外邊兒正在下DNA祝峻。
我的花園盡頭魔吐，就在牛津運(yùn)河邊，有一棵很大的柳樹莱找，它正在釋放大量的種子酬姆。柳絮迎風(fēng)飄揚(yáng)。風(fēng)向不定宋距，四面八方都是柳絮轴踱。運(yùn)河上上下下，以我的雙筒望遠(yuǎn)鏡望去谚赎，河面上盡是白茫茫一片淫僻，其他方向诱篷，想必也是柳絮鋪地。柳絮是因?yàn)楸砻嬗邪咨慕q毛雳灵、柔軟如絮而得名棕所，絨毛的成分是纖維素，藏在其中的種仁悯辙，就體積來說簡(jiǎn)直微不足道琳省，種仁里裝著DNA——遺傳信息。滿天的柳絮里躲撰，DNA只占微小的比例针贬，為什么我說天上正在下DNA，而不說外邊正在下纖維素呢拢蛋？答案是：DNA才重要桦他。纖維素絨毛盡管體積龐大，不過當(dāng)作降落傘谆棱，用過就丟的快压。浮生若夢(mèng)。柳樹這出戲垃瞧，棉質(zhì)絨毛蔫劣、花、樹的本體等等个从，都是配角脉幢，主戲只有一場(chǎng)，情節(jié)只有一個(gè)信姓，就是在鄉(xiāng)間散布DNA鸵隧。可不是任何DNA意推，而是建造另一棵柳樹的DNA，更精確地說珊蟀，是含有特定文本的DNA菊值，那分文本是編過碼的特定指令集，新的柳樹在那套指令指揮之下發(fā)芽育灸、成長(zhǎng)腻窒、茁壯，然后開始散布新一代的柳絮磅崭。飄散在空中的柳絮儿子，正在散布制造自己的指令，不多也不少砸喻。它們現(xiàn)在隨風(fēng)飄散柔逼，正因?yàn)橥瑯拥氖滤鼈兊淖嫦茸龅煤艹晒Ｍ膺厓簼M天下的都是指令，滿天下的都是程序愉适，都是讓柳樹發(fā)育犯助、柳絮飄揚(yáng)的算則（algorithm，有明確執(zhí)行步驟的指令集）维咸。那不是隱喻（metaphor）剂买，而是明擺著的事實(shí)。即使我說天上正在下磁盤片癌蓖，也不會(huì)更明白瞬哼。
這是明擺著的事實(shí)，可是大家一直不了解租副。才不過幾年前倒槐，要是你問：“生物有什么特質(zhì)，好與無生物分別的附井？”幾乎每一個(gè)生物學(xué)家都會(huì)跟你大談什么原生質(zhì)（protoplasm）讨越。原生質(zhì)與任何其他物質(zhì)都不同；它有生機(jī)永毅，有活力把跨，是動(dòng)態(tài)的，有韻律的沼死，對(duì)刺激有反應(yīng)的着逐。老師賣弄這些詞藻，說穿了不過是指出原生質(zhì)“會(huì)對(duì)外界刺激有所反應(yīng)”（responsive）意蛀。要是你找來一個(gè)活的生物耸别，將它逐步分解，最后就會(huì)得到純?cè)|(zhì)的小顆粒县钥。當(dāng)年“達(dá)爾文斗犬”赫胥黎（Thomas Huxley秀姐，1825~1895）相信海底有一層純?cè)|(zhì)的生物（bathybius），它們是“均質(zhì)若贮、沒有結(jié)構(gòu)的物質(zhì)省有，一種活的蛋白質(zhì)顆粒，有營(yíng)養(yǎng)、生殖功能”。德國(guó)演化論大師赫克爾（Haeckel垮抗，1834~1919）認(rèn)為這種“單質(zhì)生物”（monera）是最原始的生物。我小時(shí)候這個(gè)概念已經(jīng)過時(shí)了舷蟀，可是老式教科書上還在講原生質(zhì)。現(xiàn)在這個(gè)詞沒有人提了，就像化學(xué)的“燃素”野宜、物理的“以太”（aether）扫步，“原生質(zhì)”已經(jīng)死了。構(gòu)成生物的物質(zhì)沒什么特別的速缨。生物是分子的集合體锌妻，與其他的東西一樣。
這些分子的特殊之處是：生物分子構(gòu)造比較復(fù)雜旬牲，必須按照程序制造這些分子仿粹。程序是成套的指令，生物體內(nèi)都有原茅，生物就是按照體內(nèi)程序發(fā)育的吭历。生物也許有生機(jī)、有活力擂橘、是動(dòng)態(tài)的晌区、有韻律的，總之通贞，對(duì)刺激會(huì)反應(yīng)朗若，而且有體溫，但是這些性質(zhì)全是突現(xiàn)的（emerge）昌罩，附帶的哭懈。每一個(gè)生物的核心，不是火茎用，不是溫暖的氣息遣总，不是“生命的火花”，而是信息轨功、字旭斥、指令。如果你想打個(gè)比方古涧，別想火啊垂券、氣息、火花什么的蒿褂。試試“刻在芯片上的幾十億個(gè)離散狀態(tài)的數(shù)字字符”圆米。如果你想了解生命，忘了有活力的啄栓、會(huì)跳動(dòng)的原生質(zhì)還是別的什么，想想信息技術(shù)也祠。我在上一章結(jié)束的地方提到蟻后是中央數(shù)據(jù)庫(kù)昙楚，暗示的正是這一點(diǎn)。
先進(jìn)信息技術(shù)的基本需求诈嘿，是某種記憶容量超大的儲(chǔ)存媒體堪旧。媒體中每個(gè)記憶位置都能處于幾個(gè)離散態(tài)中的某個(gè)特定“態(tài)”∠鞔校現(xiàn)在人工制品世界的主流技術(shù)——數(shù)字信息技術(shù)——正有這種特色。信息 技術(shù)也可以走另一條路淳梦，就是以模擬信息為基礎(chǔ)析砸。過去的膠盤唱片儲(chǔ)存的就是模擬信息——儲(chǔ)存在波狀的溝槽里（以唱針“讀”取）爆袍。激光唱片（CD）儲(chǔ)存的是數(shù)字信息首繁，記錄在唱片上一系列微小的“坑”里，每個(gè)對(duì)應(yīng)一個(gè)特定離散態(tài)陨囊，絕無模棱之處弦疮。那是數(shù)字系統(tǒng)的診斷特征：它最基本的要素不是處于一個(gè)狀態(tài)，就是另一狀態(tài)蜘醋，沒有半個(gè)狀態(tài)的胁塞，也沒有中間狀態(tài)的。
基因的信息技術(shù)是數(shù)字式的压语。這個(gè)事實(shí)是19世紀(jì)的孟德爾（Mendel啸罢，1822~1884；他的家鄉(xiāng)現(xiàn)在捷克境內(nèi)）發(fā)現(xiàn)的胎食，當(dāng)然扰才，他還沒有“數(shù)字信息”的概念。孟德爾以豌豆做實(shí)驗(yàn)斥季，演繹出的結(jié)論是：生物的子代不是親代基因“混合”的結(jié)果训桶。我們從親代接收的“遺傳”是以分離的粒子形式進(jìn)入合子（受精卵）的。就每一個(gè)特定遺傳粒子而言酣倾，我們不是從親代得到了舵揭，就是沒有得到。其實(shí)躁锡，正如數(shù)學(xué)遺傳學(xué)家費(fèi)希爾（R. A. Fisher午绳，1890~1962）指出的，這個(gè)“粒子遺傳”事實(shí)是顯而易見的映之，只要想想有性生殖就成了拦焚。我們的父母（親代）是一男一女（或一雄一雌），但是我們不是男就是女杠输，沒有“中間態(tài)”（雌雄莫辨）的赎败。每個(gè)新生兒從父母親遺傳男性或者女性的概率大約相等，但是任何一個(gè)新生兒不是男孩就是女孩蠢甲，不會(huì)兩者混合（加起來除以二僵刮？）。我們現(xiàn)在知道所有我們從父母繼承的粒子都是這樣。它們不會(huì)混合搞糕，即使在世代遺傳過程中它們會(huì)不斷地被“洗牌”（重新組合）勇吊。當(dāng)然，諸遺傳單位對(duì)身體的影響往往會(huì)造成“它們混合了”的強(qiáng)烈印象窍仰。要是一個(gè)高個(gè)子與一個(gè)矮個(gè)子汉规，或者一個(gè)白人與一個(gè)黑人結(jié)婚了，他們的子女往往看來是“中間型”驹吮。但是“混合”的表現(xiàn)只適用于遺傳粒子對(duì)于身體的影響针史，因?yàn)橛绊懮眢w的粒子數(shù)量很大，而每個(gè)遺傳粒子對(duì)身體都有微小的影響钥屈，身體表現(xiàn)的是大量粒子影響力的集合悟民。可是在遺傳過程中篷就，遺傳粒子彼此獨(dú)立射亏、不相混合。
混合遺傳與粒子遺傳的區(qū)別竭业，在演化思想史上非常重要智润。達(dá)爾文在世時(shí)，每個(gè)人都相信遺傳就是親代特質(zhì)的混合未辆。（只有孟德爾例外窟绷，他的劃時(shí)代論文于1865年發(fā)表，四年后又宣讀了另一篇咐柜，可是他1868年當(dāng)選修道院的“住持”兼蜈，無暇再接再厲或宣傳自己的研究成績(jī)，學(xué)界到19世紀(jì)結(jié)束時(shí)才覺悟他的結(jié)論的意義拙友。）蘇格蘭電機(jī)工程師弗萊明·杰肯（Fleeming Jenkin为狸，1833~1885）1867年（當(dāng)時(shí)是倫敦大學(xué)電機(jī)工程學(xué)教授）指出：光是混合遺傳這個(gè)事實(shí)（譯按：這是當(dāng)時(shí)的流行意見），自然選擇就不可能是值得考慮的演化機(jī)制遗契。達(dá)爾文的反應(yīng)是：（杰肯教授）“缺乏知識(shí)”辐棒。一個(gè)多世紀(jì)后，哈佛大學(xué)德裔美籍演化論大師邁爾（Ernst Mayr牍蜂，1904~2005）對(duì)杰肯仍不同情漾根。他于1982年評(píng)論道：杰肯《評(píng)〈物種起源〉》立論完全“基于當(dāng)時(shí)物理科學(xué)家流行的偏見與誤解■昃海”然而辐怕，杰肯的論證卻讓達(dá)爾文十分憂慮。杰肯以一個(gè)船難寓言將他駁斥自然選擇論的意旨發(fā)揮得淋漓盡致从绘。話說船失事后秘蛇，有一個(gè)白人船員漂流到一個(gè)有黑人土著的小島上……
讓我們假定這位白人擁有一切我們所知優(yōu)于黑人的天賦其做；我們同意：在生存競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)場(chǎng)上顶考，他享高壽的機(jī)會(huì)比土著酋長(zhǎng)大多了赁还；然而，即便如此驹沿，我們也無法推出這么一個(gè)結(jié)論：過了若干世代之后（暫不管確切的數(shù)字）艘策，島民就會(huì)成為白人。我們的白人船難英雄可能會(huì)當(dāng)上小島的國(guó)王渊季；為了生存朋蔫，他會(huì)殺死許多黑人土著；他會(huì)有許多妻子却汉，生許多孩子驯妄，而他的臣民中有許多男人因娶不到老婆而絕后……我們白人的優(yōu)異天賦無疑會(huì)讓他活到高壽，但是他一個(gè)人無論花多少世代也不可能將他臣民的后裔變成白人……在第一子代中合砂，有許多聰明的年輕混血兒青扔，平均說來比黑人優(yōu)秀多了。我們也許可以期望以下幾個(gè)世代國(guó)王寶座都由多少可說是黃皮膚的人占據(jù)翩伪；但是有人相信島上整個(gè)族群都會(huì)逐漸變成白人嗎微猖，甚至黃人？或島民會(huì)逐漸變得有活力缘屹、有勇氣凛剥、有智巧、有耐心轻姿、有毅力犁珠、能自制？——我們的白人英雄不就是憑著那些天賦打敗島民互亮、留下大量子裔的?!事實(shí)上這些質(zhì)量正是在生存競(jìng)爭(zhēng)中淬煉出來的犁享，不是嗎？（譯按：19世紀(jì)的西方學(xué)者認(rèn)為黃種人介于白種人與黑種人之間胳挎，處于黑人“進(jìn)化”成白人的過渡階段饼疙。）
