| 查看: 827 | 回复: 4 | ||||
| 当前主题已经存档。 | ||||
purpleboy623木虫 (正式写手)
|
[交流]
生命何以设计？
|
|||
|
来源:科学松鼠会 自人类开始懂得如何运用审判制度追求所属集团的利益以来，历史上发生过大大小小无数的审判，这其中有相当一部分牵扯到了科学与宗教之争，于是在许多西方科学史教材中也被大书特写，比如1925年发生于美国田纳西州一个不起眼的小城代顿的“猴子审判”。和当年梵蒂冈天主教异端裁判所审判布鲁诺时那种血淋淋惨不忍睹的场面不同，“猴子审判”完全是象征性的，结束时，从真正意义上来说，没有赢家，也没有输家，当然也就没有对谁构成实质性的惩罚。 但是整件事情的来龙去脉，则称得上相当复杂而具有戏剧性，以至后来被搬上百老汇舞台成为名剧《承受清风》（InheittheWind，语出《圣经》），继而拍成电影电视，长演不衰。却说那一年3月，田纳西州州长签署了一个《布特勒法》，禁止在公立学校教授任何否定圣经创世说而代之以人类由低等动物进化而来的内容。这个举措原为了响应著名政治家威廉姆·詹尼斯·布赖恩发起的一项运动而已，也正好迎合一下创世论维护者的反进化论立场，让他们在达尔文学说势已燎原的现实中得到有限的安慰——该法律并不实行具体的推行。也就是说，教师们上课还是该讲啥就讲啥，没人会抓你去坐牢或者罚你钞票。 孰知此举尽管虚晃一招，仍然引起了一个叫做“美国公民自由联盟”的民间组织的不满，这个以保护公民思想言论自由为最高目标的团体决意在《布特勒法》侵犯教学权利的问题上单挑司法机构，却苦于根本没有因这部法规而被起诉的被告，因此在报上刊登启事，又经多方辗转，终于找来一名年轻教师愿意当纲，跑到警察那里要求被捕。审判就此启动，名嘴克拉伦斯·戴罗受邀从芝加哥远道赶来，担任勇敢的被告的辩护律师，而布赖恩本人责无旁贷地代表检控方出庭与其对垒。在审理的第一阶段，法官判定《布特勒法》并不违反宪法，接下去需要搞清楚的问题就成了：被告到底有没有违反《布特勒法》？本来，辩方的准备工作做得相当充分，已经召集有一大批科学家在手，随时可以上场为达尔文学说进行慷慨陈辞和激烈辩护，不妙的是法官不让这些人出庭。尽管戴罗使尽浑身解数，一番辩论，官司最终还是得出了被告违法的结论，罚款100美元。但在上诉中，田纳西州最高法院又宣布原先的判决不符合程序，将其推翻。 此案因为“反现代宗教裁判”的鲜明意义而被媒体广泛报道，对后世影响深远。由于达尔文学说在当时（其实现在也如此）的民众看来，就是一个关于“人是猴子变来的”理论，所以赢得了“猴子审判”的戏称。《布特勒法》废除则延迟到40多年后的1967年。 时间推进到2005年，达尔文主义者和达尔文反对者的对决在漫长的从未彻底平息过的一次次上演中又达到了高潮。这回的公众效应不亚于八十年前，地点转换到了宾夕法尼亚州联邦地区法院，陪审团最后作出裁决，认为生物源自某种高智能设计师手笔的“智能设计论”系宗教理念，如若在公立学校科学课上讲授该理论，即触犯了美国宪法第一修正案第一条：禁止在美国的公共学校中教授创世论。这使达尔文进化论在与“智能设计论”的交锋中首次以法律的方式取得胜利。案件的由头还要追溯到2004年，自那年1月开始，宾夕法尼亚州多佛地区学校的九年级学生在上科学课前会听到这样一段文字：进化论作为解释生命起源的理论并不完善，而“智能设计论”则是另外一种科学理论。年底，有11名学生家长和“美国民权联盟”将学区委员会告上了法庭，原告请来了多位科学界人士帮忙指证其谬误。 那么，我们接下去搞搞清楚，这里的智能设计论到底是个什么玩意儿？ 钟表匠再出江湖 Intelligent Design，简称ID，在正统的达尔文主义者看来，绝对算一种创世论的新形势下的伪装。但是，这一学说的代表人物们都断然否认了以上观点，并声称自己是从科学的立场出发、秉持波普尔的证伪原则与精神敢于冒大不韪挑战权威才提出了反“达尔文宗教”的新理论。ID正式问世，以伯克莱加利福利亚大学法律教授菲利浦·约翰逊发表《审判达尔文》（Phillip E.Johnson，Darwin on Trial）一书为标志。