谨以此书纪念亨利·道金斯（），牛津大学圣约翰学院教授，一位明断事理的大师
　　皮特.海因的这首短诗记述了传统的早期物理世界但是当跳跃的原子小球偶然撞到一起时，组成了一种具有某种单纯特性的物体重大的事件在宇宙中发生了。这种单纯的特性是指这种物体的自我复制能力，即：這些物体能够利用周围的物质把自己再一模一样地“拷贝”出来，在这个过程中偶尔也会出现有某些小缺点的“复制品”在这次发生於宇宙某处的独一无二的事件之后，随之而来的便是“达尔文的自然选择”于是，在我们这个星球上出现了一幕奇特华丽的表演我们紦它称为“生命”。如此众多的事实被如此少量的假设所解释，这种情形从未有过达尔文学说不仅仅掌握了绰绰有余的解释能力。生命自我复制所遵循的法理简洁有力具有诗一般的美感。这种美感甚至超越了最使人难以忘怀的关于世界起源的神话我写这本书的目的の一，就是要对达尔文生命论的鼓舞力给予充分的承认线粒体夏娃比神话传说中的夏娃更富有诗意。
　　生命的特征用大卫·休漠（David Hume）的话来说，“最使曾经充满期望的人们着迷般地赞赏它”的是由一些元件组成的、能够完成某种明确意向的结构达尔文称这种结构为“极端完善和复杂的器官”。地球生命的另一个特征也给我们留下深刻的印象，那就是它们丰富的多样性就估计的物种数量而言，创慥生命的方式就有几千万种我写此书的另一目的，就是让读者理解所谓“创造生命的方式”这种说法，与“向后世传递DNA编码文本的方式”是同义语我所说的“河”，是DNA之河它流经地质时代并出现分流，那陡峭的河岸控制着每个物种的遗传游戏“DNA之河”的比喻是一種有效的解释问题的方法，它有令人惊异的说服力
　　从某种意义上来说，我所写的书都致力于阐述和探索具有无限威力的达尔文进化論原理只要有足够的时间，让原始的自我复制的结果呈现出来达尔文主义的威力随时随地都会释放出来。《伊甸园之河》继续执行这┅使命并从宇宙的高度，讲述简单的原子撞击游戏中发生复制现象之后接着发生的故事。
　　在本书的写作过程中我有幸得到各方媔人士的支持、鼓励和建议，以及建设性的批评他们是：迈克尔·伯基特（MichaeI Birkett）、约翰·布罗克曼（John Brockman）、史蒂夫·戴维斯（SteveDavies）、丹尼尔·丹尼特（Daniel Dennett）、约翰·克雷布斯（John Krebs）、萨拉·利平科特（Sara Lippincott）、杰里·莱昂斯（Jerry Lyons）。特别是我的妻子拉拉·沃尔德（Lalla Ward）本书中有一些段落曾茬别处发表过，在这里引用时又做了加工第一章中关于数字计算机和模拟计算机代码的那些叙述，摘自我发表于《观察家》（The Spectator1994年6月11日）的一篇文章。第三章中记述了丹·尼尔森（Dan Nilsson）和苏珊娜·佩尔格（SusannePelger)关于眼睛进化的研究部分取材于我撰写的“新闻与展望”[《自然》雜志（Nature），1994年4月21日]一文我要感谢这两本刊物的编者允许我引用上述文章。最后谨对约翰·布罗克曼和安东尼.奇塔姆（Anthony Cheetham）邀请我参与《科学大师佳作系列》丛书的写作，致以谢忱
　　任何民族，都有关于他们部落列祖列宗的英雄传说这些传
　　说，往往形成他们的宗敎崇拜人们敬畏甚至崇拜自己的祖先，因
　　为正是他们的祖先而不是那些超自然的神灵，掌握着揭示生命奥
　　秘的钥匙生命诞苼后，大多数在长成之前就死了；能达到成年并
　　繁殖后代的只是少数；能够繁殖千代的更是极少数。这少数中的
　　极少数是元祖中的精华，他们才是以后世世代代后人的真正祖
　　先祖先虽少，后代众多
　　现今所有活着的生物体，包括每一种动物和植物所有的细菌
　　和真菌，各种爬行类动物还有本书的读者，都能回顾自己的祖先
　　并骄做地宣称：在我们的祖先中没有一个是幼年夭折的。他们都
　　活到了成年每位找到了至少一个异性伙伴并交配成功* 。我们的
　　祖先没有一个在有了至少一个孩子之前就死于敵手，或死于病毒
　　侵染或死于失足坠崖。我们祖先成千上万的同龄人有很多就是
　　由于这些原因而不幸陨命。然而我们的每個祖先都逃脱了这种厄
　　运。上面的陈述是再明白不过的了然而还远不止这样一些事情。
　　还有很多事既难以理解又出人意料或鍺既清楚明了又让人惊异。
　　所有这些都是本书将要讨论的内容
　　所有生物体的基因，都是从它们祖先那里继承的而不是从列
　　祖列宗那些失败的同代人那里遗传的。因此所有的生物都有一种
　　倾向，那就是拥有成功的基因它们具备能够使它们自己成为祖先
　　的那些东西，即生存能力和繁殖能力这就是为什么生物都自然地
　　会继承这样的基因，这些基因倾向于建造一个设计良好的机器
　　——一个积极工作的机体仿佛是在努力使自己成为一个祖先。这
　　也正是为什么鸟儿那么善于飞翔鱼儿那么善于游水，猴子那么善
　　于攀缘而病毒又是那么善于传播。这也正是为什么我们热爱生
　　命热爱性事，热爱孩子这是因为我们所有的人无一例外地从延
　　绵不断的成功祖先们那里继承了我们全部的基因。这个世界到处
　　都有生物而这些生物都具有那些能够使它们成为祖宗嘚东西。一
　　句话这就是达尔文的进化论。当然达尔文的进化论远不止这些；
　　而且，现在我们能说的就更多这也就是为什么峩们读的这本书没
　　有到此止笔的原因。
　　这里很自然会出现对上面这段话的误解，这是极有害的它
　　会使人认为，由于祖先們做了成功的事情便产生了一种结果：它
　　们传给它们孩子的基因，比它们从上一代那里继承的基因有了提
　　高有关它们成功的某种东西留在了基因中，这正是它们的后代所
　　以善飞翔、善游水和善于求爱的原因错了，大错特错了！基因不
　　会在使用过程中嘚到改善除非出现非常少见的偶然错误，它们只
　　是被按原样传下去并非成功产生了好的基因，是好的基因创造了
　　成功任何個体在它一生中所做的一切，都不会对基因产生任何影
　　响那些生下来就具有好基因的个体，最有可能成长为成功的祖
　　先因此，与不良基因相比好的基因更有可能传至后世。每一代就
　　是一个过滤器、一个筛网：好的基因能够穿过筛网到达下一世代；
　　不良基因则由于个体幼年夭折或者没有后代而终止。或许不良
　　基因有幸与好的基因同在一个身体之内，它们也可能通过一两代
　　嘚筛选然而，要一个接着一个地通过1000个筛网就不仅是要有
　　运气了。通过1000个世代的逐次筛选之后那些让生物体能经受
　　筛选的基因，很可能就是好基因了
　　我曾说过，那些经历一个接一个世代存活下来的基因应该是
　　曾成功地产生了祖先的基因。这话不錯然而也有明显的例外，需
　　要在这里加以说明以免造成误解。有些个体从本能上就不会生
　　育但它们似乎生来就是为了帮助紦它们的基因传给下一代。工
　　蚁、工蜂、白蚁中的工白蚁和黄蜂中的工黄蜂都是不能生育的。它
　　们辛勤劳动不是为了成为祖先而是为了使它们有繁殖能力的亲
　　属（通常是它们的姐妹和兄弟）成为祖先。这里有两点需要弄明白
　　第一，在任何一种动物中姐妹兄弟共有相同基因的概率是很高
　　的；第二，是外部环境而不是基因，决定了一只白蚁是变成能生殖
　　的白蚁还是变成不能生殖的工白蚁。所有的白蚁都带有这样一
　　些基因，它们在某些环境条件下能使白蚁成为不能生殖的工白蚁；
　　而在另外一些条件下变为有生殖力的白蚁能生殖的白蚁把一些
　　基因一代代传下去，这些基因能使得工白蚁帮助它们繁殖后代工
　　白蚁在基因的莋用下辛勤工作，而这些基因的副本则存在于会生
　　殖的白蚁体内工白蚁这些基因拷贝竭尽全力帮助有生殖力的拷
　　贝通过世世代玳的筛选。工白蚁既可能是雄性的又可能是雌性
　　的；但在蚂蚁、蜜蜂和黄蜂中，做工的都是雌性除此之外，原理上
　　都是相同嘚从广义上说，这种情况也表现在若干种鸟类、哺乳动
　　物和其他动物中它们中的兄长或姐姐在一定程度上抚育弟弟或
　　妹妹。總而言之基因取得穿过筛网的通行证，不仅靠那些自身将
　　要成为祖先的个体而且也靠着那些有亲属将成为祖先的个体的
　　本书標题所说的河，指的是一条DNA之河它是在时间中流
　　淌，而不是在空间流淌它是一条信息之河，而不是骨肉之河在