請(qǐng)讀者不要被杰肯論證中彌漫的白人優(yōu)越意識(shí)岔開了注意力。在杰肯與達(dá)爾文的時(shí)代慕爬，這些種族偏見（racism）就像我們習(xí)以為常的物種（species）優(yōu)越意識(shí)一樣窑眯，“人”權(quán)、“人”的尊嚴(yán)医窿、“人”命是神圣的等等磅甩，是有識(shí)之士隨口就能大談的東西。我們可以用比較中性的例子改寫杰肯的論證姥卢。如果你混合白漆與黑漆卷要，就會(huì)得到灰漆渣聚。可是將灰漆與灰漆混合僧叉，無法還原白漆與黑漆奕枝。混合漆的實(shí)驗(yàn)足以代表孟德爾遺傳定律大白于世之前的遺傳學(xué)瓶堕，即使到了現(xiàn)在隘道，通俗文化中仍然保留了“一加一除以二”的血液混合遺傳觀念。杰肯的論證其實(shí)就是“淹沒”效應(yīng)郎笆。依據(jù)混合遺傳的假設(shè)谭梗，隨著世代交替，少數(shù)個(gè)體的優(yōu)異天賦必然會(huì)逐代“淹沒”宛蚓、沖淡激捏。整體而言，個(gè)別性逐代抹殺凄吏，于是族群就“統(tǒng)一”了远舅，根本沒有自然選擇的余地。而個(gè)體間的遺傳差異是自然選擇的原料竞思。
這個(gè)論證你一定覺得非潮硪辏可信，可是它不只是駁斥自然選擇的論證盖喷，它還駁斥了遺傳過程中無法抵賴的事實(shí)爆办！它擺明了就不對(duì)，個(gè)體間的差異何曾在世代交替過程中消失?!我們彼此間的差異并不比我們祖父母那一輩還要小课梳。個(gè)別差異仍然維持著距辆，不多也不少。族群中有個(gè)別差異暮刃，足夠自然選擇運(yùn)作跨算。這是1908年德國(guó)醫(yī)師溫伯格（Wilhelm Weinberg，1862~1937）與英國(guó)數(shù)學(xué)家哈代（G. H. Hardy椭懊，1877~1947）殊途同歸诸蚕，以數(shù)學(xué)指出的事實(shí)（即高中生物學(xué)課本中的“哈——溫定律”）。哈代是個(gè)不同流俗的學(xué)者氧猬，他當(dāng)年（1919~1931）在牛津大學(xué)擔(dān)任過幾何學(xué)講座教授背犯，就待在我這個(gè)學(xué)院里（新學(xué)院，New College盅抚，14世紀(jì)末成立）漠魏，他在我們學(xué)院的“打賭簿”上留下了一段佳話。原來他接受了一位同事半個(gè)便士的賭金（近1/480鎊）妄均，拿全部家產(chǎn)賭“太陽明天仍然會(huì)升起”柱锹。但是以孟德爾“遺傳粒子”（基因）理論完整地破解了杰肯的論證的哪自，是費(fèi)希爾等人領(lǐng)導(dǎo)的生物統(tǒng)計(jì)學(xué)派，他們奠定了現(xiàn)代族群遺傳學(xué)的基礎(chǔ)禁熏。在當(dāng)時(shí)這頗令人尷尬壤巷，因?yàn)檫@批20世紀(jì)初期孟德爾信徒的領(lǐng)袖人物都自認(rèn)為是反達(dá)爾文的（見最后一章）。費(fèi)希爾等人證明了：要是在演化中變化的是各個(gè)遺傳粒子（基因）的相對(duì)頻率匹层，而且任何一個(gè)生物個(gè)體中各個(gè)基因不是“有”就是“沒有”隙笆，那么達(dá)爾文的自然選擇理論就講得通了，杰肯的問題因而漂亮地解決了升筏。1930年，費(fèi)希爾的經(jīng)典著作《自然選擇的遺傳理論》出版之后瘸爽，“新達(dá)爾文主義”（neo-Darwinism）之名便不脛而走您访。它的數(shù)字本質(zhì)可不是個(gè)恰巧與遺傳信息技術(shù)吻合的事實(shí)。搞不好生物遺傳的數(shù)位性質(zhì)是達(dá)爾文演化論必要的先決條件剪决。
在我們的電子技術(shù)中灵汪，離散的、數(shù)字的位置每個(gè)都只有兩種狀態(tài)柑潦，依慣例以0與1表示享言，當(dāng)然你也可以用高與低、開與關(guān)渗鬼、上與下來表示览露，只要它們不會(huì)混淆，而且它們的狀態(tài)模式可以“讀取”（傳訊）譬胎，以影響某個(gè)事物即可差牛。電子技術(shù)使用各種材質(zhì)儲(chǔ)存以0與1編碼的信息，例如磁盤堰乔、磁卡偏化、打孔卡片、打孔帶镐侯，以及智能芯片（其中包括大量微小的半導(dǎo)體單位）侦讨。
所有其他生物細(xì)胞，管它是柳樹種子苟翻、螞蟻還是什么的韵卤，主要以化學(xué)媒體儲(chǔ)存信息，而不是電子媒體袜瞬。這種媒體利用某些分子種類的“聚合”（polymerizing）性質(zhì)儲(chǔ)存信息怜俐。所謂聚合，就是分子彼此相連邓尤、成一長(zhǎng)鏈拍鲤，而且長(zhǎng)度沒有限制贴谎。聚合體有許多種。舉個(gè)例子來說季稳，聚乙烯是乙烯（一種小分子）聚合成的長(zhǎng)鏈擅这。淀粉與纖維素是聚合糖。有些聚合體是由一種以上的小分子聚合成的景鼠，與聚乙烯不一樣仲翎。一旦聚合體有了異質(zhì)性（長(zhǎng)鏈由一種以上的分子聚合成的），理論上就可供信息技術(shù)利用铛漓。要是聚合體長(zhǎng)鏈由兩種小分子構(gòu)成溯香，它們就可以分別代表0與1，于是任何數(shù)量浓恶、任何種類的信息都可以儲(chǔ)存在這種聚合體長(zhǎng)鏈上玫坛，只要分子鏈夠長(zhǎng)。生物細(xì)胞利用的聚合體是多核苷酸（polynucleotides）包晰。在生物細(xì)胞中多核苷酸有兩個(gè)主要的家族湿镀，簡(jiǎn)稱DNA與RNA。它們都是核苷酸組成的長(zhǎng)鏈伐憾。DNA與RNA都是異質(zhì)鏈勉痴，由四種不同的核苷酸組成。當(dāng)然树肃，這正是它們可以用來儲(chǔ)存信息的理由蒸矛。生物細(xì)胞的信息技術(shù)使用的不是二態(tài)碼（0與1），而是四態(tài)碼扫外，按慣例以A莉钙、T、C筛谚、G代表（即四種核苷酸的英文縮寫）磁玉。就原理來說，我們使用的二態(tài)信息技術(shù)與生物細(xì)胞的四態(tài)信息技術(shù)沒什么不同驾讲。
我在第一章結(jié)束時(shí)說過蚊伞，每個(gè)人體細(xì)胞用來儲(chǔ)存信息的空間，足以容納三四套《大英百科全書》（一套30冊(cè)）吮铭。我不知道柳樹種子或螞蟻細(xì)胞的信息容量时迫，但是它們應(yīng)該與人類屬于同一個(gè)數(shù)量級(jí)。一粒百合種子或蠑螈（salamander谓晌，一種兩棲類）精子儲(chǔ)存的信息量相當(dāng)于60套《大英百科全書》以上掠拳。變形蟲是原生生物，夠“原始”了吧纸肉？可是變形蟲有些物種溺欧，細(xì)胞核DNA足以儲(chǔ)存相當(dāng)于100套《大英百科全書》的信息喊熟。
令人驚訝的是：有些生物細(xì)胞的遺傳信息，似乎只有1%實(shí)際派上用場(chǎng)姐刁，人類細(xì)胞就是一個(gè)例子芥牌，大約相當(dāng)于一冊(cè)《大英百科全書》。其他的99%為什么會(huì)在細(xì)胞中聂使？沒有人知道壁拉。我曾經(jīng)指出它們也許是“寄生蟲”，占那1%的便宜柏靶，它們搭便車進(jìn)入細(xì)胞中弃理，這個(gè)理論最近分子生物學(xué)家很感興趣，為它取了個(gè)名字宿礁，叫它“自利的DNA”案铺。細(xì)菌攜帶的遺傳信息比人類細(xì)胞少得多，大約只有人類的千分之一梆靖，可是細(xì)菌的遺傳信息也許每一筆都有用：沒有什么空間容納寄生蟲。細(xì)菌的DNA“只”能容納一本《新約》笔诵！
現(xiàn)代基因工程師已經(jīng)發(fā)展出適當(dāng)?shù)募夹g(shù)返吻，能夠?qū)ⅰ缎录s》或任何其他信息加載到細(xì)菌的DNA中。任何信息技術(shù)使用的符號(hào)乎婿、意義都可以任意規(guī)定测僵，而DNA中有四個(gè)核苷酸“字母”（A、T谢翎、C笆搓、G）午阵，我們可以規(guī)定：以三個(gè)連續(xù)的核苷酸“字母”為一組（共有64種組合），每組都對(duì)應(yīng)一個(gè)英文字母表中的字母，于是除了大报咳、小寫英文字母（共52個(gè)），還可對(duì)應(yīng)12個(gè)標(biāo)點(diǎn)符號(hào)膝舅∫涛埃可是把《新約》寫入細(xì)菌的DNA中，得花5個(gè)“人——世紀(jì)”闷供，也就是說烟央，要是一個(gè)人來做，5個(gè)世紀(jì)才做得完歪脏，我看不會(huì)有人想做的疑俭。不過，萬一這工作完成了婿失，以細(xì)菌的繁殖率而言钞艇，一天就能復(fù)制1000萬本《新約》啄寡，要是人類能閱讀細(xì)菌DNA中的字母多好！傳教士的美夢(mèng)也不過如此吧香璃？可惜細(xì)菌DNA中的字母實(shí)在太小了这难，即使是1000萬本《新約》，仍然能在一根大頭針的“圓頂”上共舞葡秒。
計(jì)算機(jī)的內(nèi)存一般區(qū)分為ROM與RAM兩種姻乓。ROM就是“只讀存儲(chǔ)器”。嚴(yán)格一點(diǎn)兒說眯牧，就是“只能寫入一次蹋岩，可是能讀許多次”的內(nèi)存。制造時(shí)只要將以0與1編過碼的信息“燒”（寫）入內(nèi)存內(nèi)学少，就萬事大吉了剪个。內(nèi)存這樣“記下”的信息經(jīng)久不變，愛讀幾次就讀幾次版确。至于RAM扣囊，它是既能讀又能寫的內(nèi)存，因此ROM能做的事它也能做绒疗，它還能做ROM不能做的事侵歇。你隨時(shí)可以將信息寫入RAM中的任何地方，愛寫幾次就寫幾次吓蘑。計(jì)算機(jī)里的內(nèi)存惕虑，大部分是RAM。我現(xiàn)在在計(jì)算機(jī)上打出這些字句磨镶，它們?nèi)枷却娴絉AM里溃蔫，我的文字處理程序也暫存在RAM里，但是理論上也可以將它燒在ROM里琳猫，從此不再改變它伟叛。ROM里存的是一組固定的標(biāo)準(zhǔn)程序，計(jì)算機(jī)在運(yùn)算過程中會(huì)反復(fù)呼叫那些程序沸移，你不能改變它們痪伦，即使真心想，也不成雹锣。
