□ 吴 越
我们知道,生物进化主要是因为生物体内的基因发生了突变,也就是说,是基因突变促进了生物的进化。
现在看来,这个理论不完整。这是科学家研究盲洞穴鱼等生物的进化得出的结论。
生活于墨西哥地下洞穴的一种鱼,在过去数百万年的进化中失去了眼睛。因为保持视力需要消耗大量的能量,而丢掉眼睛对于生活在黑暗中的它们倒是一个很大的竞争优势。
不过奇怪的事情还在后头。
科学家原先推测,这些鱼可能是身上几个涉及眼睛发育的关键基因发生突变,导致无眼的,但经过检查后却发现,那几个基因的DNA序列本身并没有变化。
这是怎么回事呢?涉及眼睛发育的基因没有突变,眼睛却没有了,这其中必有原因。经过科学家深入研究,发现这种鱼决定眼睛发育的基因被一种叫“甲基”的分子缠住了,失去活性,不起作用了,所以洞穴鱼的眼睛没有得到正常发育。科学家把这个过程叫基因的甲基化。
接着让科学家迷惑不解的是,洞穴鱼一代一代都是瞎子,这又是为什么呢?
我们原先认为,只有基因突变才可遗传的,但是在盲洞穴鱼和其他许多例子中我们却发现,即使基因没发生任何突变,基因的甲基化也可以代代相传,这一现象被称为“表观遗传”。洞穴鱼一代一代都是瞎子,就是基因的甲基化被遗传的结果。
更趣的是,基因会不会被甲基化,哪些基因会被甲基化,这些都是由环境(或者说后天因素)决定的。这一点为什么有趣呢?你们想必在中学生物课上学过,早在达尔文之前,法国博物学家拉马克曾经提出过一种进化观点,认为一个个体可以把后天获得的特征遗传给后代。最著名的就是“长颈鹿为了吃高树上的叶子,拉长了脖子,然后又把长脖子传给后代”这个例子。
后来,达尔文的进化论提出之后,拉马克的学说就销声匿迹了。达尔文的进化论认为,可遗传的只是个体本身的变异,环境的作用是不能遗传的,环境只起到选择的作用:长颈鹿之所以进化成长脖子,是因为那些本来拥有短脖子变异的长颈鹿都被自然淘汰了,只剩下了拥有长脖子变异的长颈鹿。
可是现在,表观遗传现象却告诉我们,后天得来的特征或者环境的影响,也是可以直接遗传的。用一句形象的话说“爷爷吃了酸葡萄,连孙子辈的牙齿都还是酸的”。
表观遗传现象是对标准进化论的一个重要补充和修正。注意,这个“标准进化论”是在达尔文进化论基础上后人补充建立起来的。达尔文提出进化论的时候,因为基因还没被发现,他只提到“变异”,至于这个变异是怎么来的,他并不知道,也没有做任何限定。只是基因被发现之后,后人才把变异等同于基因突变,并把达尔文的进化论发展成了“标准进化论”。
但现在看来,变异不单要包括基因突变,还要包括基因被甲基化导致的变异。