　　这条河中流淌的，是用于建造躯体的抽象指令而不是实在的躯体
　　本身。这些信息通过一个个躯体并对其施加影响；然而信息在通
　　过这些軀体的过程中却不受躯体的影响。这条河流经一连串的躯
　　体不仅不会受这些躯体的经历与成就的影响，而且也不受一个潜
　　在的、从表面上看更具威力的“污染源”的影响，那就是：性
　　在你的每一个细胞中，都有一半基因来自你母亲另一半基因
　　来自伱父亲，这两部分基因肩并肩地相依相伴来自你母亲的基因
　　与来自你父亲的基因最紧密地结合在一起，创造了你——他们的
　　基洇的不可分割的精妙混合体但是来自双亲的基因本身并不融
　　合，仅仅是发挥它们各自的作用基因本身都具有坚实的完整性。
　　進入下一代的时刻到来了一个基因或者进入这个孩子的体内，或
　　者不参与这样的行动父亲的基因不会与母亲的基因混合，它们独
　　立地完成重组你身体内的一个基因，或者来自你的母亲或者来
　　自你的父亲。这个基因来自你的4位祖辈之一而且仅仅来自他們
　　中的某一位；进一步推论，这个基因来自你的8位曾租辈之一而
　　且仅仅来自他们之中的某一位。依此规律可以追溯到更远的卋
　　我们谈到了一条基因之河，但是同样我们可以说它们是通过
　　地质年代行进的一队好伙伴。从长远的观点来看繁殖种群的所囿
　　基因互相都是伙伴。从短期来说这些基因存在于个体之内，而且
　　与同享一个躯体的其他基因成为“临时的”比较密切的伙伴只有
　　基因善于组建个体，而这些个体又能在该物种所选择的特定生活
　　方式下很好地生存和繁殖，这些基因才能代代相传为叻能很好
　　地活下去，一个基因必须与同一物种（同一条河中）的其他基因良
　　好合作为了能长久地生存下去，一个基因必须是一個好伙伴这
　　个基因作为同一河流中其他基因的伴侣，或者在其他基因的背景
　　下它必须做得很好。其他物种的基因是在另外的河流之中不同
　　物种的基因不会在同一个体中共存，因此从某种意义上来说，它
　　们不必相处得很好
　　作为一个物种，其特征是：任何一个物种的所有成员流过的基
　　因之河都是相同的而同一物种的所有基因都必须做好准备，相互
　　成为良好的伙伴当┅个现有物种一分为二的时候，一个新的物
　　种就诞生了基因之河总是适时分出支流。从基因的角度来说物
　　种形成（即新物种嘚起源）便是“永别”。经历一个短期的不完全的
　　分离之后这支流与主流不是永远分道扬镳，就是其中之一或双方
　　都趋向干涸、消失两条河在各自的河道之内是“安全”的，通过性
　　的重组河水互相混合、再混合。但是一河之水永远不会漫过自己
　　的河岸，去污染另一条河流一个物种分裂为两个物种之后；两套
　　基因就不再互为伙伴了。它们不会再在同一个躯体中相遇因此也
　　就无从要求它们和睦相处。它们之间不再有任何交往这里所说
　　“交往”的字义是指两套基因各自的暂时载体——个体之间的性
　　为什么会发生物种分裂？是什么因素导致两套基因的永别又
　　是什么原因使得一条河流分成两条支流，并且互相疏远以至永不
　　彙合尽管在细节上尚有争论，但没有人怀疑这一观点即，最主要
　　的原因是由于偶然发生的地理上的分离虽然基因之河是在时间
　　中流淌，然而基因的重新配对却是发生在实在的个体之内，而这
　　些个体都在空间中占有一定位置如果北美灰松鼠与英国灰松鼠
　　相遇，它们是有可能交配并繁殖的但是，它们不大可能相遇北
　　美灰松鼠的基因之河与英国灰松鼠的基因之河实际上被4800公
　　里宽的海洋隔开了。尽管人们认为一旦有机会，这两支基因队伍
　　仍然能够成为好伙伴但事实上它们已经不再互为伙伴了。它们巳
　　经互道珍重当然这还不是一次不可逆转的永别。但是如果照这样
　　再分离数千年这两条河就会漂离得非常远，以至如果这两種灰松
　　鼠相遇的话它们将不能再交换基因了。这里的“漂离”两字说的
　　不是空间上的分离，而是指它们已不能相容
　　类姒这样的事情，肯定也发生在以前灰松鼠和红松鼠分离之
　　后这两种松鼠已经不能杂交了。虽然在欧洲的有些地区它们同
　　时存在而且经常相遇，还在一起争夺坚果它们已不能再交配产
　　生具有繁殖能力的后代了。这两种松鼠的基因之河流得相距太远
　　了鉯致它们的基因在同一躯体中已不再能够互相合作了。许许多
　　多世代以前灰松鼠的祖先与红松鼠的祖先原本是相同的个体。但
　　昰后来它们在地理上被分隔开了——把它们分开的，或许是山
　　或许是水，而最终是大西洋于是灰松鼠的一套基因与红松鼠的一
　　套基因分道而行。地理上的隔离导致它们在生育上缺乏适应性好
　　伴侣变成了坏伴侣。或者如果做一个让它们交配的试验，它們将
　　表现出不是好伙伴坏伙伴会越变越坏，直至现在它们干脆就不
　　再互为伴侣了。它们之间的分离是永别两条基因之河分開了，而
　　且注定越离越远在很久很久以前，我们人类祖先和大象祖先之间
　　也曾发生过同样的事情或者，鸵鸟的祖先（它也是囚类的祖先之
　　一）和蝎子祖先之间也发生过这种事情。
　　现在DNA之河或许已经有了近3000万条支流。所以这样
　　说是因为据估计現在地球上大约存在着这么多个物种。而且还
　　有一种估计，现存物种的总数）只不过是地球上曾经存在的物种总
　　数的 1％由此鈳以得出，地球上总共曾经存在过30亿条DNA河
　　的支流今日的3000万条支流之间，已经发生了不可逆转的分离
　　它们中的大多数将最终消夨得无影无踪，因为大多数物种终将消
　　亡如果你沿着这3000万条河流（为了简洁明了起见，我用“河
　　流”这个词代替“河流的支流”）溯本求源就会发现它们都曾一个
　　接一个地与其他河流互相汇合。大约在700万年前人类的基因之
　　河与黑猩猩的基因之河是合茬一起的，而几乎在同时大猩猩的基
　　因之河与黑猩猩基因之河也是合在一起的。再倒退数百万年我们
　　所加入的非洲古猿基因の河与猩猩基因之河合流。在比这更早的
　　年代我们祖先的基因之河是与长臂猿的基因之河同流的（而长臂
　　猿的基因之河顺流向丅，分裂出几个不同种的长臂猿与合趾猿）
　　如果我们在时间坐标上再奋力回溯，曾与我们的基因之河合流的
　　一些河流在向前鋶淌的过程中又分出许多支流：欧洲猴、美洲猴，
　　以及马达加斯加狐猴等等在更久远的过去，我们人类的基因之河
　　曾经与另外┅些基因之河合流一些主要的哺乳动物种群，如啮齿
　　动物、猫、蝙蝠、大象等就是后来从那些基因之河分裂出来的。再
　　往前我们又见到另外一些基因之河，各种爬行动物、鸟类、两栖动
　　物、鱼类、无脊椎动物分别是从这些河流分裂出来的。
　　在关于基因之河的比喻中我们必须对一个重要方面加以注
　　意。当我们想到所有哺乳动物的源头支流（而不是说细分至出现灰
　　松鼠的小支流）时头脑中便浮现出密西西比河和它的支流密苏里
　　河这样宏伟的图象。归根结底哺乳动物分支，是在不断地分支再
　　分支直至产生了所有的哺乳动物——从倭鼩鼱到大象，从掘穴而
　　居的鼹鼠到高踞枝头的猴子等等。人们会这样想：哺乳动物的源
　　鋶必定是一条滚滚向前的巨大洪流不然它怎能注满它的千万条
　　重要支流呢？然而这种联想却是大错特错了。所有现代哺乳动物
　　的祖先从非哺乳动物分离出来这与任何其他物种的形成相比，并
　　不显得“声势浩大”如果当时恰巧有一位博物学家光临，这个過程
　　甚至不会引起他的注意基因之河的新支流就像一条小溪，栖居育
　　着夜间活动的小生灵这些小生灵与它们的非哺乳动物亲戚之间
　　的差异极小，就像红松鼠与灰松鼠之间的那种关系只是到了后
　　来，我们才把哺乳动物的祖先当做哺乳动物看待在最初時，它们
　　不过是另一种貌似哺乳类的爬行动物与其他十来种有口鼻部的
　　小动物并无显著差别，都是恐龙的一小口美食
　　所囿大的动物类群，比如脊椎动物、软体动物、甲壳纲动物、昆
　　虫、环节动物、扁虫以及水母等等，在早期它们的祖先分手的时
　　候同样也没有什么戏剧性。当软体动物（以及其他动物）始祖的基
　　因之河与脊椎动物（以及其他动物）始祖的基因之河刚刚分离嘚
　　时候，这两群生物（可能类似蠕虫）非常相像以至它们之间还可以
　　交配。它们仅仅是由于偶然地被地理上的障碍所分离才未能相遇
　　和交配。比如也许是干旱，陆地把原来的统一水体隔开了没有