DNA就是ROM网沾。它可以“讀出”幾百萬次，但是只能“寫入”一次——每個(gè)細(xì)胞里的DNA在細(xì)胞形成之初就（復(fù)制）組裝完畢蕊爵。任何一個(gè)人辉哥，身體里每個(gè)細(xì)胞的DNA都是“燒入”的，終身不變，偶爾發(fā)生罕見的隨機(jī)退化倒不無可能醋旦。不過恒水，它能復(fù)制。細(xì)胞一分裂饲齐，它就得復(fù)制一份钉凌。新生兒發(fā)育，增加的新細(xì)胞數(shù)以萬計(jì)捂人，每個(gè)新細(xì)胞的DNA都以先前細(xì)胞的DNA為模板御雕，一五一十地復(fù)制出來，所有核苷酸（A滥搭、T酸纲、C、G）的序列都必須忠實(shí)無誤瑟匆。每個(gè)個(gè)體受孕的那一刻闽坡，一套新而獨(dú)特的信息模式就“燒入”他的DNA的ROM中，此后終其一生擺脫不了那個(gè)模式愁溜。那套信息復(fù)制到他身體的每個(gè)細(xì)胞里（只有生殖細(xì)胞例外疾嗅，他的每個(gè)生殖細(xì)胞都只得到半套信息，可是由于那半套是臨時(shí)隨機(jī)組合出來的冕象，因此每個(gè)生殖細(xì)胞里的遺傳信息都不相同）宪迟。
所有計(jì)算機(jī)內(nèi)存，ROM也好交惯，還是RAM，都有“地址”穿仪。就是說內(nèi)存中每個(gè)位置都有一個(gè)卷標(biāo)席爽，通常是個(gè)數(shù)字，但是只要約定俗成啊片，用什么當(dāng)標(biāo)簽都無妨只锻。重要的是：得分別每個(gè)記憶位置的地址與內(nèi)容。每個(gè)位置有個(gè)地址紫谷。舉例來說齐饮，我的計(jì)算機(jī)RAM里有65536個(gè)記憶位置，我剛剛隨手敲進(jìn)的兩個(gè)字母現(xiàn)在登錄在地址6446與6447里笤昨。以后那兩個(gè)地址里的內(nèi)容就不同了祖驱。每個(gè)位置里的內(nèi)容，就是最近寫入那個(gè)地址里的東西瞒窒。ROM里每個(gè)位置也有地址與內(nèi)容捺僻，只是一旦寫入了任何東西，以后就無法更改了。
DNA是構(gòu)成染色體的主要分子匕坯，它的結(jié)構(gòu)像長(zhǎng)的繩梯束昵，平時(shí)長(zhǎng)梯糾結(jié)纏繞，不容易看出頭緒葛峻。不過DNA分子倒可比作計(jì)算機(jī)磁盤锹雏。我們身體每個(gè)細(xì)胞里的DNA都與ROM或計(jì)算機(jī)磁盤一樣，上面的每筆信息都有地址卷標(biāo)术奖。用什么標(biāo)記位置礁遵，數(shù)字也好，名字也好腰耙，都不重要榛丢。重要的是：我的DNA上任何一個(gè)特定位置，你的DNA上都有挺庞，絲絲入扣晰赞，它們地址相同。我的DNA地址321762的內(nèi)容选侨，也許與你的DNA地址321762的內(nèi)容一樣或不一樣掖鱼。但是我的地址321762在我的細(xì)胞中，與你的地址321762在你的細(xì)胞中援制，位置完全一樣戏挡。這兒“位置”指的是某一特定染色體上的位置。至于這個(gè)染色體在各自的細(xì)胞中究竟位于什么地方晨仑，無關(guān)緊要褐墅。反正染色體懸浮在細(xì)胞核中，位置本就不是固定的洪己。但是染色體長(zhǎng)軸上的每個(gè)位置都有精確的地址妥凳，前后有一定的順序，就像計(jì)算機(jī)磁盤也有精確的地址答捕，即使整卷散亂在地面上逝钥，而不是整齊地卷起，憑地址也可以找到需要的段落拱镐。我們所有的人艘款，所有“智人”，都有同樣一套DNA地址沃琅，至于同一個(gè)地址是不是登錄了同樣的內(nèi)容哗咆，則不一定。那是我們彼此不同的主要理由阵难。
物種之間沒有同樣的一套地址岳枷。舉例來說，黑猩猩有48個(gè)染色體，而我們只有46個(gè)空繁。嚴(yán)格說來殿衰，不同物種不可能比較遺傳信息的內(nèi)容，因?yàn)榈刂穼?duì)不上號(hào)盛泡。不過闷祥，親緣關(guān)系密切的物種，像人與黑猩猩傲诵，染色體上許多“大塊文章”里都有同樣的內(nèi)容凯砍，連組織都一樣，我們很容易判定它們基本上是相同的拴竹，雖然它們并不使用同樣的地址系統(tǒng)悟衩。確定不同個(gè)體屬于同一物種的判斷標(biāo)準(zhǔn)是：它們的DNA使用同一個(gè)地址系統(tǒng)。同一個(gè)物種的成員栓拜，都有同樣數(shù)目的染色體座泳，只有少數(shù)例外，而每一條染色體都有同樣的地址幕与、同樣的地址順序挑势。不同個(gè)體間的差異，是那些地址中的內(nèi)容（基因版本）不同導(dǎo)致的啦鸣。
至于同一地址中的不同基因版本怎樣造成個(gè)體間的差異潮饱，我現(xiàn)在要解釋，但是我必須先強(qiáng)調(diào)：我所說的只適用于實(shí)行有性生殖的物種诫给，而我們正是實(shí)行有性生殖的動(dòng)物香拉。我們的精子或卵子，每個(gè)都有23條染色體中狂。一個(gè)人類精子中的任何一個(gè)基因地址缕溉，所有其他精子中都有對(duì)應(yīng)的地址，不管是我的精子還是任何人的吃型；卵子中也有。我身體里其他的細(xì)胞都有46條染色體——兩套（成雙）僚楞。那些細(xì)胞里同一個(gè)地址使用了兩次勤晚。每一個(gè)細(xì)胞里第9號(hào)染色體都有兩條，換言之泉褐，“9號(hào)染色體地址7230”有兩個(gè)赐写。這兩個(gè)地址里的基因版本不一定相同，（同一物種）其他成員的也不一定相同膜赃。含有23條染色體的精子挺邀，是從含有46條染色體的細(xì)胞形成的，同一地址的兩個(gè)基因每個(gè)精子只得到一個(gè)。至于是兩個(gè)中的哪一個(gè)端铛，就難說了泣矛，我們可以假定那與拋硬幣的結(jié)果類似——服從隨機(jī)定律。卵子也一樣禾蚕。結(jié)果您朽，雖然同一物種的每個(gè)個(gè)體都使用同一套地址系統(tǒng)（暫不談例外情況），以每個(gè)地址中的內(nèi)容（基因版本）而言换淆，每個(gè)精子與卵子都是獨(dú)一無二的哗总。卵子讓精子受精后，就有了46條染色體倍试；然后這個(gè)受精卵發(fā)育成胚胎讯屈，每個(gè)細(xì)胞中的46條染色體，都是受精卵里46條染色體的復(fù)本县习。
我說過涮母，ROM（只讀存儲(chǔ)器）只有在第一次制造的時(shí)候才能寫入，制造完成后就不能寫入了准颓，細(xì)胞里的DNA也一樣哈蝇，不過在復(fù)制的過程中，偶爾會(huì)發(fā)生隨機(jī)錯(cuò)誤攘已。但是炮赦，整個(gè)物種的ROM——個(gè)別ROM的集合——可以寫入有利于生存、繁殖的新指令样勃。個(gè)體的存活吠勘、繁殖不是隨機(jī)的事件，因此每個(gè)世代繁殖成功的個(gè)體都無異在物種基因庫(kù)中寫入了改良的存活指令峡眶。物種演化剧防，主要是指世代間（同一地址）不同基因版本的比例變化。當(dāng)然辫樱，在每個(gè)特定時(shí)間點(diǎn)上峭拘，每個(gè)基因版本都存在于個(gè)體的身體里∈ㄊ睿可是就演化而言鸡挠，重要的是每個(gè)基因地址的不同基因版本“在族群中”的分布。地址系統(tǒng)一直沒變搬男，但是族群中不同基因版本的分布拣展，在幾世紀(jì)中會(huì)發(fā)生變化。
地址系統(tǒng)也會(huì)變缔逛，但那可是千載難逢的機(jī)緣备埃。黑猩猩有24對(duì)染色體姓惑，我們有23對(duì)。事實(shí)上非洲的三種大猿都有24對(duì)染色體按脚。我們與黑猩猩源自一個(gè)共同祖先于毙，因此在過去某個(gè)時(shí)候，我們的祖系染色體數(shù)目發(fā)生了變化：原先的兩個(gè)染色體合并成一個(gè)乘寒。換言之望众，過去至少有一個(gè)人，體內(nèi)的染色體數(shù)目與父母的不同伞辛。在整個(gè)基因系統(tǒng)中烂翰，還可能發(fā)生其他的變化。我們下面就要討論蚤氏，染色體上一整段DNA偶爾會(huì)復(fù)制到不同的染色體上甘耿。我們知道這類事件發(fā)生過，因?yàn)樵诓煌娜旧w上竿滨，我們發(fā)現(xiàn)了完全相同的長(zhǎng)串DNA堿基序列佳恬。
一旦計(jì)算機(jī)從內(nèi)存某個(gè)地址中讀取了信息，這份信息的命運(yùn)可能有二：一是被寫到其他地方去于游，二是成為某個(gè)“動(dòng)作”的一個(gè)成分毁葱。“寫入其他地方”的意思贰剥，就是“復(fù)制”倾剿。我們知道DNA很容易從一個(gè)細(xì)胞復(fù)制到新細(xì)胞中，而且大段大段的DNA也可以從一個(gè)人復(fù)制到另一個(gè)人體內(nèi)蚌成，就是他的孩子前痘。“動(dòng)作”就比較復(fù)雜了担忧。在計(jì)算機(jī)中芹缔，有一類動(dòng)作就是執(zhí)行程序指令。在我計(jì)算機(jī)的ROM（只讀存儲(chǔ)器）中瓶盛，地址64489最欠、?64490、?64491的內(nèi)容合并起來惩猫，形成的特定（0與1）模式可以解釋成指令窒所，使計(jì)算機(jī)的小喇叭發(fā)出一聲“嗶！”帆锋，那一信息模式是101011010011000011000000。那個(gè)信息模式禽额，與“嗶锯厢！”或噪音沒有什么內(nèi)蘊(yùn)的關(guān)聯(lián)皮官。那個(gè)模式對(duì)揚(yáng)聲器的影響（使它發(fā)出特定的聲音），表面看不出來实辑。那個(gè)模式的效果完全是計(jì)算機(jī)組裝方式設(shè)定的捺氢。同樣的，DNA上以四個(gè)字母組成的“代碼”（基因）剪撬，與功能——例如影響眼睛（虹膜）的顏色摄乒，或行為——也沒有什么一眼就能看出的關(guān)聯(lián)。它們的影響残黑，是由胚胎其他部分的發(fā)育模式?jīng)Q定的馍佑，而那個(gè)發(fā)育模式又是由DNA上其他基因模式控制的。本書第七章的主題就是基因間的互動(dòng)梨水。
DNA上的基因拭荤，在涉入任何一種行動(dòng)之前，都得翻譯到另一個(gè)媒體上疫诽。首先舅世，DNA上的基因得譯成RNA，一個(gè)字母都不能差奇徒。RNA也以四個(gè)字母構(gòu)成雏亚。從RNA再翻譯成另一種不同的聚合體，就是多肽或蛋白質(zhì)摩钙。它也許可以叫作氨基酸聚合體罢低，因?yàn)樗园被釣榛締挝弧Ｉ锛?xì)胞中共有20種氨基酸腺律。所有生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)都是由這20種氨基酸組成的長(zhǎng)鏈奕短。雖然蛋白質(zhì)是氨基酸聚合成的長(zhǎng)鏈，大多數(shù)蛋白質(zhì)都不是長(zhǎng)條形的匀钧。蛋白質(zhì)每條鏈都盤纏成一個(gè)復(fù)雜的結(jié)翎碑，結(jié)的形狀由氨基酸順序決定。因此氨基酸順序相同的蛋白質(zhì)長(zhǎng)鏈之斯，會(huì)盤纏成相同形狀的結(jié)日杈，不容變異。氨基酸的順序是由DNA上的堿基序列（經(jīng)由RNA）決定的佑刷。因此莉擒，蛋白質(zhì)的三向度（空間）盤纏形狀，可說是由DNA上的單向度信息（堿基序列）決定的瘫絮。