一位法律专家涉足此事，足见宗教派与科学派多年来就“人是怎么来”的问题吵得不可开交、每每都闹得只能交涉公堂的情形有多么普遍。这位作者和二十世纪著名的建筑设计师同名同姓，也不知是否因此偏好“设计”一词，或者说从中得到灵感，他从化石、分子生物学和进化的概率角度，分析了达尔文进化论的变异和自然选择进化机理，得出进化论并不像它所宣称的那样能完满解释生命起源及物种产生发展的结论，由此大声呼吁为“智能设计论”正名： “为什么不能爽快地考虑一项明显的可能性——生命是一位有智慧的造物主所创造的？科学绝对不会因此而走投无路，因为还有很多的事要做，诸如遗传信息是如何详细地传达，整个生命系统如何运作等等。科学家不会因此失去启发性的研究任务，唯一失去的是以为对自然界能够完全操纵的狂想。他们会面对一项可能性——在自然界背后，有另外的实在是超越科学的。” 有机生命体的复杂性意味着必定有一位超级设计师存在，这个想法其实一点也不新鲜，早在1802年已经由英国神学家威廉姆·佩利《自然神学》一书（William Paley，Natural Theology）得到过完整阐述。他用了一个钟表匠的例子，大意是我们如果在路上碰见一块石头，会毫不犹豫地想“它本来就在那儿”，倘若石头换成一只钟表的话，就没人会这么想了，而一定明白背后有一位钟表匠，因为直觉告诉我们：它的发条和齿轮走得那么准确，不是天然就能形成的。为此他感到不平，并且提醒说“每一个巧思的征象，每一个设计的表现，不只存在于钟表里，自然作品中都有；两者的差别，只是自然作品表现出更大的巧思，更复杂的设计，超出人工制品的程度，难以数计”。 换言之，既然承认了“钟表匠”，为啥就不能承认“石头匠”、进而承认所有自然产物的“匠”呢？要知道，佩利在著作中的措辞是非常生动和看似理性的，因此颇有说服力，1868年达尔文谈到这个问题的时候忍不住也说“我不能相信，一个错误的理论能解释这么多的事实”，因此“钟表匠类比”在《物种起源》发表了将近一个半世纪后的今天，仍然被创世论的奉行者们视为有力武器。 理查德·道金斯（Richard Dawkins），牛津生物学教授，达尔文之后最有影响力的进化论思想家之一，1986年发表了一本书谈论地球生物究竟是如何诞生和演化，所用的标题就是《盲目的钟表匠》（The Blind Watchmaker）。道金斯在这本书中指出，自然界根本没有所谓超自然的钟表匠，如果一定要有一个这样的角色的话，“自然选择”无疑是唯一的选择，只不过它并无先见来设计齿轮发条，却不过一个“盲目的、无意识的、自动的过程”而已。 一曲蝴蝶悲歌 约热内卢大学医学生化学院的传染病学专家杰克·伍多尔（Jack Woodall）曾经用一个大蓝小灰蝶（Maculinea arion）的例子去拆穿ID的漏洞，很是得到道金斯的赞赏，放在www.dawkins.com网站上大力推荐。这种蝴蝶曾经生长于英国，1978年被宣告从地球上灭绝。关于其中原因，学术界进行过认真探讨，最后归结为一条，就是该物种所倚赖的极度专化的绝对性共生导致了它在残酷的生存竞争中被攻破。 伍多尔以相当调侃的语气讲述了这个悲剧。 没有什么能比一只小飞虫的设计更煞费了那位设计师的苦心：弱小、精巧、繁复。你看从一粒小小的卵开始，妈妈把它产在百里香的蓓蕾上，一或两个星期后若虫被孵化出来（具体的时间长短要视天气而定）。在七月末八月初的两个星期里，小毛毛虫就靠着进食百里香的蓓蕾长大，隔一些天蜕一次皮。然后就掉到地上，被一种红蚂蚁（Myrmica sabuleti）接回去当作“养子”。蚂蚁喜欢它们，是因为这种毛毛虫身上有一个分泌甜物质的“蜜腺”，通过抚摸就会慢慢渗出来，这当中的意味好似人类喂养奶牛。毛毛虫则依靠这种方式躲过天敌，还可以住在蚁巢中饱食蚂蚁幼虫，也不用出去辛苦觅食，过得消遥自在。十个月之后在那里化身为蛹，重新更换自己的身体，变得不是那么长长的而是有点方方的，还有一对翅膀，用来在一个浩淼的世界里，觅食、寻找配偶，开始下一轮的生命。无论如何，这种复杂的生命循环最终看起来确实是非常智慧的创造，一个环节紧扣下一个环节。 和大蓝小灰蝶共生的红蚂蚁是一种生活在湿热南方草原的蚂蚁。