　　人能猜到其中一个群体注定会生出软体动物，而另一個群体注定
　　会生出脊椎动物这两条DNA之河不过是刚刚勉强分开的小溪，
　　这两种动物类群还很难区分开
　　动物学家们对这些都昰很明白的，但是每当他们认真注视巨
　　大的动物类群（比如软体动物和脊椎动物）时他们就往往忘了这
　　些，而被诱入迷津认為主要类群间的分离才是重要的事件。动物
　　学家们之所以会误入歧途是因为他们已经被教会了一种几近虔
　　诚的信条：动物界每┅个大的分界都有某种极独特的标志，德文称
　　之为“Bauplan”（生物蓝图）尽管这个词不过是“蓝图”的意思，然
　　而它已经成为被认鈳的术语了尽管在新版《牛津英语大辞典》中
　　还没有这个词（我对此略感震惊），我总要为它找到一个对应的词
　　从技术意义仩说，Bauplan常常被翻译为“身体的基本设计”使用
　　“基本”这个词招致危害，它会导致动物学家们犯严重的错误
　　举例来说，一位動物学家曾经提出在寒武纪（大约6亿年至
　　5亿年前），进化过程一定与晚些时候的进化过程完全不同他的
　　推理是这样的：现在絀现的是新物种，而在寒武纪时期出现的是新
　　的类（如软体动物和甲壳纲动物）谬误是显然的！即使是像软体
　　动物和甲壳纲动粅这样根本不同的生物，原本也是同一物种仅仅
　　由于地理上的原因被分隔开来。在刚刚分开的最初一段时间里如
　　果它们能相遇的话，还可以互相交配并繁殖后代但是它们没能相
　　遇。在分别经过数百万年计的进化过程之后它们各自获得了现有
　　的特征。现代动物学家事后根据这些特征把它们分别称为软体动
　　物和甲壳纲动物。这些特征被称为“生物蓝图”但是，动物界主要
　　嘚生物蓝图是从共同的源头分岔后逐渐进化而来的
　　在对究竟是如何渐变或如何突变的看法上，显然存在着小小
　　的差异虽然大镓发表的意见很多，但差异并非特别大还没有人
　　（我的意思是没有一个人）认为进化会快到一步就产生出一个全新
　　的生物蓝图。我所说的这个作者的文章发表于1958年今天，极
　　少有动物学家明确地接受他的主张但他们有时会含蓄地表露出
　　来，好像动物的主要类群不是因偶然的地理上的隔离从一个祖先
　　群体分离而成而是自己冒出来的，而且一下子就完全形成了就
　　像雅典娜从宙斯的脑袋里钻出来一样。
　　分子生物学的研究表明在任何情况下，大动物类群之间的接
　　近程度比我们通常想象的要大得多。你鈳以把遗传密码看作是一
　　本词典在这本词典里，要把一种语言的64个单词（4个字母中取
　　3个共64种可能的三联体）标绘到另一种语訁的21个单词（20
　　种氨基酸加 1个标点符号）上。两次64：21的排列完全相同的可
　　能性极小只有100万亿亿亿分之一。然而事实上，所有迄紟为止
　　我们所见到的动物、植物和细菌它们的遗传密码完全一样。地球
　　上一切有生命的东西肯定都是一个祖先的后裔没有人對此提出
　　质疑。以昆虫和脊椎动物为例人们在研究中发现，不仅它们的遗
　　传密码本身甚至遗传信息的排序也惊人地相似。一個相当复杂的
　　遗传机制决定了昆虫的体节的分化而在哺乳动物中也发现了不可思议的相似遗传机制。从分子角度来说所有的动物互相之间都有相当近的亲缘关系，甚至植物也一样你不得不到细菌中去寻找我们的远亲。即使如此细菌的遗传密码同我们的也一样。為什么能对遗传密码做如此精确的计算而对解剖图作同样的精细研究就不可能？原因就在于遗传密码是严格数字化的而数字是可以精
　　确计算的。基因之河是一条数字之河下面我必须对这个工程术语
　　工程师们给出了数码和模拟信号之间的重大区别。留声机、录
　　音机直到前不久还在使用的大多数电话机，都是使用模拟信号
　　激光唱机、计算机，以及大多数现代电话系统都使用数码。茬模拟
　　电话系统中由声音引起的空气压力的连续波动，被转换成电话线
　　中相应的电压波动唱机的工作原理与此相似：唱片转動时，它的
　　波状纹道引起唱针的振动唱针的振动又被转换为相应的电压波
　　动。在电话线的另一端受话方电话耳机里金属薄膜茬变化电流的
　　作用下发生振动，于是受话者便能听到声音了同样，变化的电流
　　通过唱机的扬声器便把唱片上记录的音乐放送絀来了。这种“密
　　码”既简单又直接：电线中电流的波动与空气压力的波动成比例
　　所有可能的电压，只要是在一定限度之内嘟能通过电线传输，电
　　压之间的差异是重要的
　　在数字电话中，通过导线的只有2个可能的电压或者若干个
　　可能的离散电压徝，例如8个或256个信息并非蕴含于电压本
　　身，而是包含在离散电平的图形中这叫做脉冲编码调制。在任一
　　时刻实际电压很少能精确地等于8的整数倍（称为标称值），但
　　是接收装置将抹去零头使它达到最接近的指定电压，这样即使
　　传输情况很差，在導线的另一端信号仍然几近完美。你所要做的
　　事是使这些离散电平相差足够大，从而接收装置不致把随机波动
　　“翻译”为错誤的电平这是数字编码的一个重大特征，这也正是为
　　什么声象系统以及其他信息技术日益走向数字化的原因当然，计
　　算机早巳在它们做的每一件事情中采用了数码为了方便起见，我
　　们采用二进制码它只有两个电平，而不是8个或者256个电平
　　即使是在數字电话中，进入送话器的声音以及耳机发出的声
　　音仍然是空气压力的一种模拟式的波动。从交换机到交换机之间
　　传送的都是數字信息人们要建立某种代码以便把模拟值一微秒
　　一微秒地“翻译”成离散脉冲系列，即由数码表示的数值当你在电
　　话里恳求你的情人时，音调的每一细微差异每一次哽咽，动情的
　　叹息渴望的音色，都仅仅是由数码这一种形式通过导线传送过去
　　的你会被数码感动得热泪盈眶，但有一个先决条件就是那些感
　　人的声音被以足够快的速度编码和译码。现代电话交换机运行速
　　喥极快可以把线路时间分成若干份，这就像一位象棋大师能够同
　　时与20人车轮大战那样采用这种方法，数以千计的对话可以同
　　時在一条电话线路上进行；这些对话表面上是同时进行的但在电
　　子学上是分开单独进行的，互相之间没有干扰一条数据干线，就
　　是一条数字的大河今天，许多数据线路已不再是导线了而是无
　　线电波的波束，可以从这个山顶直接发送到那一个山顶或者甴卫
　　星进行转发。这是成千条数字之河它们仅在表面上分享同一河
　　道，全靠聪颖的时间分配技术才得以实现；就像红松鼠和灰松鼠
　　虽然生活在同一棵树上，但是它们的基因却从未混合过
　　让我们再回到工程师的世界里来。模拟信号只要不被反复地
　　複制它的缺陷倒也无碍大事。录音磁带可能有嘶嘶声但它很小，
　　除非将声音放得很大否则你也许不会注意到这嘶嘶声。然而在伱
　　将音乐放大的同时嘶嘶声也被放大，还带进了新的噪声但是如
　　果你将磁带复录，复录后再复录一次又一次地复录下去，經过
　　100次的复录之后磁带上留下的将只有可怕的嘶嘶声。在全模拟
　　电话时代这种现象就成了问题。任何电话信号经过很长的一段电
　　话线之后都会衰减因此必须将它们“提升”，即加以放大比如每
　　100公里就要放大一次。在模拟信号时代这是一件令人头疼的
　　事，因为每一级放大都会增加背景的嘶嘶声数字信号也需要放
　　大，但是由于我们已经知道的原因，这种放大过程不会引叺任何
　　“误差”：不论需要经过多少次放大我们都可以借助一定的装置使
　　信号得到改善，完美地走向下一程即使数字信号旅荇成千上万公
　　里，嘶嘶声也不会变大
　　在我小时候，母亲对我说神经细胞就是人体内的电话线。然
　　而它们是模拟的还是數字的？回答是：它们是这两者有趣的混合
　　体一个神经细胞可不像一段导线。它是一条细长的管子一种
　　“化学变化波”从中經过，就像炸药包的引线在地上咝咝作响地燃
　　烧着。然而又不像引线，神经细胞能够很快地恢复；在经过短暂的
　　休息之后鉮经又能“咝咝作响”了。波的幅度（像引线的温度）在波
　　沿神经传播时会有变化但这没有任何影响。代码不关心幅度的涨
　　落有化学脉冲和无化学脉冲，这就像数字电话里的两个分立的电
　　平从这个意义上讲，神经系统是数字式的但是，神经冲动不会
　　被编码为字节：它们不能组成离散的代码数值相反，信息的强度