翻譯程序包括著名的“基因碼”（genetic codes涨冀，舊譯“遺傳密碼”）。這是一本字典麦萤，DNA上每三個(gè)字母鹿鳖，最后都可以譯成一個(gè)氨基酸代碼扁眯，或“停止讀取”符號(hào)。四個(gè)基本字母可以組成64個(gè)“三字母”碼翅帜，對(duì)應(yīng)20個(gè)氨基酸綽綽有余姻檀。至于“停止讀取”符號(hào)，共有3個(gè)涝滴。許多氨基酸有好幾個(gè)“三字母”碼對(duì)應(yīng)——我想你一定猜得到绣版，因?yàn)榘被嶂挥?0種，而代碼有64個(gè)歼疮。整個(gè)翻譯工作杂抽，從單維的DNA只讀存儲(chǔ)器（ROM）到精確的蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)，是數(shù)字信息技術(shù)的絕活兒腋妙。至于基因影響身體的循序步驟默怨，就不容易以計(jì)算機(jī)模型來說明了。
每一個(gè)活細(xì)胞骤素，即使只是一個(gè)細(xì)菌匙睹，都可以想象成一個(gè)巨大的化學(xué)工廠〖弥瘢基因（DNA上的字母模式）的功能痕檬，表現(xiàn)在對(duì)工廠中事件、流程的影響上送浊；它們有這種影響力梦谜，關(guān)鍵在它們支配了蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)。我使用的形容詞“巨大的”可能會(huì)令你覺得驚訝袭景，尤其是細(xì)菌的尺度以一微米為單位唁桩，一微米只有百萬分之一米。但是你一定記得每個(gè)細(xì)胞都能裝下整部《新約》的純文本檔耸棒，此外荒澡，說它“巨大”，從它包含大量的精密機(jī)器這個(gè)事實(shí)來說与殃，也絕不夸張单山。每一臺(tái)機(jī)器都是一個(gè)大型蛋白質(zhì)分子，是在DNA上某一特定段落（基因）的影響之下組裝的幅疼。有一群蛋白質(zhì)分子米奸，學(xué)者叫作“酶”的，我認(rèn)為都是機(jī)器爽篷，意思是：每一個(gè)酶都能促發(fā)一個(gè)特定的化學(xué)反應(yīng)悴晰。每一種蛋白質(zhì)機(jī)器都會(huì)生產(chǎn)特定化學(xué)產(chǎn)品。它們利用漂蕩在細(xì)胞中的分子當(dāng)原料逐工，那些分子很可能是其他蛋白質(zhì)機(jī)器的產(chǎn)品铡溪。你想知道這些蛋白質(zhì)機(jī)器的大小嗎一睁？每一個(gè)大約由6000個(gè)原子組成。就分子而言佃却，算是相當(dāng)大了。每一個(gè)細(xì)胞里約有100萬個(gè)這類大型分子機(jī)器窘俺，可區(qū)別為2000種饲帅，每一種都在化學(xué)工廠（細(xì)胞）中擔(dān)負(fù)專門的任務(wù)。這些酶特有的化學(xué)產(chǎn)品瘤泪，是細(xì)胞分化的基礎(chǔ)灶泵，無論形狀還是功能。
所有身體細(xì)胞都有同樣的基因对途，可是身體細(xì)胞之間卻發(fā)展出很大的差異赦邻，這也許令人覺得驚訝。原因是：每個(gè)細(xì)胞雖然都有完整的基因組实檀，可是為了維持生存惶洲、發(fā)揮功能，只需“讀取”其中一小組基因就成了膳犹，其他的基因就“存而不論”了恬吕；而不同種類的細(xì)胞，讀取的基因不同须床。在肝細(xì)胞中铐料，DNA的只讀存儲(chǔ)器（ROM）中有關(guān)建造腎細(xì)胞的特殊指令就不讀了，反之亦然豺旬。細(xì)胞的形狀與行為钠惩，由細(xì)胞讀取的基因與從基因譯成的蛋白質(zhì)產(chǎn)物而定。而細(xì)胞會(huì)讀取哪些基因族阅，又受細(xì)胞中已有化學(xué)物的調(diào)控篓跛。那些化學(xué)物一方面源自細(xì)胞先前讀過的基因，另一方面又與鄰近細(xì)胞有關(guān)耘分。細(xì)胞分裂時(shí)举塔，兩個(gè)子細(xì)胞不一定相同。例如原來的受精卵中求泰，某些化學(xué)物聚集在細(xì)胞的一端腾节，其他的在另一端。這么一個(gè)“兩極化”的細(xì)胞分裂后许昨，兩個(gè)子細(xì)胞接收的化學(xué)物組成不同将塑。也就是說，兩個(gè)子細(xì)胞會(huì)讀取不同的基因卜朗，就這樣拔第，源自細(xì)胞內(nèi)部的因素就能推動(dòng)細(xì)胞分化的過程咕村。整個(gè)生物體最后的形狀、四肢的大小蚊俺、大腦神經(jīng)線路的鋪設(shè)懈涛、行為模式的發(fā)生順序，都是不同種類的細(xì)胞互動(dòng)的間接結(jié)果泳猬，而細(xì)胞不同批钠，是因?yàn)樽x取的基因不同。這些分化過程得封，最好以第三章討論過的“遞歸”程序來理解埋心，而不是什么中央控制中樞根據(jù)某個(gè)偉大藍(lán)圖排演出來的。在遞歸程序中忙上，局部要素都能自主拷呆。
遺傳學(xué)家提到“基因的表現(xiàn)效應(yīng)”時(shí)，討論的就是本章所謂的基因“行動(dòng)”疫粥。DNA對(duì)身體茬斧、眼睛顏色（瞳孔四周的虹膜顏色）、頭發(fā)的蜷曲程度手形、侵略行為的強(qiáng)度啥供，還有其他幾千種觀察得到的特征，都有影響库糠，都叫作基因的表現(xiàn)效應(yīng)伙狐。DNA起先只在局部施展這些效應(yīng)，一旦被RNA讀取了瞬欧，翻譯成蛋白質(zhì)贷屎，那些蛋白質(zhì)就會(huì)影響細(xì)胞的形狀與行為。DNA模式中蘊(yùn)含的信息艘虎，有兩種讀取的方式唉侄，這是其中一種。另一種就是復(fù)制新的DNA鏈野建，我們先前討論過属划。
這兩種傳遞DNA信息的方式，根本就不同候生，一是垂直傳遞同眯，一是橫向傳遞。垂直傳遞是傳遞到其他細(xì)胞的DNA唯鸭，那些細(xì)胞能制造其他細(xì)胞须蜗，最后制造精子或卵子。因此，DNA信息垂直傳遞到下一個(gè)世代明肮，然后再垂直傳遞到無數(shù)的未來世代菱农。我管這種DNA叫作“檔案DNA”。它們有不朽的潛力柿估。傳遞“檔案DNA”的細(xì)胞系列循未，叫作生殖系（germ line）。每個(gè)身體里都有一套細(xì)胞秫舌，最后會(huì)衍生出精子或卵子只厘，因此就是未來世代的祖先，那套細(xì)胞就是生殖系舅巷。DNA的信息也能橫向傳遞：傳給生殖系以外細(xì)胞的DNA，例如肝細(xì)胞或皮膚細(xì)胞河咽；在這些細(xì)胞中再傳給RNA钠右，然后是蛋白質(zhì)，以及各種對(duì)于胚胎發(fā)育的影響忘蟹，因而影響成體的形狀與行為飒房。你可以將橫向傳遞與垂直傳遞對(duì)應(yīng)于第三章談過的兩個(gè)子程序，發(fā)育與生殖媚值。
自然選擇就是不同DNA競(jìng)爭(zhēng)垂直傳遞管道的結(jié)果狠毯，當(dāng)然，不同的DNA進(jìn)入物種“檔案DNA”的成功率并不相同褥芒。任何一個(gè)DNA的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手嚼松，就是在物種染色體特定地址上注冊(cè)了不同信息的DNA。有些基因比對(duì)手基因更成功地留在物種檔案中（物種ROM）锰扶∠仔铮“成功”的終極意義是留在物種檔案中，成功的判斷標(biāo)準(zhǔn)通常是基因通過橫向管道對(duì)于身體的“行動(dòng)”坷牛。這也與計(jì)算機(jī)里的生物形模型很相似罕偎。舉個(gè)例來說吧。假定老虎有一個(gè)特定基因京闰，通過橫向管道影響了上下顎的細(xì)胞颜及，使牙齒變得不怎么銳利，可是這個(gè)基因的對(duì)手基因蹂楣，卻會(huì)使牙齒變得更尖利俏站。老虎的牙齒要是特別尖利，就能更利落地殺死獵物捐迫；因此就會(huì)有更多的子女乾翔；因此就能垂直傳遞更多“利齒”基因的復(fù)本。這頭老虎同時(shí)也傳遞了其他的基因，不錯(cuò)反浓，但是平均而言萌丈，擁有利齒的老虎體內(nèi)才有利齒基因。就垂直傳遞而言雷则，這個(gè)基因得益于它對(duì)各種身體的平均影響力辆雾。
DNA作為檔案媒體，表現(xiàn)非凡月劈。它保存信息的能力度迂，遠(yuǎn)勝石板。乳牛與豌豆（以及我們?nèi)祟悾┒加幸粋€(gè)幾乎一樣的組蛋白H4基因猜揪。它在DNA上惭墓，由306個(gè)字碼組成。我們不能說它在所有物種中都登記在同一個(gè)地址下而姐，因?yàn)槲覀儫o法有意義地比較物種之間的地址卷標(biāo)腊凶。我們能說的是：乳牛DNA上有一串字碼，共306個(gè)拴念，豌豆DNA上也有這一串306個(gè)字碼钧萍，幾乎完全一樣。兩者只差兩個(gè)字母政鼠。我們不知道乳牛與豌豆的共同祖先究竟生活在什么時(shí)候风瘦，但是化石證據(jù)顯示：那必然在10億到20億年前。就說15億年前吧公般。以我們?nèi)祟悂碚f万搔，15億年可真難以想象，在那么悠長(zhǎng)的歲月中官帘，從那位遠(yuǎn)古共同祖先分化出來的兩個(gè)生物世系蟹略，居然將原始信息中的306個(gè)字碼保存了305個(gè)（這是平均數(shù)：也許一個(gè)世系保存了所有306個(gè)字碼，另一個(gè)世系保存了304個(gè)）遏佣⊥诰妫刻在墓碑上的字母，不過幾百年就難以卒讀了状婶。
組蛋白H4這份DNA文件還有一個(gè)特征意敛，與石板不同，因此信息能夠忠實(shí)保存下來更令人覺得不可思議膛虫，那就是：它并不是因?yàn)椴馁|(zhì)耐久草姻，所以登錄的信息能完整保存。這份文件一代又一代地反復(fù)復(fù)制過稍刀，就像古代的希伯來經(jīng)典撩独，每80年就由抄手（書記）隆重地謄錄一通敞曹，免得抄本耗損、字跡漫漶综膀。從豌豆與乳牛的共同祖先澳迫，一直傳到今天的乳牛身上，這份組蛋白H4文件不知謄錄過多少次了剧劝，實(shí)際的次數(shù)說不準(zhǔn)橄登，但是可能經(jīng)過200億次連續(xù)謄錄，應(yīng)是合理的推測(cè)讥此。經(jīng)過200億次連續(xù)謄錄仍能準(zhǔn)確地保存信息內(nèi)容的99%拢锹，這實(shí)在難以找到適當(dāng)?shù)臉?biāo)尺來打分?jǐn)?shù)。我們可以試著用一種傳遞游戲來當(dāng)標(biāo)尺萄喳。請(qǐng)想象：有200億個(gè)打字員坐成一排卒稳，這一排可以環(huán)繞地球500圈。第一個(gè)打字員打出一頁文件他巨，然后傳給鄰座的打字員展哭。他重打一遍，再將打出的復(fù)本傳給下一個(gè)打字員闻蛀。他重打一遍，將打出的復(fù)本再傳給下一個(gè)打字員您市。如此這般觉痛，一直到復(fù)本傳到最后一位打字員手里。好了茵休，讓我們讀讀這份文件（或者說薪棒，這第200億位打字員讀這份文件）。你猜這份文件與原始文件會(huì)有何差別榕莺？
