不自私的“绿胡须基因” ·方舟子· 英国动物学家理查德·道金斯为他的名著取了一个有出乎意料的不幸后果 的名字“自私的基因”,许多读者真的把基因当成了有意识的自私自利的东西, 甚至为此感到“绝望”。其实道金斯不过是用这个比喻说法表示一个根据自然 选择原理做出的推论:只有那些善于复制自己的——“自私的”——基因才会 保留下来,而“利他的”基因会很快被淘汰。但是在动物界普遍存在着许多利 他的本能行为,其后果是给自己的生存带来危险甚至牺牲自己。如果动物的本 能行为是由基因决定的,自私的基因又如何能产生利他的行为? 一个常见的解释是,你的帮助对象携带着与你相同的基因,利他行为的结 果还是帮助传播了你的基因,因此所谓利他行为,本质上还是“自私”的。 亲属之间携带相同基因的可能性比较大,例如,你和你的兄弟平均来说有可能 有一半的基因相同。因而利他行为在亲属之间最常见,也就不奇怪了。现代达 尔文主义的创建者之一、英国生物学家荷尔丹曾经开玩笑说:如果牺牲我的生 命拯救我的一个兄弟就亏了,救两个才够本,救三个就赚了。但是对某个特定 的基因来说,即使牺牲自己去救亲属也未必划算,因为该亲属不一定刚好也有 这个基因。如果一个基因能够知道在另一个生物体的身上肯定有和它一样的基 因,那么这个基因就会导致利他行为。另一位英国生物学家汉密尔顿指出,这 种利他基因要出现,必须满足三个条件:一、有一种明确表示这种基因的存在 的明显的特殊标志;二、其他个体能够识别这种标志;三、识别这种标志的个 体会做出利他的反应。道金斯在《自私的基因》中把这形象地称为“绿胡须效 应”: “在理论上,有可能出现这样的基因,它赋予一种看得见的外部‘标志’, 例如苍白的皮肤、绿胡须或其他引人注目的东西,并且倾向于对带有这些标志 的个体特别友好。这是可能的,但是可能性不大。……同一个基因既产生合适的 标志又产生合适的利他行为,这个可能性不大。不管怎样,这种可以称做‘绿 胡须利他效应’的现象在理论上是可能存在的。” 在道金斯看来,利他的“绿胡须基因”只是一种理论上的可能性,在实际 上不太可能存在,因为要让一个基因同时满足三个条件,实在是太难了。但是 美国生物学家海格在1996年在一篇讨论哺乳动物的母亲与胎儿的竞争关系的论 文中预言说,在那些涉及到母亲与胎儿之间的相互反应的基因中,可能能找 到绿胡须基因。他甚至预言说,这种基因很可能编码“亲同粘连蛋白”。这种 蛋白质能满足“绿胡须效应”的三个条件:它们位于细胞的表面,是显著的外 部标志;它们倾向于相互粘连,能够相互识别;通过粘连在一起运动能出现利 他结果。 最近,美国莱斯大学和意大利都灵大学的研究人员联合在《科学》杂志上 发表论文,宣布从网柄菌(Dictyostelium discoideum)中发现了绿胡须基因, 它编码的正是海格所预言的亲同粘连蛋白。网柄菌是一种单细胞粘菌,在平时 像阿米巴一样各自在森林的土壤中漫游,以细菌为食。但是在食物匮乏时,成 千上万个粘菌会聚集起来形成一团巨大的多细胞生物体,这个生物体分成两部 分:一部分粘菌形成能够繁殖的孢子,另一部分粘菌则形成支撑孢子的茎。组 成茎的这部分粘菌完全是利他的,它们自己不能繁殖,而是为了帮助孢子发散 到食物丰富的地方去。而且在组成茎的过程中,有大约20%的粘菌会死亡。 这个孢子形成过程与一种被称为csA的基因有关,该基因编码一种亲同粘连 蛋白,使粘菌能够粘连在一起。这种蛋白质就是“绿胡须”。研究人员发现, 如果把csA基因剔除,那么这些“无胡须”的粘菌不仅失去了粘连能力,而且变 得很“自私”,“不甘心”牺牲自己做茎,而会沿着别的粘菌组成的茎拼命往上 爬,做为孢子繁殖自己。为此,长“绿胡须”的粘菌会团结一致,一开始就把 这些“无胡须”粘菌挡在后头,而让其他“绿胡须”的粘菌去当孢子。这样, 利他行为就战胜了个别的自私者。 人体也存在着亲同粘连蛋白,或者说,我们也长着“绿胡须”,只不过这 些胡须都长在细胞上。尽管它们不太可能与人类的利他行为有直接的关系,但 是也参与了许多重要的生理功能,这些功能,也许就与细胞层次上的“利他” 行为有关。对粘菌的研究,不仅证实了进化论中一个精彩的预测,而且也对我 们研究人体机能有重要启示。 2003.2.22.