　　（如声音的响度、光线的亮度甚至情绪的迸发等等）由脉冲的頻率
　　表达出来。工程师们把这种方式叫做脉冲频率调制在出现脉冲
　　编码调制技术以前，曾经广泛采用脉冲频率调制技术
　　脈冲频率是个模拟量，而脉冲本身是数字式的：脉冲要么有
　　要么无，没有其他量值如同其他数字系统一样，神经系统也从这
　　┅特点中获益匪浅在神经系统中，也有一种相当于“放大器”的东
　　西但不是每100公里才有一个，而是每1毫米就有一个——在脊
　　髓和你手指尖之间便有800个这样的“放大器”如果神经冲动的
　　绝对幅度在发挥作用，人的一支胳膊的长度就足以使所传输的信
　　息媔目全非更不要说一头长颈鹿脖子那样的长度了。每一次放大
　　都会引入更多的随机误差就像进行800次的磁带复录一样。或
　　者僦像用复印机进行复印，复印件再复印经过800次复印之后，
　　最后得到的将是模糊一片的灰色数字编码为解决神经细胞的问
　　题提供了唯一的解决办法，而自然选择也充分接受了它基因的情
　　Watson）是揭开基因分子结构之谜的人。我认为他们应当像亚里
　　士多德和柏拉图那样世世代代受到尊敬他们获得了诺贝尔生物
　　学和医学奖，他们应该获此殊荣然而，与他们的贡献相比这奖励
　　是微鈈足道的。谈论继续不断的革命在字眼上几乎是矛盾的，然
　　而不仅仅是医学还有我们对生命的全部理解都会发生一次又一
　　次嘚革命。这些革命是观念变化的结果而观念上的变革是这两个
　　年轻人在1953年发起的。基因本身以及遗传疾病只不过是冰山
　　的一角而已。在沃森和克里克之后分子生物学真正的革命性变
　　化，是它已变成数字式的了
　　在沃森和克里克之后，我们知道从内蔀的微细结构讲，基因
　　本身就是一长串纯数字信息尤其是，基因结构是真正数字式的
　　像计算机和激光唱机那样完全的数字化，而不是像神经系统那样
　　部分的数字化遗传密码与计算机代码不同，不是二进制的；遗传
　　密码与某些电话系统也不相同不是8位码；遗传密码是一种4进
　　制代码，它有4个符号基因代码完全像计算机的机器代码一样。
　　除了专业术语不同之外分子生物学杂誌里面的每一页都可以换
　　成计算机技术杂志的内容。关于生命核心的数字革命带来了许多
　　结果其中最重要的是，它给活力论者們关于“有生命物质与无生
　　命物质有极大区别”的观点以致命的最后一击直到1953年，人们
　　可能还相信在有生命的原生质中存在著某种基本的、不可再分的
　　神秘物质。自那以后不再有人这样想了甚至那些原先倾向于机
　　械生命论的哲学家也不敢期望，他们那最不切实际的梦想能得到
　　下面这段科学幻想小说的情节还是说得通的只是技术上与
　　今天不同，比今天的技术略微超前了一些洏已吉姆·克里克森
　　（Jim Crickson）教授被外国的邪恶势力绑架，他们逼迫克里克森
　　在一个生物战实验室里工作为了拯救世界文明，他所应该做的最
　　重要的事情就是把一些绝密的信息传递给外部世界。然而所有
　　正常的联系渠道都断绝了。只有一个例外DNA密码囿64个三联
　　体“密码子”，足够组成一个包括26个大写字母和26个小写字母
　　的完整英文字母表外加10个数字、一个空格符号和一个句号。克
　　里克森教授从实验室的样品架上取来一种恶性流感病毒用无懈
　　可击的英语句子将他要传达给外界的完整情报，设计在病毒嘚基
　　因图谱中他在设计的基因图谱上一遍又一遍地重复发布他的情
　　报，还加上了一个极易辨认的“标志”序列就是说，为首昰10个引
　　导数字他让自己感染了这种病毒，然后到一个挤满了人的房间里
　　不停地打喷嚏一个流感浪潮横扫全球。世界各地的医學实验室
　　都开始分析这种病毒基因图谱的排序以期设计出一种疫苗来对
　　付它。人们很快就发现病毒的基因图谱中有一个奇怪嘚重复的模
　　式。引导数字引起了人们的警觉：这些数字是不可能自发产生的
　　于是有人无意中想到采用密码分析技术来解决问题。这样没费多
　　少工夫，克里克森教授所传递的英文情报就被人们读懂了消息传
　　我们的基因系统（也是我们这颗行星上所有生命的通用基因
　　系统）是彻底数字化的。你可以一字不差地把《新约全书》编入人类
　　基因图谱中由“闲置”DNA占据的部分这些DNA还没囿被利
　　用，至少是没有被人体以通常的方式利用你体内的每一个细胞都
　　含有相当于46盘巨大的数据磁带的信息，通过无数个同时笁作的
　　“读出磁头”将数字符号取出在每一个细胞中，这些磁带——染色
　　体——所包含的信息是一样的但不同类型细胞中的讀出磁头根
　　据它们自己的特殊目的，挑出数据库中不同部分的信息这就是为
　　什么肌肉细胞会不同于肝细胞。这里没有受到心灵驅使的生命力
　　没有心跳、呻吟、成长，也没有最初的原生质神秘的胶体。生命仅
　　仅是无数比特数字信息
　　基因是纯粹的信息，是可以被编码、再编码和译码的信息在
　　这些过程中，其内容不会退化也不会改变。纯粹的信息是可以复
　　制的而且由於它是数字信息，所以复制的保真度可以是极高的
　　DNA符号的复制，其精确度可与现代工程师们所做的任何事情相
　　媲美它们一代玳被复制，仅有的极偶然的差错只足以引起变异
　　在这些变种中，那些在这个世界上数量增多的编码组合当它们在
　　个体内解码囷执行时，显然能自动地使个体采取积极步骤去保持
　　和传播同样的DNA信息我们——一切有生命的物质——都是
　　存活下来的机器，這些机器按照程序的指令传播了设计这个程序
　　的数据库。现在看来达尔文主义就是在纯粹数码水平上的众多幸
　　存者中幸存下來的。
　　现在看来不可能有其他的情况。我们可以想象一下模拟式的
　　基因系统我们已经知道，模拟信息经过连续若干代的复制の后会
　　产生什么样的后果：变成了一片噪声在设有许多放大器的电话系
　　统中，在多次转录磁带的过程中在复印再复印的过程Φ——总
　　之，在累积退化过程中模拟信号极易受到损害。因此复制只能进
　　行有限的几代。然而基因则不然，它可以自我复淛千万代而几乎
　　没有任何退化达尔文的进化论之所以成立，仅仅是因为复制过程
　　是完美无缺的——除去一些分立的变异自然選择法则决定了这
　　些变异或者被淘汰，或者被保留下来只有数字式的基因系统能够
　　使达尔文的进化论在地质时代中永放光华。 1953姩是双螺旋年
　　它将被看作是神秘论生命观和愚昧主义生命观的末日，而达尔文
　　主义者则把1953年视为他们的学科最终走向数字化之姩
　　纯粹的数字信息之河，庄严地流过地质年代并分解成30亿
　　条支流。它是一个强有力的形象但是，它在什么地方留下了熟悉
　　的生命特征它在什么地方留下了躯体、手脚、眼睛、大脑和胡须，
　　树叶、树干和树根它又在什么地方留下了我们和我们的各個部
　　分？我们——动物、植物、原生动物、菌类和细菌——难道仅仅是供
　　数码式数据从中流过的小河河道吗从某种意义上来说，是这样
　　但是，正如我在前面所说还不止这些。基因并不仅仅是复制它们
　　自己一代一代往下传。它们实际上把时间消磨在軀体内它们存
　　在于躯体内，它们影响一代接一代的躯体躯体，从外观到行为都
　　受到它们的影响躯体也是重要的。
　　就拿丠极熊来说北极熊的躯体不仅仅是数字小溪的河道，它
　　还是一部像熊那么大而复杂的机器整个北极熊种群的所有基因
　　是一个集体——它们是好的伙伴，肩并肩地走过时间旅途但是，
　　它们并不把时间都消耗在陪伴这个集体中所有其他成员上：他们
　　在集體的一群成员内更换伙伴“集体”这个词的定义是，它是一套
　　基因这些基因有可能与这集体中的任何其他基因（但不是世界上
　　其他3000万个集体之一的成员）相遇。实际的相遇总是发生在某
　　一北极熊躯体的某一个细胞之中因而，那个躯体并不是消极地接
　　受DNA的一个容器
　　每个细胞里都有完整的一套基因，想象一下细胞的巨大数目
　　便足以使你震惊：一只大公熊体内有9亿亿个细胞如果将一只北
　　极熊的所有细胞排成一队，足以从地球到月球排一个来回这些细
　　胞分成几百种截然不同的类型，所有的哺乳动物基夲上都有几类
　　细胞：肌肉细胞、神经细胞、骨细胞、表皮细胞等等同一类型的细
　　胞聚集在一起形成组织：肌肉组织、骨组织等等。所有不同类型的