為了回答這個(gè)問題俐芯，我們得對(duì)打字員的出錯(cuò)率做些假定。讓我們將這個(gè)問題扭轉(zhuǎn)過來钉鸯。每個(gè)打字員必須多么仔細(xì)吧史，才比得上DNA的表現(xiàn)？答案幾乎可說太過荒謬唠雕，不值一提贸营。一萬億分之一！連續(xù)打一萬億個(gè)字母岩睁，只準(zhǔn)錯(cuò)一個(gè)钞脂。換言之，整本《圣經(jīng)》一次謄錄25萬個(gè)復(fù)本捕儒，只準(zhǔn)錯(cuò)一個(gè)字母”校現(xiàn)在的秘書，每頁只出一個(gè)錯(cuò)就算不錯(cuò)了。算來組蛋白H4基因的出錯(cuò)率必須放大5億倍才比得上阎毅。一排秘書輾轉(zhuǎn)抄錄這份以306個(gè)字母寫成的文件焚刚，到第20名，這份文件只保存了原始文件的99%净薛。到了第10000名秘書的手上汪榔，原始文件中的信息只剩下1%。別忘了肃拜，整排秘書共有200億位痴腌，這時(shí)還有99.9995%沒見到復(fù)寫本呢。
我承認(rèn)燃领，這個(gè)比較多少有點(diǎn)兒詐欺的成分士聪，但是有趣的也在這里，而且這個(gè)面相頗富玄機(jī)猛蔽，值得討論剥悟。我的討論讓人產(chǎn)生的印象是：我們想測(cè)量的是復(fù)制過程中的出錯(cuò)率。但是組蛋白H4文件不只要復(fù)制曼库，還必須受自然選擇考驗(yàn)区岗。組蛋白關(guān)系生物體的生存，極為重要毁枯。染色體的結(jié)構(gòu)工程就要用到組蛋白慈缔。也許組蛋白H4基因在復(fù)制過程中出過許多錯(cuò)，但是帶有組蛋白H4突變基因的個(gè)體都無法存活种玛，或者至少無法繁殖藐鹤。為了讓比較公平些，我們應(yīng)該在我們的想象實(shí)驗(yàn)中加上些條件赂韵，例如每個(gè)打字員的打字機(jī)與一把槍聯(lián)機(jī)娱节，只要打字員一出錯(cuò)，扳機(jī)就會(huì)扣動(dòng)祭示，無異找死肄满。下一名打字員就自動(dòng)遞補(bǔ)上來。（要是讀者覺得槍斃太殘酷了质涛，也許可以想象打字員坐在彈射椅上悄窃，只要一出錯(cuò)，就給彈射出去蹂窖，但是槍斃比較符合自然選擇運(yùn)作的邏輯轧抗。）
你看出來了吧，前面測(cè)量DNA恒定性的方法瞬测，就是檢查特定DNA片段（基因）在地質(zhì)時(shí)間中的變化量横媚，其實(shí)混淆了真正的復(fù)制忠實(shí)度與自然選擇的過濾效果纠炮。我們只能觀察到成功的DNA變異（突變）。導(dǎo)致死亡的突變我們觀察不到灯蝴。我們能夠測(cè)量到真實(shí)的復(fù)制忠實(shí)度嗎恢口？就是每一世代自然選擇開始運(yùn)行之前的情況∏钤辏可以耕肩。取所謂突變率的倒數(shù)就成了，突變率是可以測(cè)量的问潭。結(jié)果猿诸，在任何一個(gè)復(fù)制DNA的事例中，任何一個(gè)字母復(fù)制錯(cuò)誤（點(diǎn)突變）的概率略高于十億分之一狡忙。組蛋白H4基因在演化過程中實(shí)際發(fā)生的突變遠(yuǎn)低于這個(gè)數(shù)字梳虽，反映的是自然選擇保存這份古代文件的效能。
以基因的標(biāo)準(zhǔn)來說灾茁，組蛋白H4基因經(jīng)得起十?dāng)?shù)億年歲月的消磨窜觉，是個(gè)例外，而非常態(tài)北专。其他的基因變化率就高了禀挫，想來自然選擇對(duì)于它們的變異較能容忍。舉個(gè)例子好了拓颓，血纖維蛋白肽（fibrinopeptides语婴，在凝血過程中形成的蛋白質(zhì)）在演化中的變化率與基本突變率相去不遠(yuǎn)。這也許表示血纖維蛋白肽的結(jié)構(gòu)即使出了什么差錯(cuò)也不是性命交關(guān)的事录粱。血紅蛋白基因的變化率則介于組蛋白與血纖維蛋白肽之間。血紅蛋白在血液中執(zhí)行重要的任務(wù)画拾，它的結(jié)構(gòu)的確重要啥繁；但是幾種不同的版本似乎都能圓滿達(dá)成任務(wù)。
這兒我們碰上了一個(gè)似乎難以自圓其說的現(xiàn)象青抛，我們得好好想想才能脫困旗闽。演化速率最慢的分子，例如組蛋白蜜另，正是受到自然選擇嚴(yán)密監(jiān)控的分子适室。血纖維蛋白肽演化的速率非常高，只因自然選擇并不在乎举瑰。它們能變就變了捣辆，所以演化速率接近自然突變率。我們覺得兩者似乎格格不入此迅，只因?yàn)槲覀兲^強(qiáng)調(diào)“自然選擇是演化的驅(qū)動(dòng)力量”汽畴。因此旧巾，我們會(huì)覺得要是沒有自然選擇，就沒有演化了忍些。反過來說鲁猩，強(qiáng)大的自然選擇壓力也許會(huì)導(dǎo)致快速的演化。這樣想其實(shí)頗合理罢坝±眨可是我們卻發(fā)現(xiàn)自然選擇施展的卻是踩剎車的力量。要是沒有了自然選擇嘁酿，演化的基礎(chǔ)速率隙券，就是最大的可能速率。而所謂演化的基礎(chǔ)速率痹仙，與突變率是同義詞是尔。
這一點(diǎn)都不難以解釋。只要我們仔細(xì)思量开仰，就會(huì)覺悟那是理所當(dāng)然的拟枚。以自然選擇為機(jī)制的演化，不可能快過突變率众弓，因?yàn)檎f到底恩溅，突變是唯一創(chuàng)造種內(nèi)變異的方式。自然選擇所能做的谓娃，是接受某些新的變異脚乡，排斥其他的變異。突變率必然是演化率的上限滨达。實(shí)際上奶稠，自然選擇所關(guān)心的大部分是防止“演化變化”（簡(jiǎn)稱“演化”）發(fā)生，而不是驅(qū)動(dòng)演化捡遍。不過我得在這兒加上一句锌订，我的意思并不是自然選擇只是個(gè)毀滅的過程。自然選擇也能創(chuàng)造画株，我會(huì)在第七章解釋辆飘。
可是突變率的確很低。換言之谓传，即使沒有自然選擇蜈项，精確保存檔案的表現(xiàn)都令人印象極為深刻。保守一點(diǎn)估計(jì)续挟，即使沒有自然選擇紧卒，DNA都能精確地復(fù)制，大約500萬個(gè)復(fù)制世代才會(huì)“抄錯(cuò)”1%個(gè)字母诗祸。在我們的思想實(shí)驗(yàn)中常侦，打字員的表現(xiàn)比起DNA來浇冰，實(shí)在望塵莫及，即使沒有自然選擇聋亡。想達(dá)到DNA的基礎(chǔ)水平（沒有自然選擇的情況）肘习，每個(gè)打字員都必須打一遍《新約》只錯(cuò)一個(gè)字母。也就是說坡倔，就打字的本領(lǐng)而言漂佩，他們必須比典型的秘書好上450倍。用不著說罪塔，這個(gè)數(shù)字比起“5億倍”讓人覺得踏實(shí)多了投蝉，但仍然令人肅然起敬（前面說過，在自然選擇監(jiān)控之下征堪，組蛋白基因的復(fù)制出錯(cuò)率瘩缆，相當(dāng)于謄錄整部《圣經(jīng)》25萬次，只錯(cuò)一個(gè)字母）佃蚜。
但是我對(duì)打字員并不公平庸娱。我等于假定他們無法察覺自己犯的錯(cuò)誤，并改正過來谐算。我假定完全沒有“校對(duì)”的這回事熟尉。在實(shí)務(wù)上，他們當(dāng)然會(huì)校對(duì)洲脂。因此斤儿，我這排數(shù)以億計(jì)的打字員，不會(huì)讓文件的原始文本像我說的那么容易失真恐锦。DNA的復(fù)制機(jī)制會(huì)自動(dòng)進(jìn)行同樣的偵錯(cuò)/除錯(cuò)工作往果。要是它不做校對(duì)，就不會(huì)達(dá)成我報(bào)道過的復(fù)制正確率一铅，那可是個(gè)驚人的成就陕贮。DNA的復(fù)制程序包含了各種校對(duì)步驟。由于DNA碼的字母不像刻在大理石上的象形文字馅闽，不是靜態(tài)的飘蚯，校對(duì)更為重要馍迄。DNA上的“字母”分子非常懈Ｒ病（記得我用過的比喻嗎？一本DNA《新約》一根大頭針的頭頂都放得下）攀圈，因此不斷地受到?jīng)_擊——分子受熱后變得不安分暴凑，相互推擠是十分尋常的事。DNA分子本身也在不斷變動(dòng)赘来，好比信息中的字母不斷更新现喳。每一個(gè)人類細(xì)胞中凯傲，每天有5000個(gè)DNA“字母”退化，必須以修補(bǔ)機(jī)制立即補(bǔ)上嗦篱。要不是修補(bǔ)機(jī)制隨時(shí)工作冰单、不停工作，細(xì)胞核中的遺傳信息就會(huì)逐漸消散掉灸促。校對(duì)剛復(fù)制出的文本只是正常修補(bǔ)工作的特例罷了诫欠。DNA儲(chǔ)存信息既精確又忠實(shí)，主要就靠校對(duì)機(jī)制浴栽。
我們已經(jīng)知道：DNA分子是一種神妙的信息技術(shù)的核心荒叼。它能將龐大而精確的數(shù)字信息收錄在極小的空間中；它又能將這份信息保存很長(zhǎng)一段時(shí)間典鸡，單位以百萬年計(jì)被廓，雖然不可能不出錯(cuò)，可是出錯(cuò)率低得驚人萝玷。這些事實(shí)會(huì)領(lǐng)我們到什么地方去嫁乘？它們指引我們方向，朝向地球生命的核心真理间护。本章一開始我談到柳絮亦渗、種仁，就在暗示那個(gè)真理：生物是為了DNA的利益而活汁尺，而不是顛倒過來法精。這可不是不言自明的真理，但是我希望能夠說服你痴突。DNA分子上的信息搂蜓，要是以個(gè)體生命史的尺度來衡量，幾乎可算不朽辽装。DNA信息（加減一些突變）的生命史是以百萬年到億年為單位來衡量的帮碰；或者，換句話說拾积，相當(dāng)于1萬個(gè)個(gè)體到1萬億個(gè)個(gè)體的生命史殉挽。每個(gè)生物個(gè)體都應(yīng)視為暫時(shí)的傳播媒介，DNA信息在漫長(zhǎng)的生命史中拓巧，不過以生物體為逆旅罷了斯碌。
