“Y染色体与其他染色体基因位点间进化中持续不断的竞争,使得Y染色体上基因的质量由于那些有一定负面作用的突变的‘搭便车’而不断下降。Y的衰落是由于遗传上的‘搭便车’现象,但是基因位点间在进化中的竞争才是持续地推动雌雄两性之间相互对抗共同进化的催化剂。”就算以上这段话对你来说就像“爪哇国”的文字一般,有些词还是能够吸引你的注意,比如“对抗”。最近还有一本教科书,也是关于同样的题材的。书的名字很简单,叫做:《进化,40亿年的战争》。这都是怎么回事呢?
在我们的过去,有某一时刻,我们的祖先从像两栖类动物那样让环境温度决定性别,改成了用遗传决定性别。改变的原因,也许是因为这样每一种性别的个体都可以从卵子受精就开始为自己的特殊角色而接受训练。在我们人类里,决定性别的基因使我们成为男性,如果没有这些基因就是女性,在鸟类里却正好相反。这个基因很快就在它周围吸引了一些对于男性有好处的其他基因,比如说,能够使肌肉发达的基因,或者是造成暴力倾向的基因。但是,因为这些基因是女性身体不想要的——不能浪费本来可用于抚养后代所需的能量——这些次要的基因就变得对一个性别有利而对另一性别有害。这样的基因就被称做性别对抗基因。
当另一个基因突变抑制了两条性染色体之间进行正常的遗传物质交换的时候,难题解决了。现在,性别对抗基因就可以分道扬镳了。一个基因在Y染色体上的形式可以利用钙来造出鹿角,而它在X染色体上的形式却可以用钙造出乳汁。这样,一对中等大小的染色体,本来是各种各样“正常”基因的所在地,就被性别决定这个过程给“劫持”了,最终成为了性染色体,各自“吸引”了不同的基因。在Y染色体上积累了对雄性有好处对雌性却常有坏处的基因,在X染色体上则积累了对雌性有好处而对雄性有坏处的基因。例如,有一个新近发现的基因叫做DAX,是在X染色体上的。有极少的一些人生来是有一条X染色体一条Y染色体的,但是X染色体上却有两份DAX基因。结果就是,虽然这些人从基因角度说是男性,他们却发育成为正常的女性。我们对其原因的理解,是DAX和SRY——Y染色体上让男性成为男性的基因——是互相对抗的。一份SRY会打败一份DAX,但是两份DAX就要打败一份SRY了。
这种基因之间互相对抗的升级是很危险的事。如果打个比方,我们可以觉察到,这两条染色体不再把对方的利益放在眼里了,就更不要提整个机体的利益了。或者更确切地说,一个基因在X染色体上的传播对X染色体可以是好事,但同时对Y染色体又是坏事;反过来也有可能。
举一个例子吧。假设有一个基因在X染色体上出现了,它携带的配方是一种致死的毒药,只杀死带有Y染色体的精子。一个带有这个基因的男性不会比其他男性有更少的子嗣,但是他只可能有女儿,不可能有儿子。他的所有女儿都携带有这个基因,而如果他有儿子,他们是不会携带有这个基因的。于是,在他的下一代里这个基因就多了一倍。这样一个基因会传播得很迅速。如果这样一个基因停止传播,惟一的原因就是它已“杀死”了太多的男性,使物种本身的存在都受到了威胁——男性变得很稀罕。
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X和Y染色体冲突(2)
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这是异想天开吗?根本不是。在一种学名叫做Acreaencedon的蝴蝶里,这种情况就发生了。结果就是这种蝴蝶的97%都是雌性。这只是我们所知的这种形式的进化冲突中的一例,我们称为“性染色体的推动力”。大多数已知的类似事例只限于昆虫,但是这只是因为科学家们对昆虫研究得比较详细。我在前文中引用过的那个奇怪的词,“冲突”,现在开始更加有意义了。有一个简单的统计资料:因为雌性有两条X染色体,雄性有一条X一条Y,所以在所有性染色体中有四分之三是X,只有四分之一是Y。换句话说,一条X染色体三分之二的时间是在雌性体内度过的,只有三分之一的时间是在雄性体内度过。这样,X染色体进化出攻击Y染色体能力的可能性,是Y染色体进化出攻击X染色体能力的可能性的三倍。Y染色体上的任何基因都可能受到来自一个新进化出来的X基因的攻击。结果就是Y染色体扔掉了尽可能多的基因,把剩下的“关闭”,以“跑得远远地藏起来”,剑桥大学的威廉·阿莫斯(WilliamAmos)用“科技术语”这样说。
人类的Y染色体在关掉它的大多数基因方面做得如此之有效,使得现在的Y染色体上绝大多数都是没有编码功能的DNA,什么功能也没有,但是这样它们就不给X染色体以任何可以用来瞄准的目标。有一段短短的序列看上去像是最近才从X染色体上“溜”过来的,这是所谓的“假常染色体”区域。除此之外还有一个极为重要的基因,就是我们前面提到过的SRY基因。这个基因启动一系列的事件,导致胚胎雄性化。一个单个基因能够有这样的能力是很少见的。尽管它的作用只是类似于拨一个开关,但很多事件紧随其后。生殖器官发育得像阴茎与睾丸,身体的形状与组成变得不再像女性(在我们这个物种里所有个体一开始都被当成女性对待,但在鸟类和蝴蝶就不是这样),各种激素也开始在大脑里起作用。几年以前,《科学》杂志上曾刊登过一幅搞笑Y染色体图,声称已经找到了那些典型的男性行为的基因,这些行为包括不停地拿遥控器换电视频道、记忆和复述笑话的能力、对报纸上体育版的兴趣、沉迷于包含摧毁性行为和有人死的情节的电影,以及不会通过电话表达感情。这个搞笑图之所以好笑,是因为我们认出了它提到的这些行为都是典型的男性行为。这个笑话强化了“这些行为是由基因决定的”这种说法,而远不是在嘲笑这种说法。这个图惟一错的地方在于,并不是每一种男性行为来自于一个特殊的基因,而是所有这些行为来自于因睾丸激素等引起的大脑的普遍雄性化,其结果,就是男性在现代社会里的这些表现。这样,从某种角度来说,很多男性特有的习惯都是SRY基因的产物,因为正是SRY基因启动的一系列事件导致了大脑与身体的男性化。
SRY基因比较特别。它的序列在不同男性体内惊人地相似:在人体内,它的序列中几乎没有点突变(也就是一个字母的区别)。在这种意义上说,SRY基因是一个没有变化的基因,从大约20万年前人类的最后一个共同祖先到现在,它就没有改变过。但是,我们的SRY基因与黑猩猩的很不同,与大猩猩的也很不同:这个基因在物种与物种之间的差别比一般基因要高十倍。跟其他活跃(也就是说,被表达的)的基因相比,SRY基因是进化最快的基因之一。
我们怎样解释这个矛盾的现象呢?据威廉·阿莫斯和约翰·哈伍德(JohnHarwood)说,答案隐藏在被他们称做“有选择地清扫”的那些逃跑与藏匿之中。时不时地会有一个有推动作用的基因出现在X染色体上,依靠着能够辨认出SRY制造出来的蛋白质的能力,来攻击Y染色体。这样,任何很少见的SRY基因的突变形式,如果能够造出一种不能被识别出来的蛋白质,它就立刻有了进化优势。这种突变