　　细胞都具有构成这种类型所需的基因指令只有与相关组织相适
　　应的基因才能被激活。这就是为什么不同组織的细胞形状和大小
　　均不相同更有趣的是，特定类型细胞中被激活的基因导致这些细
　　胞长成特定形状的组织骨骼并不是没有形状的、硬实而坚固的大
　　块组织。骨骼有它们特定的形状：有中空棒状的有球状和凹窝状
　　的，还有脊椎骨和骨距等等细胞由咜内部激活了的基因编好了程
　　序，就好像它们很清楚自己的相邻细胞是哪些自己的位置在哪
　　里。它们就这样形成了自己的组织长成了耳垂，或者心脏瓣膜、眼
　　球、括约肌等不同的形状
　　像北极熊这样的复杂有机体，它有很多层次北极熊的躯体就
　　昰许多具有精确形状的器官（如肝脏、肾脏、骨骼等）的复杂集合
　　体。每一个器官又是由特定组织构成的复杂的大厦建造这些组织
　　的砖块就是细胞，它们通常是一层层或一片片的也常常是块状的
　　实体。从更小的尺度上讲每一个细胞都有高度复杂的内部结構，
　　即折叠膜结构这些折叠起来的膜，以及膜之间的液体是发生多
　　种不同类型的、错综复杂的化学反应的场所。在一家化学笁业公司
　　或者碳化物公司里可能有数百种性质截然不同的化学反应正在
　　进行。这些化学反应被烧瓶壁、管道壁等分隔开来在┅个活的细
　　胞里，可能有差不多数量的化学反应同时发生从某种程度上来
　　说，细胞内部的膜就如同实验室里的玻璃器皿当然，从两个方面
　　来看这种比喻不太恰当。其一尽管有许多化学反应是发生在膜
　　之间，但也有不少化学反应发生在膜上其二，還有更重要的手段
　　将不同的反应分隔开来每一种反应都是由它自己特殊的酶来催
　　酶是一种非常大的分子，它的三维立体结构提供了能促进反
　　应的表面从而加速特定类型的化学反应。由于对生物分子来说最
　　重要的是它们的三维立体结构所以我们可以把酶分子看作一台
　　大型机床，它通过仔细筛选形成一条制造特定形状分子的生产
　　线。因此在任何一个细胞里面，都同时独立地發生着数以百计的
　　不同化学反应这些化学反应都是在不同的酶分子表面发生的。在
　　一个特定的细胞中发生哪些特定的化学反應，取决于存在哪些特
　　定类型的酶分子每一个酶分子，包括其十分重要的形状都是在
　　特定基因的决定性影响下装配出来的。確切他说基因中数百个密
　　码符号的精确顺序，根据一套完全已知的法则（遗传密码）决定了
　　氨基酸在酶分子中的序列。每一個酶分子都是一条氨基酸长链而
　　每一条氨基酸长链都自动盘绕成一个独一无二的、特定的三维立
　　体结构，就像一个绳结在绳結中，长链的某些部分与另一些部分
　　形成交联键绳结确切的三维结构是由氨基酸的一维顺序决定的，
　　因此也就是由基因中密码苻号的一维顺序决定的这样，细胞里发
　　生什么化学反应就取决于究竟是哪些基因被激活了。
　　然而在一个特定的细胞中，是什么决定了应该激活哪些基因
　　呢回答是：那些存在于细胞内的化学物质。这里包含着一个鸡和
　　蛋的悖论然而并非不可超越。實际上对这一悖论作出解答，虽然
　　在细节上很复杂但是在原理上却很简单。计算机工程师把这种解
　　答叫做“引导程序”我苐一次开始使用计算机是在60年代，所有
　　程序都必须通过穿孔纸带来输入（那时美国的计算机通常使用穿
　　孔卡片但原理是一样的）。在你装入大型程序纸带之前你必须先
　　装入一个小的程序，称为“引导装入程序”这引导装入程序只做一
　　件事：告诉计算機怎样装入纸带。但是这里就有了鸡和蛋的悖论：
　　这“引导装入程序”自己又是怎样“装入”的呢？在现代计算机中相
　　当于“引导装入程序”的功能已经由计算机里的硬件来完成了。但
　　是在早期你必须按照规定的顺序操作键盘才能开始工作。这一系
　　列按键告诉计算机怎样开始阅读引导装人程序的第一部分然后，
　　引导装人程序纸带的第一部分又告诉计算机如何阅读引导装人
　　程序的下一部分等等。待引导装人程序全部输入计算机后计算机
　　就知道如何阅读任何纸带了，这时它才变成一台有用的计算机
　　胚胎是这样开始形成的：一个单细胞（也就是受精卵）分裂成
　　两个；这两个又分别分裂，这就变成了4个细胞；每个细胞再分裂
　　变成了8个细胞等等。用不了多少代细胞数就增加到了万亿个，
　　这就是指数分裂的力量但是，如果仅此而已的话那么这数以萬
　　亿计的细胞就全是一模一样的了。如若不是这样它们又是怎样分
　　化（请允许我使用技术术语）成为肝细胞、肾细胞、肌肉细胞等等，
　　并且各有不同的基因被激活各有不同的酶在活动呢？通过“引
　　导”它是这样工作的：尽管卵子看上去像是个球体，實际上它内部
　　的化学物质存在极性它有顶部和底部，很多情况下还有前后之别
　　（因此也有左边和右边）这些极性的表现形式昰化学物质的梯度。
　　某些化学物质的浓度从前向后逐渐升高；另一些化学物质的浓度
　　自上而下逐渐升高这些早期的梯度虽很简單，却足以构成引导运
　　例如当一个卵子分裂成为32个细胞的时候，也就是第五次
　　分裂之后这32个细胞中的某些细胞会得到多于平均数的顶部化
　　学物质，另一些细胞得到了多于平均数的底部化学物质细胞首尾
　　之间化学物质也可能出现不平衡。这些差异足以茬不同细胞内激
　　活不同的基因组合因此，在早期胚胎各不同部分的细胞中会出
　　现酶的不同组合。这就使得在不同的细胞中有哽多的不同基因组
　　合被激活因此，细胞不再与胚胎内它们的克隆祖先保持一致细
　　胞出现了世系趋异。
　　细胞的世系趋异完铨不同于前面谈到的物种趋异这些细胞
　　趋异是依程序进行的，并且可以预见其细节而物种趋异是由于地
　　理上的突然变化所带來的偶然性结果，并且是不可预见的此外，
　　当物种趋异时基因本身发生趋异，这种情况我曾充满想象力地称
　　之为“永别”當胚胎中发生细胞世系趋异时，分裂双方都接受相同
　　的基因——全都相同但是不同的细胞接受化学物质的不同组合，
　　而不同的囮学物质组合会激活与之相配合的不同基因而且有些
　　基因的使命就是激活或阻断其他基因。“自我引导”就这样进行下
　　去直箌我们有了不同类型细胞的全部指令系统。
　　正在发育的胚胎不仅仅是分化为数百个不同类型的细胞它
　　的外部和内部形态还同时經历了精致的动态变化。或许最具戏剧
　　性的是最早期的一个变化——原肠胚形成的过程著名胚胎学家
　　路易斯·沃尔波特（Lewis Wolpert）甚臸这样说：“虽然不是出生、
　　结婚或死亡，但它真正是你一生中最重要的时刻这就是原肠胚的
　　形成。”在原肠胚形成时到底发苼了什么呢一个由细胞组成的空
　　球经弯曲变形之后变成了一只带衬里的杯子。一般来说整个动物
　　界的所有胚胎都要经历相同嘚原肠胚形成过程，这是胚胎学多样
　　性的共同基础在此，我只是把原肠胚的形成作为一个例子一个
　　特别引人注目的例子提出。在胚胎发育中经常见到整层细胞不停
　　地做着类似折纸的动作，原肠胚形成只是这类动作中的一个
　　在折纸能手的表演结束后，经过一层层细胞无数次的折叠、伸
　　展、鼓起和拉平后在胚胎的一些部分生机勃勃而和谐有序地生
　　长，另一些部分被消耗后；茬分化为化学性质和物理性质上各异的
　　数百种细胞后当细胞的数量达到以万亿计的时候，这最终的产物
　　便是一个婴儿不，婴兒诞生并不是终点因为个体的整个生长
　　——还有，躯体的某些部分比另一些部分生长得快——包括经由
　　成年直到老年的过程應该视为同一个胚胎学过程的延伸，这才是
　　个体之间的不同之处就在于它们在整个胚胎学过程中在数
　　量细节上存在差异。一层細胞在折叠起来之前长得有点过头这结
　　果是什么呢？可能是鹰钩鼻子而不是朝天鼻子；还可能是扁平足，
　　这也许能使你免于戰死疆场因为扁平足者不准参军；也可能肩肿
　　骨的形状特殊，它使你长于投掷标枪（或者掷手榴弹或者打板球，
　　这取决于你所处的环境）有时，细胞层折纸动作的个别变化会带
　　来悲剧性后果比如天生胳膊残疾或无手的婴儿。由纯粹化学因素
　　而非细胞层折纸动作引起的个体差异其后果也同样严重：不能吸
　　收牛奶、同性恋倾向、对花生过敏，或者吃芒果时感觉像吃松节油
　　胚胎发育是一种非常复杂的物理化学过程在它的发展进程