世上充滿了存有物！沒錯(cuò)肛度，我沒有異議傻唾，但是這樣說不能幫助我們厘清問題。東西存在承耿，要么因?yàn)樗鼈冏罱懦霈F(xiàn)冠骄，要么它們擁有一些特質(zhì)伪煤，使它們?cè)谶^去不可能被摧毀。巖石不會(huì)很快形成凛辣，一旦出現(xiàn)了抱既，就堅(jiān)硬得很，經(jīng)得起歲月摧折扁誓。不然蝙砌，就不是巖石了，而是沙跋理。也真是择克，有些巖石變成了沙，所以海濱才有沙灘前普。耐久的才會(huì)以巖石之姿存在世上肚邢。另一方面，露珠存在世上拭卿，不是因?yàn)樗鼈兡途寐夂灰驗(yàn)樗鼈儎傂纬桑€沒時(shí)間蒸發(fā)峻厚。我們似乎有兩種“存有性”（existenceworthiness）：露珠類响蕴，簡(jiǎn)言之就是“可能出現(xiàn)但不會(huì)持久”；以及巖石類惠桃，“不容易出現(xiàn)浦夷，一旦出現(xiàn)了，就可能持續(xù)一段時(shí)間”辜王。巖石有耐久性劈狐，露珠“易于問世”（generatability）。
DNA則左右逢源呐馆。DNA分子作為一種實(shí)體存有物肥缔，就像露珠。在適當(dāng)?shù)臈l件下汹来，它們很快就會(huì)出現(xiàn)续膳，但是它們不能長(zhǎng)期存在世上，幾個(gè)月內(nèi)就會(huì)被摧毀收班。DNA分子不像巖石那樣耐久持寄。但是它們身上的字母“模式”卻像最堅(jiān)硬的巖石一樣耐久腋颠。它們有本事存在幾百萬年之久求晶，因此它們現(xiàn)在仍然存在州胳。DNA與露珠最根本的不同是：新的露珠不是由老的露珠生產(chǎn)的舵变。露珠與露珠都很相似酣溃，毫無疑問瘦穆，但是它們不會(huì)特別像“親代”露珠。露珠與DNA分子不同赊豌，不會(huì)形成世系扛或，因此不傳遞信息。露珠是自然發(fā)生的碘饼，DNA信息必須復(fù)制熙兔。
“世上充滿了東西，個(gè)個(gè)都有在世上混的本錢艾恼！”這樣的說辭不僅是廢話住涉，而且無關(guān)痛癢，幾乎可笑钠绍，除非我們將這種說辭應(yīng)用到一種特殊的耐久性上——以大量復(fù)本舆声、世系表現(xiàn)的耐久性。DNA信息的耐久性與巖石的不同柳爽，它們易于問世媳握，但與露珠不同。就DNA分子而言磷脯，說它們“有在世上混的本錢”可不是泛泛之談蛾找，也不是廢話。原來DNA分子在世上混的本錢赵誓，包括建造像你打毛、我一樣的“機(jī)器”，那可是已知宇宙中最復(fù)雜的東西了俩功。這怎么可能呢隘冲？
基本上，理由是：DNA的性質(zhì)正是任何累積選擇過程必要的基本要素绑雄。第三章的電腦模型中展辞，我們有意地將累積選擇的基本要素設(shè)計(jì)進(jìn)去。如果累積選擇真的會(huì)在世上發(fā)生万牺，就必須有某些實(shí)體罗珍，而且它們的性質(zhì)構(gòu)成那些基本要素。現(xiàn)在讓我們看看那些要素究竟是什么脚粟。我們必須記住一個(gè)事實(shí)：這些要素必然早已在地球上自然出現(xiàn)了覆旱，至少是以某種粗陋的形式存在著，否則累積演化核无，以及生命扣唱，絕不可能發(fā)生。我們正在談的，不一定只涉及DNA噪沙，而是生命在宇宙中任何地方出現(xiàn)都必需的基本要素炼彪。
當(dāng)年，猶太人先知以西結(jié)被上帝的靈帶到堆滿骸骨的山谷中正歼。他遵從上帝的命令辐马，向骸骨發(fā)預(yù)言，使枯骨連接起來局义，生筋長(zhǎng)肉喜爷。但是那些軀體仍然沒有生氣。它們還缺生命要素萄唇。一顆沒有生物的行星上檩帐，有原子、分子另萤、大塊物質(zhì)轿塔，隨機(jī)地互相推擠、依偎仲墨，服從的是物理定律勾缭。有時(shí)物理定律使原子、分子結(jié)合在一起目养，就像以西結(jié)的枯骨俩由，有時(shí)物理定律使它們分裂、分離癌蚁。原子有時(shí)會(huì)形成相當(dāng)大的集結(jié)體幻梯，然后瓦解、分崩努释。但是它們里面仍然沒有生氣碘梢。
以西結(jié)召喚四方之風(fēng)將生氣吹入枯骨形成的軀體中。像早期地球一樣的死行星（沒有生物的行星）伐蒂，必許具備哪些生機(jī)煞躬，才有機(jī)會(huì)成為活行星？不是生氣逸邦，不是風(fēng)恩沛，也不是任何仙丹、妙藥缕减。根本不是任何實(shí)體雷客，而是一種性質(zhì)，就是自我復(fù)制的性質(zhì)桥狡。這是累積選擇的基本要素搅裙。必須出現(xiàn)能夠復(fù)制自己的實(shí)體皱卓，我叫它們“復(fù)制子”（replicators）。至于它們?cè)趺闯霈F(xiàn)的部逮，細(xì)節(jié)仍不清楚娜汁，但它們是在尋常的物理定律支配下出現(xiàn)的，而不是奇跡甥啄，殆無疑義。在現(xiàn)代生物中炬搭，這個(gè)角色幾乎完全由DNA扮演蜈漓，但是任何能復(fù)制自己的東西都能勝任這個(gè)角色。我們猜測(cè)原始地球上的第一個(gè)復(fù)制子也許不是DNA分子宫盔。功能完全的DNA分子不大可能一下子就出現(xiàn)了融虽，通常它得有其他分子的協(xié)助才成，而那些分子通常只有生物細(xì)胞中才有灼芭。最早的復(fù)制子也許比DNA粗陋而簡(jiǎn)單有额。
另外還有兩個(gè)基本要素，通常只要第一個(gè)（自我復(fù)制）有了彼绷，就會(huì)自動(dòng)出現(xiàn)巍佑。在復(fù)制自己的過程中，必然偶爾會(huì)出錯(cuò)寄悯；即使DNA系統(tǒng)不常出錯(cuò)萤衰，也是會(huì)出錯(cuò)的，地球上第一個(gè)復(fù)制子就更容易出錯(cuò)了猜旬。此外脆栋，至少有些復(fù)制子有“力量”（power）影響自己的前途。這最后一個(gè)要素洒擦，聽來比實(shí)際上要邪惡椿争。我的意思不過是：復(fù)制子的某些性質(zhì)應(yīng)會(huì)影響它們被復(fù)制的概率。這很可能是自我復(fù)制的基本事實(shí)導(dǎo)致的必然結(jié)果熟嫩，至少會(huì)以簡(jiǎn)陋的形式表現(xiàn)出來秦踪。
于是每個(gè)復(fù)制子都制造了好幾個(gè)自己的復(fù)本。每個(gè)復(fù)本都與原版相同掸茅，擁有原版的性質(zhì)洋侨。當(dāng)然，這些性質(zhì)包括“制作更多自己的復(fù)本”（復(fù)本難免偶爾會(huì)夾帶錯(cuò)誤）倦蚪。因此希坚，每個(gè)復(fù)制子都有潛力成為一個(gè)世系的始祖，子孫復(fù)制子瓜瓞綿綿陵且。每個(gè)新的復(fù)本必然都是以原料建造的裁僧，就是四周游蕩的小建材个束。想來復(fù)制子可以當(dāng)作某種模型或模板。小建材在模型里組裝在一起聊疲，于是另一個(gè)模型就產(chǎn)生了茬底。然后復(fù)本脫離模型，自身成為復(fù)制另一個(gè)復(fù)本的模型获洲。因此一個(gè)有增殖潛力的復(fù)制子族群就形成了阱表。族群不會(huì)無限成長(zhǎng)下去，因?yàn)樵系墓?yīng)是有限的贡珊。
現(xiàn)在我們要討論我們論證的第二個(gè)要素最爬。有時(shí)候復(fù)制并不完美。錯(cuò)誤會(huì)發(fā)生门岔。任何復(fù)制過程都無法完全消弭出錯(cuò)的可能爱致，只能降低發(fā)生的概率。這是高級(jí)音響制造商一直在努力的事寒随，而DNA復(fù)制過程在降低出錯(cuò)率方面糠悯，表現(xiàn)亮麗、非凡妻往，我們已經(jīng)談過了互艾。但是現(xiàn)代生物的DNA復(fù)制機(jī)制是個(gè)高級(jí)技術(shù)，包括精密的校對(duì)技術(shù)讯泣，經(jīng)過許多世代的累積選擇忘朝，已達(dá)成熟的境地。前面說過了判帮，最早的復(fù)制子復(fù)制本領(lǐng)可能稀松平常多了局嘁，以忠實(shí)度而言，當(dāng)然比不上今日的后出轉(zhuǎn)精晦墙。
現(xiàn)在回頭來看那群遠(yuǎn)古的復(fù)制子族群悦昵，瞧瞧復(fù)制失誤會(huì)產(chǎn)生什么后果。用不著說晌畅，那不是個(gè)由相同的復(fù)制子組成的單調(diào)族群但指，其中有變異。復(fù)制失誤的后果抗楔，也許就是喪失自我復(fù)制的能力棋凳。但是有些失真的復(fù)本仍能自我復(fù)制，只是與親代在其他方面有些不同连躏。于是那些帶有錯(cuò)誤的復(fù)本就在族群中繁衍了剩岳。
這兒使用“錯(cuò)誤”（或“失誤”）這個(gè)詞，你千萬別誤會(huì)入热，得抹殺它的所有“貶義”拍棕。它是相對(duì)于高度忠實(shí)的復(fù)本而言的晓铆。復(fù)制錯(cuò)誤搞不好能產(chǎn)生正面的結(jié)果，存活或復(fù)制本事反倒提升了绰播，誰知道呢骄噪。我敢說許多精致的美食都是意外創(chuàng)造的，原來廚師只想遵循食譜炮制一番蠢箩，哪知出了岔链蕊，新奇的美食因而誕生。要說有什么科學(xué)點(diǎn)子是我首創(chuàng)的谬泌，有時(shí)不過是誤解或誤讀別人的點(diǎn)子罷了滔韵。回到太古復(fù)制子吧呵萨。大多數(shù)復(fù)制錯(cuò)誤也許會(huì)降低復(fù)制效率奏属，甚至使復(fù)制機(jī)制死機(jī)跨跨，但是少數(shù)錯(cuò)誤反而能提升復(fù)制效能潮峦，于是帶有這種復(fù)制“缺陷”的子代成為更好的復(fù)制子，親代“原版”比不上勇婴。
“更好”是什么意思忱嘹？基本上，指的是復(fù)制效率更好耕渴，但是實(shí)務(wù)上呢拘悦？說到這兒，就得談第三個(gè)要素了橱脸。我說過础米，它就是“力量”，你很快就會(huì)了解我的理由添诉。我以“小建材在模型里組裝”討論過復(fù)制過程屁桑，我說過整個(gè)過程的最后一步就是復(fù)本脫離模型，成為復(fù)制下一個(gè)復(fù)本的模型栏赴∧⒏可是“脫離”的時(shí)刻“舊模子”的性質(zhì)也許會(huì)有影響，例如一種我叫作“黏度”的性質(zhì)须眷。假定在太古的復(fù)制子族群中竖瘾，由于過去累積的復(fù)制錯(cuò)誤，已經(jīng)有好些不同的變異品種花颗，其中有些品種正巧比較黏——復(fù)本不易脫離捕传。最黏的，復(fù)本平均要花一小時(shí)才能脫離扩劝，去干自己的復(fù)制事業(yè)乐横。比較不黏的求橄，復(fù)制完成后，不要一秒鐘復(fù)本就脫離了葡公，可以立即制造下一個(gè)復(fù)本罐农。最后哪個(gè)品種會(huì)在族群中占優(yōu)勢(shì)？答案不言而喻催什。如果這是那兩個(gè)品種的唯一差異涵亏，比較黏的那個(gè)注定成為族群中的少數(shù)。不黏的品種制造復(fù)本的速率蒲凶，比較黏的品種瞠乎其后气筋，望塵莫及。中間黏度的品種旋圆，則速率平平宠默。于是一個(gè)朝向低黏度的“演化潮流”就形成了。