进入1970年代，化肥的使用促成了草的生长，慢慢就把地面遮得密密实实，使得地表温度过低，红蚂蚁无法适应，因此死亡，该片区域被另一蚂蚁种群所覆盖。而事情糟就糟在红蚂蚁和大蓝小灰蝶之间的关系是“专情不二”的，失去了共生伙伴，小灰蝶存活的日子也不长了，此外长得过高的草还会驱逐百里香，导致幼虫的食物被剥夺。 本来当地还有羊群和野兔，可以消耗草料不让长长，可不巧的是，一种多发粘液瘤病病毒把它们都给灭了。于是不到几年功夫，大蓝小灰蝶避无可避落得一个灭种的下场，等到后来环境恢复，却已经回不来了。 伍多尔称：从这里我们可以看到，这是一种依靠一个非常脆弱的生态为生的昆虫，很容易就崩溃了。人为因素的扰动、自然界的风吹草动都会让它陷入绝境。如果我是造物主，永远不会去设计这样一个愚蠢的系统。我至少会选一种种类繁多、生命力强的蚂蚁来充当抚养毛毛虫的“保姆”，也要让它可以食用百里香以外的植物。对我来说，这是智慧设计并不存在的最好证明。 捕鼠器还是领带夹？ 在“设计论”和“选择说”两派旷日持久并将不知道继续到哪天为止的争论中，主要的辩论点集中于两个领域：一是分子生物学；一是化石证据。 作为ID代表人物之一，生物化学家迈克·比希（Michael Behe）绝对是让道金斯感到难以对付的家伙，和他相比，神学家和法律学家不值一哂，至少写不出像《达尔文的黑匣子》（Darwin’s Black Box）这种学术上洋洋洒洒、非要专业背景才能看得懂的“挑战书”。据比希本人说，有个叫“智囊”的电视教育节目有意请他和道金斯辩论，他满口答应下来，可是道金斯却拒绝一道出现在屏幕上，理由是咱家不熟悉生物化学，不愿讨论生化的问题。 比希也不厌其烦地反复运用一个器械方面的例子，但这次并非钟表，却是比钟表还要简单得多的捕鼠器。达尔文在《物种起源》中说过这样一句话：倘使能证明有任何复杂器官不是经过无数的、连续的、轻微的变异而被形成的，那么我的学说就要完全破产。这句话被反对者们牢牢抓在手里作为把柄，比希更是由此创生了一个概念：不可约化的复杂性（irreducibly complex）。 众所周知，一个能捉住老鼠的捕鼠器由以下几部分构成：底板，通常是木头制的；一个金属的重锤，用来砸老鼠；一个连接在重锤后面的发条；一个连接发条的挂钩，一个捕获片。为了达到目的，一开始就要把所有5样物件都安放到位，如果不是这样，而是一件件摆放上去，这套设备就会失灵。比希的结论出来了：既然看起来这样简单的功能都无法通过大量连续的跟进得来，而一定需要预先加入智能设计才行，如何想象更复杂的生物系统能从简单系统逐步“进化”而来？因为每一关键部分的缺失都有可能导致过程的失败，所以自然选择不能靠碰运气靠适应，只能在一个各种条件已经在其所在的系统中进行，细胞器官就是这样的系统。 比希的书名有其寓意，他解释说现代科学发展出了一个古怪术语黑匣子，指的是某一机器，有一定功能，但内部运作不明，在达尔文时代，人们无法认识细胞的复杂结构，犹如面对黑匣。而今对微观世界的认识使我们看到了诸如血液凝结的链锁反应、细胞浆中的运输系统、免疫反应、及人体和细菌的鞭毛等非常复杂的分子机器，都是由多种配件合成，缺一不可，并且必须同时组装到位方成为有功能的整体。 这回轮到生物学家肯尼斯·米勒（Kenneth Miller）挺身为进化论辩护了，他指出对方的错误在于只看到最终形态，认为最终形态是唯一的，但忘了尤其是在生命现象中，部件（如蛋白质）会经常性地被借用，改变，从而完成不同情形下的新功能。比如你可以拆除捕鼠器的两个部件，得到一个“完全好使的领带夹”，也是相当不错嘛。 跃进还是渐进？ 达尔文生命里最大的困惑，或许有一条就是关于“寒武纪生命大爆发”的。大约6亿年前，在地质学上称做寒武纪的开始，绝大多数无脊椎动物门在几百万年的很短时间内出现了，包括门类众多的无脊椎动物化石(节肢动物、软体动物、腕足动物和环节动物等)，而在寒武纪之前更为古老的地层中长期以来却找不到过渡型化石。他在书中用“化石记录的不完整”来试图解释这一现象，也被“设计论”者大为抨击。而后世科学家则提出了“间断平衡”，这一理论认为，生物进化未必如达尔文及新达尔文主义者所认定那样是一个缓慢的连续渐变过程，而是长期的稳定(甚至不变)与短暂的剧变交替，从而在地质记录中留下许多空缺。