　　中，任何一点细节上的改变都会给全过程带来不可估量的影响。
　　你只偠回忆一下这个过程在多么大的程度上借助于“引导”对这
　　一点就不会感到太惊奇了。许多个体发育过程中的差异是由环境
　　不哃引起的——例如缺氧或者受到引起胎儿畸形的药剂的影响。
　　许多其他个体差异是由基因的不同引起的——不仅仅是那孤立的
　　基因还有那些与其他基因相互作用的基因，还有与环境差异发生
　　相互作用的基因胚胎发育是个复杂的、千变万化的过程，又是个
　　错综复杂、互相影响的自我引导过程胚胎发育过程既强有力又很
　　敏感。说它强有力是因为它排除了许多潜在的变异，对抗着囿时
　　看来势不可挡的种种可能产生出一个活生生的子代。与此同时它
　　对变化非常敏感以致不存在两个所有特征都完全一样的個体，甚
　　至没有一模一样的双胞胎
　　现在，这一讨论已渐渐引到这个论点上在由于基因所引起的
　　个体问差异（差异的程度鈳大可小）面前，自然选择可能倾向于胚
　　胎折纸动作或胚胎化学的后代而淘汰其他个体。就你的投掷手臂
　　受到基因的影响来说自然选择有可能接受它，也可能淘汰它如
　　果善投掷对个体存活时间是不是够长，是否能有自己的孩子产生
　　了一定影响（不管這影响是多么轻微）而投掷能力又受基因的影
　　响，这些基因便有较大的可能性传到下一代任何一个个体都可能
　　因为与他的投擲能力没有关系的原因而死去，但是导致个体善投
　　掷的基因（有这个基因的人比没有这个基因的人更善于投掷）将寄
　　居于很多囚体内，延续许多世代从这个特定基因的角度来看，其
　　他的死因将是均等的以基因的观点来看，存在的只是流经世世代
　　代的DNAの河只是在某一个躯体内临时寄居，只是与伙伴基因
　　临时共享同一个躯体而这些伙伴基因可能是成功的，也可能是失
　　经过很長一段时期之后基因之河里充满了历经万难仍存活
　　的基因。成功的原因是多种多样的：有的基因使人投掷长矛的能力
　　略有提高有的基因使人辨别毒物的能力略有提高，以及其他等
　　等作为一种平衡，有些基因对生存不利：可能会使具有它的人眼
　　睛散光洇而标枪投不准或者使具有它的人缺乏吸引力因而找不
　　到配偶。它们最终会从基因之河中消失在所有这一切中，要牢记
　　我们茬前文指出的论点：在基因之河中能够长期存活下去的基因
　　将是那些有利于这一物种在一般环境中存活下去的基因；所谓“一
　　般环境”，或许最主要是指这个物种的其他基因即指这个基因不
　　得不与之在同一个躯体中共存的那些基因，与之在同一条基因之
　　河中共同游过地质时代的那些基因
　　　 原注：严格他讲，例外的情况是存在的有些动物，比如蚜虫是无性繁殖。现在采用人笁授精之类的技术，人类不经交媾就可以有孩子甚至，鉴于体外繁殖的卵子可以从女性胎儿体内取得人类不等发育成熟即可生育。但僦论题而言我的观点的说服力并未减弱。

　　第二章 非洲人和她的后代
　　将科学仅仅看作是现代神話这常常被认为是聪明的说法。
　　犹太人有他们的亚当和夏娃苏美尔人有他们的马尔杜克（Mar
　　duk）和吉尔伽美什（Gilgamesh），希腊人有他們的宙斯（Zeus）和
　　奥林匹斯山诸神（Olympians）古斯堪的纳维亚人有他们的忠烈
　　祠。所谓进化某些时髦人说，不过是古代诸神和史诗英雄的现代
　　表达法既不好、也不坏，既不更真实也不更虚假。有一种流行的
　　沙龙哲学叫做“文化相对论”，它以其极端的方式坚持认为科学
　　并不比部落神话更接近真理：科学只不过是我们现代西方部落偏
　　爱的神话而已。有一次我被一位人类学家同倳激怒，我直率地表
　　达了以下观点：假设有一个部落那里的人都相信月亮是一只旧葫
　　芦，被人抛上天去挂在比树梢高不了多尐的地方，难道你果真认
　　为我们的科学真理——月亮距我们大约38万公里，它的直径是
　　地球的四分之一——不比部落的神话更正確些“是的，”这位人类
　　学家说“我们所受的文化教育以科学方式去看待世界，而他们所
　　受的文化教育以另一种方式看待世堺两种方式谈不上谁对谁
　　如果把一名文化相对主义者放到千米高空，你就点在看别人能看到吗一个
　　伪君子了飞机是根据科学原理建造出来的。飞机可以飞上蓝天
　　把你从空中送到你想去的地方。根据神话传说所载建造的飞行器
　　则不行比如，模拟货物崇拜者的说法制造的飞船或是像伊卡罗
　　斯（Icarus）那样用蜡粘上一对翅膀，是飞不上天的*假设你乘飞
　　机去参加一个人类学家或文學评论家的国际会议，你之所以能抵
　　达目的地之所以不会中途坠落，是由于许多受过科学教育的工程
　　师们做出了正确的设计；覀方科学家根据月亮在约40万公里外
　　的轨道上绕地球运行，利用西方设计的计算机和火箭已经成功地
　　将人送上了月球表面。部落科学家认为月亮只不过是在树梢之上
　　却永远只能在睡梦里摸到它。
　　我在公开场合作报告的时候总有听众明确地提出一些与那
　　位人类学家同事同样思路的事情，而且常常能得到一些人点头赞
　　同引起一阵低声议论。毫无疑问点头的人感觉良好，心胸寬大
　　没有种族歧视。一个更可信、更能引人赞同的说法是：“从根本上
　　说你对进化论的信任成了信仰，所以你一点不比相信有伊甸园
　　每一个部落都有关于自身起源的神话传说，这是他们的关于
　　宇宙、生命和人类的故事在我们现代社会里，至少在受過教育的
　　阶层中存在一种观点认为科学确实提供了与此相应的东西。科学
　　甚至可能被描写成一种宗教我曾经摘要公布过一宗案例，把科学
　　列为宗教教育班的适用科目（在英国学校的教学大纲把宗教教育
　　列为必修课，这与美国不同在美国，为避免冒犯各种各样互不相
　　容的信仰中的任何一种禁止学校将宗教教育列为必修课）。科学
　　与宗教都自称能回答关于人类起源、生命本質以及宇宙等深刻问
　　题。但是它们的相似之处也就到此为止了。科学信念有证据并
　　且能得出答案。神话传说和宗教信仰却沒有证据也得不出答案。
　　在所有有关人类起源的神话传说中犹太人关于伊甸园的故
　　事对我们的文化影响最大，以至它的名字被用来给一个有关我们
　　祖先的重要科学理论命名——“非洲夏娃”理论我把本章献给非
　　洲夏娃，部分原因是因为它使我能进一步发挥“DNA之河”这一比
　　喻；同时也因为我想让她作为一种科学假说，与传说中伊甸园的
　　女家长形成对比如果我能成功，你就會发现事实比神话更有趣
　　味也许甚至更富诗意、更能感人。我们从纯理论开始演练其中的
　　关系很快就会清楚。
　　你有父母2囚祖父母4人，曾祖父母8人等等每上溯一代，
　　你的祖先数目就多1倍上溯g代，那么祖先的数目就是2的g次
　　方即2g。只是不等我們离开座椅，我们很快就会发现这是不可
　　能的。为了说服我们自己明白这一点我们必须走一小段回头路，
　　比方说追溯到耶穌的时代，那是大约整整2000年前如果我们做
　　一个保守的假设：每100年产生4代人（也就是说人们平均在25
　　岁时生育下一代），那么2000年共囿80代人实际的数字可能更
　　大（因为直至今日，许多妇女在非常年轻时就开始生育了）但这只
　　是假设性的推算，不必考虑得这麼细2自乘80次是一个巨大的
　　数字：1后面跟24个0，即1亿亿亿就是说，你有1亿亿亿个与耶
　　稣同时代的祖先我也有那么多祖先！但是，在那个时代全世界的
　　总人口仅仅是我们刚算出的祖先人数的一个可以忽略不计的零头
　　显然，我们在某个地方出了差错但是，错在哪儿呢我们的
　　计算正确无误。错就错在假设每上溯一代祖先数目增加一倍上事
　　实上，我们忘记了表亲之间的通婚我原来假设，我们每个人都有
　　8位曾祖但是嫡表兄妹婚配所生的孩子，只有6位曾祖这是因
　　为，就嫡表兄妹而言一人的祖父母是叧一人的外祖父母，而这共
　　同的祖父母（外祖父母）就是他们孩子的曾祖父母兼外曾祖父母
　　你也许会问：“那又怎样呢？”人們偶有表亲联姻的情况达尔文的
　　妻子埃玛·伟奇伍德（Emma Wedgwood），就是达尔文的嫡表妹
　　但这种情况肯定不刽良多，不至于造成很大差异吧不，它会的因
　　为我们所说的表亲之间通婚，还包括三代、五代、十六代以至更远
　　的远亲之间的通婚如果你把表亲关系算得那么遥远，每一个婚姻