這種基本的自然選擇過程科學(xué)家已經(jīng)在試管中觀察到了類似的例子灵巧。有一種叫作Q-beta的病毒搀矫，寄生在大腸菌中。Q-beta沒有DNA刻肄，但是有一條相關(guān)的RNA分子瓤球，事實(shí)上Q-beta主要就是一個(gè)RNA分子構(gòu)成的。RNA也能像DNA一樣地復(fù)制敏弃。
在正常細(xì)胞中卦羡，蛋白質(zhì)分子是根據(jù)RNA“模板”組裝出來的，不同的RNA“模板”組裝出不同的蛋白質(zhì)麦到。而RNA“模板”是從保存在細(xì)胞檔案室中的DNA主板翻制出來的绿饵。但是理論上，建造一個(gè)特別的機(jī)器（和其他的細(xì)胞內(nèi)機(jī)器一樣瓶颠，也是一個(gè)蛋白質(zhì)分子）拟赊，以RNA“模板”翻制更多RNA“模板”是可能的。RNA復(fù)制酶就是這樣的機(jī)器步清。在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)這樣的機(jī)器通常毫無用處要门，細(xì)菌根本不會(huì)建造它。但是由于復(fù)制酶是個(gè)蛋白質(zhì)廓啊，就像其他蛋白質(zhì)一樣欢搜，細(xì)菌細(xì)胞中建造蛋白質(zhì)的機(jī)器多才多藝，很容易轉(zhuǎn)而制造復(fù)制酶谴轮，就像汽車工廠中的機(jī)器工具炒瘟，在戰(zhàn)時(shí)很快就能征用來制造軍火：只要給它們正確的藍(lán)圖就成了。這正是Q-beta干的事第步。
那個(gè)病毒干活兒的零件是一個(gè)RNA“模板”疮装。表面上缘琅，它與細(xì)菌細(xì)胞中游蕩的其他RNA“模板”沒什么差別，那些模板是從細(xì)菌DNA翻制出來的廓推。但是刷袍，要是你仔細(xì)閱讀那個(gè)病毒RNA中的文本，就會(huì)發(fā)現(xiàn)其中包藏禍心：那是一份制造RNA復(fù)制酶的計(jì)劃樊展。別忘了呻纹，RNA復(fù)制酶是制造RNA“模板”的機(jī)器，因此那個(gè)病毒RNA就能大量復(fù)制了专缠，數(shù)量以指數(shù)成長(zhǎng)雷酪。
于是細(xì)菌的生命工廠就被這些自利的藍(lán)圖劫持了。我們甚至可以說涝婉，它是咎由自取哥力。要是你在工廠里設(shè)置的機(jī)器盡是些多才多藝的，給它們?nèi)魏嗡{(lán)圖都能順利制造出產(chǎn)品來墩弯，那么遲早會(huì)出現(xiàn)一張藍(lán)圖吩跋，讓那些機(jī)器制造那藍(lán)圖的復(fù)本。于是這些惡棍機(jī)器在工廠里越來越多最住，到處都是钞澳，每個(gè)都吐出惡棍藍(lán)圖怠惶，制造復(fù)制自己的機(jī)器涨缚。最后，這個(gè)不幸的細(xì)菌撐不住了策治，裂開了脓魏，釋放出數(shù)以百萬計(jì)的病毒，侵入其他的細(xì)菌通惫。這就是病毒在自然中的生命循環(huán)茂翔。
我把RNA復(fù)制酶叫作機(jī)器，RNA（模板）叫作藍(lán)圖履腋，是有理由的珊燎，我會(huì)在另一章討論。但是RNA復(fù)制酶與RNA也都是分子遵湖，化學(xué)家可以將它們從生物體內(nèi)抽出悔政、純化，裝入瓶子延旧，儲(chǔ)存在實(shí)驗(yàn)室的試劑架上谋国。這正是美國(guó)哥倫比亞大學(xué)的分子生物學(xué)家施皮格爾曼（Sol Spiegelman，1914~1983）與同事在20世紀(jì)60年代做的事迁沫。然后他們將這兩種分子一起放入試管溶液中芦瘾，結(jié)果發(fā)生了有趣的事捌蚊。在試管中，RNA分子就像個(gè)模板近弟，專門合成自己的復(fù)本缅糟，但是這個(gè)過程必須有RNA復(fù)制酶的協(xié)助才能進(jìn)行。先是祷愉，機(jī)器工具與藍(lán)圖分別被取出溺拱、隔離儲(chǔ)存。然后谣辞，讓它們?cè)谒薪咏人ぃ⒐?yīng)必要的小分子原料。雖然這時(shí)它們是在一個(gè)試管中泥从，而不是在活細(xì)胞中句占，兩者都恢復(fù)了過去的老把式。
從這個(gè)實(shí)驗(yàn)再跨出一小步躯嫉，就能在實(shí)驗(yàn)室中觀察自然選擇與演化了纱烘。這只不過是（電腦）“生物形”模型的化學(xué)版∑聿停基本上擂啥，實(shí)驗(yàn)是這么做的：取一排試管，每一根都注入RNA復(fù)制酶溶液帆阳，以及合成RNA需要的小分子哺壶。每根試管都有機(jī)器工具與原料，但是啥事也沒發(fā)生蜒谤，因?yàn)槿绷怂{(lán)圖∩奖觯現(xiàn)在將微量RNA倒入第一根試管。復(fù)制酶（機(jī)器工具）立即開始工作鳍徽，制造出許多剛加入的RNA分子的復(fù)本资锰，那些RNA分子在試管溶液的每個(gè)角落都可以發(fā)現(xiàn)。現(xiàn)在從這根試管取出一滴溶液阶祭，滴入第二根試管中绷杜。同樣的過程也在第二根試管中上演了，然后從第二根試管取出一滴溶液當(dāng)種子濒募，“種入”第三根試管鞭盟，再下一根試管，如此這般萨咳，直到最后一根試管懊缺。
偶爾，由于隨機(jī)的復(fù)制失誤，試管中會(huì)出現(xiàn)稍微不同的（突變的）RNA分子鹃两。要是變異的RNA分子（突變種）比原先的優(yōu)異遗座，很快就會(huì)在試管中占數(shù)量的優(yōu)勢(shì)（這里不討論“優(yōu)異”的緣由，純以觀察到的復(fù)制效率做判斷標(biāo)準(zhǔn)）俊扳。不用說途蒋，試管取出的“種子”溶液，也是變異RNA占優(yōu)勢(shì)馋记。因此下一個(gè)試管中号坡，原先的RNA與變異RNA都是種子。從出現(xiàn)變異RNA的試管起梯醒，檢驗(yàn)一系列試管（“世代”）宽堆，觀察到的現(xiàn)象就是不折不扣的“演化變化”（簡(jiǎn)稱“演化”）。從許多回實(shí)驗(yàn)的最后一根試管茸习，搜集到最具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的變異RNA畜隶，裝瓶、貼標(biāo)簽后可供日后使用号胚。舉個(gè)例子好了籽慢，有個(gè)變異RNA叫作V2，比正常的Q-beta RNA復(fù)制效率高很多猫胁，也許是因?yàn)樗容^小箱亿。V2與Q-beta不同，它不必?cái)y帶制造復(fù)制酶的藍(lán)圖弃秆。復(fù)制酶是由實(shí)驗(yàn)者免費(fèi)供應(yīng)的届惋。美國(guó)加州薩克研究所（Salk Institute）的奧格爾（Leslie Orgel，1927~2007驾茴；英國(guó)人盼樟，1951年獲得牛津大學(xué)博士學(xué)位）以V2做過一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)氢卡。他的團(tuán)隊(duì)為它設(shè)計(jì)了一個(gè)艱困的環(huán)境锈至。
他們?cè)谠嚬苤屑尤肓虽寤义V，那是一種毒性試劑译秦，能抑制RNA的合成峡捡，就是使機(jī)器工具（復(fù)制酶）出現(xiàn)故障。一開始筑悴，奧格爾使用的毒液非常稀薄们拙。最初幾根試管中，毒劑使RNA合成的速率降低了阁吝，但是經(jīng)過9根試管的移轉(zhuǎn)之后砚婆，經(jīng)得起毒劑荼毒的RNA新品種就脫穎而出了（給“選擇”出來了）。變異RNA的合成率，相當(dāng)于正常V2 RNA在沒有毒劑的試管中装盯。然后奧格爾的團(tuán)隊(duì)將毒劑加重一倍坷虑。RNA合成的速率再度降低，但是經(jīng)過10根（以上）試管的移轉(zhuǎn)之后埂奈，經(jīng)得起高劑量毒劑荼毒的新品種又演化出來了迄损。然后，毒劑再加重一倍账磺。就這樣芹敌，以逐步加倍毒劑的程序，他們想演化出即使在極高濃度的溴化乙錠溶液中仍能復(fù)制的RNA品種垮抗。結(jié)果RNA V40演化出來了氏捞，它在10倍濃度的毒液中仍能復(fù)制——那是以抑制“祖先”種（V2 RNA）復(fù)制的濃度為計(jì)算基準(zhǔn)的。從V2演化成V40冒版，要經(jīng)過100根試管的轉(zhuǎn)移（100個(gè)“世代”幌衣；當(dāng)然，在真實(shí)世界中壤玫，每一次試管轉(zhuǎn)移都對(duì)應(yīng)許多RNA復(fù)制世代豁护，而不只是兩個(gè)）。
奧格爾的實(shí)驗(yàn)并未動(dòng)用復(fù)制酶欲间。他發(fā)現(xiàn)RNA分子在這些條件下能夠自動(dòng)地自我復(fù)制楚里，只不過速率很慢。它們似乎需要其他的催化物質(zhì)猎贴，例如鋅班缎。這個(gè)發(fā)現(xiàn)非常重要，因?yàn)樵谏返某跗谒剩瑥?fù)制子剛出現(xiàn)的時(shí)候达址，可能還沒有協(xié)助它們復(fù)制的酶。鋅倒可能有趁耗。
1976年沉唠，德國(guó)馬克斯·普朗克生物物理化學(xué)研究所做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，與奧格爾的實(shí)驗(yàn)互補(bǔ)苛败。在生命起源的研究上满葛，那是個(gè)影響力很大的研究機(jī)構(gòu)，由1967年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主艾根（Manfred Eigen罢屈，1927~ ）領(lǐng)導(dǎo)嘀韧。艾根的團(tuán)隊(duì)在試管中放入復(fù)制酶與制造RNA分子所需的原料分子，但是不在溶液中播種（RNA分子）缠捌。然而锄贷，一個(gè)特別的RNA大分子自然地演化出來了，而且在以后的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)中，同樣的分子一再地演化出來谊却！會(huì)不會(huì)是試管無意中被RNA分子“污染”了蹂随？仔細(xì)檢查后，這個(gè)可能被排除了因惭。這實(shí)在是不得了的結(jié)果：同樣的大分子自動(dòng)地演化了兩次岳锁？概率太低了！這比猴子在計(jì)算機(jī)鍵盤上隨意敲出哈姆雷特的一句話還不可能（還記得嗎蹦魔？我們?cè)诘谌掠懻撨^）激率。那個(gè)特別的RNA分子，就像那句話在我們的計(jì)算機(jī)模型中演化一樣勿决，是逐步乒躺、累積演化組裝成的。