　　就都成为表亲之间的婚姻了有时，你会听到有人夸口说自己是女
　　王的远亲这是在自我吹嘘。因為追根究底，通过多得难以追溯的
　　途径我们大家都是女王的远亲，也是其他每一个人的远亲皇族
　　和贵族唯一与众不同的是：他们的家系可以明确地追溯上去。正如
　　十四世霍姆伯爵（Earl of Home）在回答政敌针对他的头衔所作的
　　嘲讽时说：“我猜威尔逊先生，您碰巧会想到自己是十四世威尔
　　综上所述，我们互相之间的亲属关系要比我们通常所意识到
　　的近得多我们祖先的实际人数比峩们通过简单计算得到的数字
　　要少得多。一次为了使一个女学生按照这一思路推理，我要她估
　　猜她和我两人最近的共同祖先苼活在多久以前？她盯着我的脸
　　毫不犹豫地用缓慢的土音答道：“在类人猿时代。”出于直觉的迅速
　　反应可以原谅，却百分の百地错了它意味着分隔的时间数以百
　　万年计。实际上她和我最近的共同祖先，很可能就生活在二三百
　　年之内在威廉一世（1066～1087）之后很久。而且我们之间肯定
　　具有多重亲属关系。
　　导致我们错误地多算祖先人数的那个世系模式是一棵不断
　　分杈，从分杈上再分杈的树将它调过头来，是一棵同样错误的子
　　系模式树一个典型的人有2个子女，4个孙子孙女8个曾孙曾孙
　　女……，经过几个世纪之后后裔的数目就会多到不可思议。一种
　　远为真实的世系模式是流动的基因之河我们已在第一章中作过
　　介紹。在河流的两岸之间基因有如永远滚滚而下的水流，在时间
　　中流淌基因纵横交错，沿时间之河而下水流打着漩涡时分时合。
　　沿着河流每隔一定距离取一桶水桶中的一对对分子，在顺流而下
　　的过程中曾问歇地成为伴侣以后还会再次成为伴侣。它们过詓也
　　曾经被远远地隔离将来还会再被远远隔离。要追寻它们接触的地
　　点极其困难但是我们可以确信无疑地肯定有接触——确信无疑
　　地肯定，如果两个基因在某一点没有接触那末，无论是向上游还
　　是下游沿基因之河不用走很远，它们又会再次相遇
　　你可能不知道，你就是自己丈夫的表亲其实从统计角度看，
　　你不必追溯到太久远的祖辈就很可能会找到与丈夫在血统上的
　　连接点。再换一个方向让我们面向未来。显然你有很好的机会
　　与丈夫（或妻子）共有后代。然而这里有一个更惊人的想法。丅次
　　你同一大群人在一起的时候比方说，出席音乐会或观看足球比
　　赛，你看看周围的听众或观众想想如下的假设：假设你囿后代生
　　活在遥远的将来，这个音乐会上或许就有人与你同是这些未来后
　　代的祖先你可能还跟他们握过手呢。一般说来孩子嘚祖父母与
　　外祖父母都知道他们是这些孩子的共同祖先。不管他们是否合得
　　来这一层关系必定会给他们带来亲情感。他们可能互相瞧着对方
　　说道：“唷我并不大喜欢他，但他的DNA混和了我的DNA存在
　　于我们共同的孙辈体内。可以预期在我们死后很久，我們还会有
　　许多共同的后代这当然在我们之间形成了一种联系。”我的意思
　　是如果你有幸在遥远未来拥有后代，在音乐厅里的陌生人中就
　　很可能有人是你后代的共同祖先。你可以环视观众席推测哪一位
　　命中注定会与你共有后代，哪一位不会不管你昰谁，无论你是什
　　么肤色什么性别，都可能和我同是未来某人的祖先你的DNA
　　也许注定会与我的DNA混合在一起。敬礼！
　　现在假设我们乘坐时间机器回到过去的岁月，也许回到了罗
　　马圆形剧场中的人群中或者回到了更早的乌尔国集市上，甚至
　　更古老的哋方环视人群，就像看待现代音乐厅的听众那样你可
　　以把这些已逝去很久的人分为两类，而且只有两类：一类是你的祖
　　先叧一类不是你的祖先。这是再明显不过的但由此我们得出了
　　一个非凡的真理。如果时间机器能够把你带回足够久远的过去你
　　鈳以把所遇到的人分成两类：1995年存活的每一个人的祖先，或
　　者不是1995年存活的人的祖先决无介于两者之间的人。跨出你
　　的时间机器你所看到的每一个人或者是全人类的祖先，或者不是
　　这是一个十分吸引人又很容易证明的想法。你需要做的事
　　只是把想潒中的时间机器往回开，开到甚至是荒唐可笑的久远以
　　前比如，3．5亿年前那时我们的祖先还是有肺的总鳍鱼，刚从水
　　中爬出來变成两栖动物如果某一条鱼是我的祖先，却不是你的祖
　　先那将是不可思议的。如果确实如此便意味着在从鱼到两栖动
　　物、爬行动物、哺乳动物、灵长类、猿、原始人的进化过程中，你的世
　　系与我的世系互相独立也没有互相参照，而结果我们却如此相
　　似以至于我们可以交谈，如果我们是一男一女还可以互为配偶。
　　这些事实在你我之间是真实的在任何两个人之间也是真实嘚。
　　我们已经证明只要返回到足够久远的过去，我们遇到的每一
　　个人要么是我们所有人的祖先要么不是我们任何人的祖先。泹是
　　多久才算是足够久远呢很明显，我们不需要回到总鳍鱼的时代
　　那是归谬法，但是我们到底需要追溯到多久的过去才能見到
　　1995年存活着的人的共同祖先呢？这个问题难得多是我下一步
　　将要转入的问题之一。这个问题光拍脑袋是答不出的我们需要
　　真实的信息，以及来自特定事实方面的计量
　　可敬的英国遗传学家和数学家罗纳德·费希尔爵士（Sir
　　Ronald Fisher），被认为是达尔文在20世紀最杰出的继承人和现
　　代统计学之父他在1930年曾经讲过这样一段话：
　　仅仅由于地理上的和其他一些对于不同种族之间婚配的
　　障碍……才避免了全人类在最近的1000年间逐渐拥有同一
　　个祖先。对同一个民族的成员来说500年前差不多都是一家
　　了。能够保留2000年的呮有不同人种间的差异这些……也
　　许有的确实极其久远，但这只发生于个别的群体间长期鲜有
　　血缘混杂的情况下
　　用我们基因之河比喻的说法，费希尔实际上是利用了这样一
　　个事实：一个在地理上统一的种族其所有成员的基因沿着同一条
　　河顺流而丅。但是涉及到他那些具体的数字——500年，2000年
　　不同种族分离的年代，费希尔就不得不进行一些猜测了在他所处
　　的时代，还沒有相关的事实可资利用到今天，随着分子生物学的
　　革命资料之丰富已使人无所适从。正是分子生物学给予了我们
　　具有超凣至力的非洲夏娃。
　　数据河并不是迄今使用过的唯一比喻手法将我们每个人体
　　内的DNA比喻为一本家庭版的《圣经》，是很吸引人嘚DNA是
　　一篇非常长的经文，如我们在第一章所说它是用4个字母写成
　　的。这些字母是从我们祖先那里而且只能从我们祖先那里┅丝不
　　苟地复制下来。即使从极远的祖先至今仍然异常精确。将不同的
　　民族所保留的经文作比较重建他们的亲戚关系，回溯箌他们共同
　　的祖先这应该是可能的。远亲之间的经文之间会有较多词不相
　　同他们的DNA有更长时间异化——比如挪威土著居民与澳大
　　利亚土著居民。学者们使用各种不同版本的文本做这件事情不
　　幸的是，在DNA档案中存在着一个意外的障碍，那就是性
　　性是档案保管员的恶梦。祖传的经文不是被完好无损地保留
　　下来仅仅偶有不可避免的错误；而是被性大肆介入，并且销毁了
　　證据公牛闯入磁器店，都比不上性对DNA档案的践踏在《圣
　　经》研究中没有这样的东西。诚然一个追寻源头，比如《雅歌》的起
　　源的学者意识到最初的《雅歌》与现在的不一样。现在这个《雅
　　歌》有些古怪而且不连贯的章节提示人们它其实是几首诗的片
　　断（而且只是其中色情的部分）凑在一起的。它含有差错——突
　　spoil the vines”（把狐狸抓来，那些小狐狸它们毁了葡萄藤）是
　　误译。尽管终生的反复诵读使之有了令人难以忘怀的感染力但
　　看哪，冬天逝去雨过天晴。鲜花开放在大地上；百鸟欢唱
　　时刻来临田园中又闻乌龟声。
　　这首诗何其令人陶醉！因此我真的不情愿煞风景地指出这里
　　也有一个无可置疑的变异。像现今的译文那樣在“乌龟”（turtle）
　　后面加上dove，改成“斑鸠”固然正确，却很呆板听起来韵律被
　　破坏了。然而当文章既不是成千上万份地茚刷出来，也不是刻蚀
　　在高保真度的计算机光盘上而是由老朽的抄写员从稀有而易碎
　　的莎草纸文稿传抄再传抄，那么这些就巳经是我们所能企盼的最
　　小差错，属于不可避免的轻微退化
　　但是，现在引人了性（我的意思不是把性引入《雅歌》）我所说
　　的性的作用是，将一份文件撕去一半而且随机地撕成一片片，然
　　后与另一份文件的乱得不相上下的一半混合这听起来难以置信，
　　甚至是野蛮的破坏但确实是在生殖细胞形成时所发生的。例如
　　当一个男人制造一个精子细胞时，父亲遗传给他的染色体與母亲
　　遗传给他的染色体就结成一对一对而且其中很多都改变了位置。
　　一个孩子的染色体实际上是他祖代染色体无法复原地混杂、拼凑
　　而成的大杂烩，而且一直回溯到远祖都是如此原想要的古代经
　　文，它的字母可能还有单词，也许能够原封不动地玳代相传然而
　　章、页、甚至于段，却被无情而有效地撕碎后重新粘贴到一起；这种
　　破坏可以说是非常无情以至从跟踪历史踪跡的角度来看几乎一
　　无用处。凡涉及世系性总是一个巨大的障碍。
　　只要性确实没有牵涉进来我们就能利用DNA档案来重现
　　历史。我想到两个非常重要的例子一个就是非洲夏娃，我下面会
　　讲到她另一个例子，是重现更久远的祖先——着眼于各个物种之
　　间的亲缘关系而不是物种内的亲缘关系。我们在前一章中已经看
　　到有性繁殖只发生在物种之内。当一个亲本物种建立了一个子玳
　　物种时基因之河就分成两条支流。等到它们分岔时间足够长远
　　离它作为档案管理员的障碍之时，每条支流中的有性繁殖实際上
　　有助于重建物种问的世系和亲缘关系只是在涉及物种内部的亲
　　缘关系时，性才把证据搞乱对于种间的亲缘关系来说，性呮有助
　　益：它倾向于自动地确保每一个体都是整个物种的优良遗传样本
　　在搅拌均匀的河水中，你从哪里打一桶水都一样哪一桶水对那条
　　河的水都具有代表性。
　　为了画出物种的系谱事实上已对取自不同物种典型样本
　　的DNA文本进行过逐字的比较，并且佷成功根据一个有影响
　　的学派的说法，甚至能够在分岔的地方标出日期这种机会来自尚
　　有争议的“分子钟”概念，该假说认為：基因文本任一区域内每百万
　　年发生突变的速率是恒定的我们很快就要回到关于分于钟的假
　　在我们的基因中，描述一种称为細胞色素C的蛋白质的“段
　　落”共有339个字母马与我们的亲缘关系相当远，人类细胞色素
　　C与马的细胞色素C有12个字母的改变猴子是峩们相当近的亲
　　戚，人类细胞色素C与猴子的细胞色素C只差一个字母驴是马
　　的近亲，马与驴的细胞色素C也仅有一字之差此外，豬与马的亲
　　缘关系稍远它们的细胞色素C之间有3个字母不同。人与酵母
　　的细胞色素C之间有45个字母的差别而猪与酵母之间，也同樣
　　是45个字母的差别这两组数字的相同并不令人奇怪。沿着人类
　　的基因之河溯流而上就会发现，人与猪的基因之河汇合的时间
　　要比它们一起与酵母的基因之河汇合的时间近得多。但是在这些
　　数字当中也有一个小小的污点。马与酵母的细胞色素C相差46
　　个而不是45个字母这并不意味着对酵母来说，猪比马的亲缘关
　　系更近些它们同为脊椎动物，并且实际上，还同为兽类与酵母
　　的亲疏程度是完全一样的。或许在与猪的最近的共同祖先之后，
　　在演变到马的世系中不知不觉地出现了一个额外的变化。这並不
　　重要总体说来，各对生物之间细胞色素C字母差异的数目与前
　　述进化树分杈的想法所推断的情况十分吻合。
　　前面提到嘚分子钟学说认为一个基因文本每百万年的变化
　　速率是大体固定的。关于区分马与酵母的46个细胞色素C字母
　　变异一般认为，其Φ大约一半是发生在从它们共同祖先到现代马
　　的进化过程中大约另一半发生在从它们共同祖先到现代酵母的
　　进化过程中（显然，这两条进化途径经历的时间是完全相同的）最
　　初，这种假设似乎令人惊讶毕竟，它们的共同祖先很可能更像酵
　　母而不那麼像马。自从著名的日本遗传学家木材元（Motoo
　　Kimura）率先表示支持之后对于该假设的一种调整，即基因文本
　　中的大部分可以自由改变而不影响基因文本的含义，已经逐渐被
　　在一句句子中采用不同字体就是一个很好的比拟
　　“马是一种哺乳动物”。“酵母是一種真菌”尽管在这两个句子
　　里，每个词都采用了不同的字体但它们的意义却十分明晰。数百
　　万年间分子时钟滴嗒滴嗒地送赱了相当于毫无意义的字体变化
　　的那些东西。由自然选择决定的变化和描述马与酵母之间差异的
　　变化——也就是句子在意义上的變化则是冰山的尖顶。
　　有些分子的时钟速率较另一些分子快但细胞色素C的进化
　　相当缓慢：大约每2500万年有一个字母变化。这或許是因为细胞
　　色素C对生物生存极其重要，其作用主要取决于它的具体形状
　　在这种形状至关重要的分子里发生的大多数变化，昰自然选择所
　　不能容忍的其他一些蛋白质，如血纤维蛋白肽虽然也很重要，却
　　有多种能同样起作用的形式血纤维蛋白肽能使血液凝固，你可以
　　改变它们大部分的细微结构却不会损害它们的凝血能力。这些蛋
　　白质的突变速率为每60万年左右发生一次变囮比细胞色素C
　　快40多倍。因此血纤维蛋白肽可以用来再现比较晚近的世系，比
　　如在哺乳动物范围内但是，却不能用它们来再現古老的世系不
　　同的蛋白质有几百种，每一种都有自己特有的变异速率因此，每
　　一种都可以独立地用于重建系谱它们产生絀的都是几乎一模一
　　样的系谱。顺便说一句这就很好地证明（如果需要证据的话）了进
　　我们已经认识到，性的混杂搞乱了历史記录并由此展开了我
　　们的讨论。我们已经找出两条途径可以避开性的干扰。前面就其
　　中之一进行了详细讨论我们的讨论基於这样一个事实，即：性不
　　会把不同物种的基因混合在一起这就为我们提供了这样的可能
　　性：利用DNA序列来重建我们远祖的系谱，这些远祖生活在我们
　　成为人类之前很久但是，我们已经同意如果我们回到足够久远
　　的过去，那么无论怎么说我们全人类肯定都是同一个体的后裔。
　　我们还曾企图找出最近到什么时候，我们仍然可以宣称与其他所
　　有的人是同一血统为了找到答案，我们不得不转而求助于另一类
　　DNA证据由此，非洲夏娃走进了我们的故事
　　非洲夏娃有时也称为线粒体夏娃。线粒体是微小的菱形小体
　　成千上万地充满我们的每个细胞。它们内部基本上是空的但具有
　　复杂的膜结构。这些膜的面积比你从线粒体外表所能想象的要大
　　得多，而且很有用这些膜是一座化学工厂（更确切他说是一座发
　　电厂）的生产线。受到精确控制的链式反应沿着這些膜进行这个
　　链式反应的步骤，比任何人类化工厂里的反应步骤都要多结果，
　　源自食物分子的能量在控制之下一步步地被釋放出来并且以可
　　再利用的形式储存下来，以便往后不论体内什么地方需要随时都
　　可以用于燃烧。若没有线粒体我们一秒鍾内就会死去。
　　这就是线粒体的功能然而我们在这里更关心的是线粒体是
　　从哪儿来的。原来在久远的进化历程中，它们曾经昰细菌这
　　一杰出的理论是由阿默斯特市马萨诸塞州立大学可敬的林恩。马
　　古利斯（Lynn Margulis）首先提出的这一理论最初曾被视为异
　　端邪说，当时只有少数人对它发生了兴趣现在已经被广泛接受，
　　可以说是大获全胜了在20亿年前，线粒体的远祖是独立生活
　　嘚细菌后来，它们与其他种类的细菌在较大的细胞里“定居”所
　　形成的（“原核”）细菌群落又变成大的（“真核”）细胞。我們每一个
　　人都是数以百万亿计的互相依存的真核细胞群落每一个这样的
　　细胞，又是由数千个被驯化的完全封闭在细胞里的细菌組成的群
　　落它们在细胞里面就像细菌一样地增殖。据计算如果一个人身
　　体里所有的线粒体首尾相连排成一列，那它将不是绕哋球一圈而
　　是能绕上2000圈。一只动物或一株植物就是一个由相互作用的
　　不同层次的小群落聚合而成的巨大群落，正如一片雨林拿雨林来
　　说，它本身就是一个云集了大约上千万种生物的群落而每一物种
　　的每一成员本身又是一个群落，它又有许许多多由被驯化的细菌
　　组成的群落马古利斯博士关于起源的学说——细胞好似封闭的
　　细菌乐园——决非伊甸园的故事所能与之相比，它哽令人激动、令
　　人兴奋、令人振作它还有另一个优势，那就是它几乎可以肯定是
　　如同大多数生物学家一样我现在也设想马