反復(fù)在這些實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的那個(gè)RNA分子低缩，與施皮格爾曼制造出的嘉冒，大小相同，結(jié)構(gòu)也相同咆繁。只不過施皮格爾曼的RNA分子是從自然界的Q-beta RNA“變化”出來的讳推，艾根的卻幾乎可說是“無中生有”演化出來的。這張藍(lán)圖特別適應(yīng)加了復(fù)制酶的試管環(huán)境玩般。因此從兩個(gè)非常不同的起點(diǎn)出發(fā)银觅，通過累積演化，抵達(dá)同一終點(diǎn)坏为，可說是由環(huán)境選擇的究驴。大型的Q-beta RNA分子不太適應(yīng)試管環(huán)境，卻非常適應(yīng)大腸菌的環(huán)境匀伏。
這樣的實(shí)驗(yàn)幫助我們了解自然選擇具有自動(dòng)洒忧、非蓄意的性質(zhì)。復(fù)制酶“機(jī)器”不“知道”它們干嗎要制造RNA分子：它們那么做够颠，只不過是它們的形狀作祟熙侍，并非蓄意。RNA分子也沒有籌劃自我復(fù)制的策略。即使它們能思考衰抑，我們也得解釋會(huì)思考的實(shí)體為何會(huì)有自我復(fù)制的動(dòng)機(jī)。就算我知道復(fù)制自己的方法，我也拿不準(zhǔn)我會(huì)在生涯規(guī)劃中將復(fù)制自己列為優(yōu)先事項(xiàng)掉房，干嗎呀?!可是分子說不上動(dòng)機(jī)。那個(gè)病毒RNA的結(jié)構(gòu)只不過剛巧發(fā)動(dòng)了細(xì)菌細(xì)胞中的機(jī)關(guān)累驮，于是它的復(fù)本就源源不斷的生產(chǎn)出來了府怯。任何實(shí)體，不管在宇宙中的任何角落，要是剛巧具有復(fù)制自己的絕佳本事如筛，那個(gè)實(shí)體的復(fù)本就一定會(huì)源源不斷地現(xiàn)身堡牡，完全自動(dòng)。還有呢杨刨，由于它們自動(dòng)形成世系晤柄，又偶爾會(huì)出錯(cuò)，于是在累進(jìn)演化強(qiáng)有力的指引下妖胀，新版本的復(fù)制本領(lǐng)往往青出于藍(lán)芥颈，后來居上。這個(gè)發(fā)展道理極為簡(jiǎn)單赚抡，過程又是自動(dòng)的爬坑，一切都在預(yù)料之中，簡(jiǎn)直就不可避免涂臣。
在試管中盾计，一個(gè)“成功的”RNA分子，關(guān)鍵在它有某種直接赁遗、內(nèi)在的性質(zhì)署辉，可與我假設(shè)例子中的“黏度”比擬。但是“黏度”之類的性質(zhì)并不引人入勝岩四，只不過是復(fù)制子的基本性質(zhì)罷了——直接影響復(fù)制利益的性質(zhì)涨薪。復(fù)制子還可能影響其他的事物，那些事物對(duì)其他事物有影響炫乓，那些事物又影響到其他事物刚夺，最后間接影響到復(fù)制子復(fù)制自己的機(jī)會(huì)。你可以看出末捣，要是像前面說的因果長(zhǎng)鏈果真存在侠姑，我們反復(fù)說過的基本原理仍然站得住。復(fù)制子只要有復(fù)制自己的本事箩做，就會(huì)在世上占優(yōu)勢(shì)莽红，無論它的復(fù)制利益受多長(zhǎng)的因果鏈影響，因果關(guān)系多么間接邦邦，都不會(huì)改變這個(gè)原理安吁。同理，世界會(huì)被這因果鏈上的環(huán)節(jié)占據(jù)燃辖。我們會(huì)討論那些環(huán)節(jié)鬼店，并對(duì)它們大為驚奇。
在現(xiàn)代生物中黔龟，我們隨時(shí)都能看見它們妇智，就是眼睛滥玷、皮膚、骨骼巍棱、腳趾惑畴、大腦、本能航徙。這些事物是復(fù)制DNA的工具如贷。它們是DNA造成的；眼睛到踏、皮膚杠袱、骨骼、本能等彼此不同夭禽，也是DNA的不同造成的霞掺。導(dǎo)致它們的DNA，復(fù)制的概率受它們的影響讹躯，因?yàn)樗鼈冇绊懮眢w的生存與繁殖——身體包含同樣的DNA菩彬，因此身體與DNA同舟一命。因此潮梯，DNA通過身體的特質(zhì)骗灶，影響自己的復(fù)制。我們可說DNA有影響自己前途的力量秉馏，身體耙旦、器官、行為模式則是那個(gè)力量的工具萝究。
說到力量免都，我們說的是后果，能夠影響自身前途的復(fù)制子產(chǎn)生的后果帆竹，不管那些后果是多么的間接绕娘。從因到果的鏈子由多少環(huán)節(jié)組成并不重要。如果“因”是一個(gè)能復(fù)制自己的實(shí)體栽连，“果”不管多遙遠(yuǎn)险领、多間接，都受自然選擇的監(jiān)視秒紧。我要借一個(gè)河貍的故事绢陌，來勾勒這個(gè)原理。故事的細(xì)節(jié)多是臆測(cè)之詞熔恢，但大體上不會(huì)太離譜脐湾。雖然沒有人研究過河貍大腦神經(jīng)線路的發(fā)育，科學(xué)家研究過其他動(dòng)物的绩聘，例如線蟲沥割。我從那些研究摘取結(jié)論耗啦，應(yīng)用到河貍身上凿菩，因?yàn)閷?duì)許多人來說机杜，河貍比較有趣、宜人衅谷。
河貍的一個(gè)突變基因椒拗，只不過是一個(gè)字母的改變，而完整的基因組文本包含10億個(gè)字母获黔；這個(gè)改變發(fā)生在基因G蚀苛。隨著小河貍?cè)諠u發(fā)育長(zhǎng)大，改變的字母也與文本中其他字母一起復(fù)制到所有細(xì)胞里玷氏。大多數(shù)細(xì)胞中堵未，基因G不會(huì)被讀出來；其他的基因盏触，只要涉及其他細(xì)胞類型的運(yùn)轉(zhuǎn)渗蟹，就會(huì)讀出。不過赞辩，發(fā)育中的大腦有些細(xì)胞會(huì)讀出基因G雌芽。它被讀出后，就轉(zhuǎn)譯成RNA辨嗽。那些RNA工作復(fù)本在細(xì)胞里四處游蕩世落，最后有些撞上制造蛋白質(zhì)的機(jī)器，核糖體糟需。核糖體細(xì)讀RNA工作計(jì)劃屉佳，按規(guī)格生產(chǎn)新的蛋白質(zhì)分子。每個(gè)蛋白質(zhì)都有特定的氨基酸順序洲押，因而折疊成特定的形狀武花。那些氨基酸順序是基因G的DNA堿基序列決定的∽缬眨基因G突變了之后髓堪，使原先的氨基酸序列發(fā)生了重大的變化，因此蛋白質(zhì)分子的折疊形狀也改變了娘荡。
這些稍微改變了的蛋白質(zhì)分子干旁，在發(fā)育中的大腦細(xì)胞中由核糖體大量生產(chǎn)出來。它們是酶炮沐，就是在細(xì)胞中制造其他化合物（基因產(chǎn)物）的機(jī)器争群。基因G的產(chǎn)物會(huì)進(jìn)入細(xì)胞膜大年，與細(xì)胞纖維有關(guān)换薄，就是與其他細(xì)胞建立聯(lián)系的管道玉雾。因?yàn)樵鹊腄NA計(jì)劃發(fā)生了微小的改變，這些細(xì)胞膜化合物有一些生產(chǎn)率就改變了轻要。因此某些發(fā)育中的腦細(xì)胞彼此相連的情形也改變了复旬。河貍大腦某一部分的神經(jīng)線路于是就發(fā)生了微妙的變化——DNA文本的一個(gè)變化導(dǎo)致的間接、遙遠(yuǎn)的后果冲泥。
河貍大腦這一部分因其在整個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的位置驹碍，正巧與河貍的筑壩行為有關(guān)。當(dāng)然凡恍，不論河貍什么時(shí)候筑壩志秃，都必須使用大部分大腦，但是基因G突變影響了大腦網(wǎng)絡(luò)的特定部分嚼酝，因而對(duì)行為有一特定的影響浮还。于是河貍在水中以嘴咬著圓木游泳時(shí)，會(huì)把頭抬得很高——相對(duì)于體內(nèi)沒有突變基因G的個(gè)體而言闽巩。這使得圓木上沾的泥巴不大可能在運(yùn)送途中被水沖走钧舌，圓木彼此的附著程度因而增加。這么一來又官，河貍將圓木塞入水壩后延刘，圓木比較不容易松動(dòng)。凡是體內(nèi)有這個(gè)突變基因的河貍六敬，塞入水壩的圓木都不易松動(dòng)碘赖。建造水壩的圓木比較緊密地附著在一起，是DNA文本的一個(gè)變化導(dǎo)致的后果——間接的后果外构。
圓木比較緊密地附著在一起普泡，使水壩的結(jié)構(gòu)更堅(jiān)實(shí)，不容易被水沖垮审编。于是水壩攔住的湖水就增加了撼班，湖中央的巢穴更為安全，不容易受獵食動(dòng)物的侵襲垒酬。這么一來河貍生養(yǎng)成功的子女?dāng)?shù)量就會(huì)增加砰嘁。要是觀察整個(gè)河貍族群，那些帶有突變基因的個(gè)體平均說來生殖成功率較高勘究。那些子女通常都從父母繼承了同一突變基因的檔案復(fù)本矮湘。因此，在族群中口糕，這個(gè)基因的這一形式數(shù)量會(huì)隨著世代遞嬗而越來越多缅阳。最后它成為主流、正常形式景描，不能再以“突變型”指涉了十办。這時(shí)秀撇，河貍壩一般而言又改進(jìn)了一級(jí)。
我承認(rèn)這個(gè)故事只是個(gè)假說向族，細(xì)節(jié)也許不正確呵燕，但是那與我的論點(diǎn)無關(guān)。河貍壩的演化炸枣，受自然選擇的監(jiān)控虏等，因此真實(shí)的情況除了細(xì)節(jié)外弄唧，與我的故事不會(huì)有什么出入适肠。這個(gè)生命觀的大意，我在《延伸的表現(xiàn)型》（The Extended Phenotype候引，1982; 1999）一書中解釋侯养、演繹過，這兒就不重復(fù)了澄干。你可能注意到：在這個(gè)虛擬故事里逛揩，至少有11個(gè)因果環(huán)節(jié)將基因與改善了的生存（生殖）串聯(lián)在一起。在實(shí)際的例子中麸俘，涉及的環(huán)節(jié)也許更多辩稽。那些環(huán)節(jié)每一個(gè)都是由DNA上的一個(gè)變化造成的，無論是對(duì)細(xì)胞化學(xué)的影響从媚，后來對(duì)大腦細(xì)胞鏈接模式的影響逞泄，再后來對(duì)行為的影響，或最后對(duì)水壩攔截的水量的影響拜效。即使那些環(huán)節(jié)不止11個(gè)喷众，而是111個(gè)，也無妨紧憾〉角В基因的變化（突變），只要影響自我復(fù)制的概率赴穗，就會(huì)受自然選擇的篩揀憔四。這道理實(shí)在太簡(jiǎn)單了，過程是自動(dòng)的般眉、不待籌度的了赵。只要累積選擇的基本要素——復(fù)制、失誤煤篙、力量——出現(xiàn)了斟览，這樣的事（累積演化）是不可避免的。但是這如何發(fā)生辑奈？地球上苛茂，在生命出現(xiàn)之前已烤，那些要素怎么出現(xiàn)的？下一章妓羊，我們要討論如何回答這個(gè)困難的問題胯究。