大爆发的典型代表是中国云南的澄江动物群，由青年古生物学家侯先光1984年在云南澄江县帽天山首先发现。它是世界上目前所发现的最古老、保存最为完整的带壳后生动物化石群，距今约5.7亿年的化石群，和1910年在北美发现的距今约5.3亿年中寒武纪的“布尔吉斯动物群”以及1947年在澳大利亚南部发现的距今6.8亿～6亿年之间的“埃迪卡拉动物群”一起，成为古生物学家更详尽地探寻进化机制的重要证据。1965年，美国物理学家提出了寒武爆发是由于地球大气的氧水平这个物理因素造成的。早期地球大气中含有很少或根本就没有自由氧，氧是前寒武纪藻类植物光合作用的产物并逐渐积累形成的。后生动物需要大量的氧，一方面用于呼吸作用，另一方面氧还以臭氧的形式吸收了紫外线，使后生动物免于有害辐射的损伤。2002年，从事动物早期进化和古代生态系统研究的学者Guy Narbonne报道说他们通过测定纽芬兰阿瓦隆半岛的沉积物，得出了5.8亿年前的环境含氧量，数据显示，冰川期过后大气含氧量突然有大幅度提升，其浓度至少增加至现代氧气浓度的15%。这一研究算是初步证实了“自由氧假说”。 设计者，做就做了谁怕谁 事实上，不管理论家们吵得有多凶，也不管吵的背后有何政治、宗教目的，实干家们倒是一点不介意扮演一回现实中看得见摸得着的“设计者”。在实验室里模仿一个生命起源过程的念头很早就吸引了无数生物学家。该领域先驱、加州大学圣克鲁兹分校退休教授David W. Deamer在30多年前就提出过，一个“第一细胞”应该具备12个特征：1.有隔膜；2.隔膜可以得到能量；3.隔膜用以维持离子梯度；4.有压缩型的高分子；5.这些高分子各个分开；6这些高分子可通过聚合得到；7.可以进入一条加速增长的进化途径；8.能够储存信息；9.信息中藏有变异的能力；10.用以指导聚合物的酶增长反应。迄今为止，以上10条基本上已经可以在实验室环境实现。剩下来两步却成为难以逾越的天险：11.这种细胞必须有可以复制的基因和生化酶；12.它们必须可以被子代细胞分享。 科学家们认为目前的最大难点是“还没有找到整个催化系统”，全世界大约有十几家实验室正在从事这方面的探索。 洛克菲勒大学的艾尔博特·利比查伯（Albert Libchaber）造出了一个用于表达蛋白质的DNA质粒，把它们放到隔膜囊液中，用这种方法可以产生蛋白质，但是持续时间只有几个小时而已，随着原材料的耗尽，这个过程不能维持，必须不断补充供给。所以，他又和另一位文森特·诺爱洛克斯（Vincent Noireaux）一起设计了一个叫做alpha hemolysin.3的通道形成蛋白质（channel-forming protein），这个已经完成的蛋白质（接有绿色荧光追踪蛋白）被插入到人造隔膜中，并允许核苷和其他分子进入。组装细胞活了4天，算是一个小小的成功了。 大阪大学的野村（Tetsuya Yomo）做的是隔膜绑定系统，其中不仅有基因表达，而且还包括两个阶段的基因事件，试图模拟真实细胞的复杂性。他们用一个承载有细菌质粒和SP4 RNA聚合酶的脂质体产生了一个T7 RNA聚合酶，这对于基因突变有着重要意义。 到底需要多少基因才能完成最基本的功能？这也是“设计者”们非常感兴趣的问题，有专家认为一些细胞功能只需要80个基因就能完成，最初级的细胞甚至只需要15个。J. Craig Venter学院的研究者们在一种叫做Mycoplasma genitalium的细菌身上大做手脚，他们去除了那些次要的非必要物质，评估出了对生命来说必不可少的265~350个核心基因，汉密尔顿·史密斯（Hamilton O. Smith）和同僚们计划用这一“最低限度基因组”合成一个完整的人造染色体，并把它插入到活的细胞当中，在这里要用到从Deinococcus radiodurans细菌那里获得的再结合机制，它具有一种强大的功能，就是在被离子射线破坏之后仍然能够重新构建自己的所有基因。 本文来源：科学松鼠会 |
回复此楼» 收录本帖的淘帖专辑推荐
 有意思 |
» 猜你喜欢
303求调剂
已经有5人回复
-
一志愿武理085500机械专业总分300求调剂
已经有7人回复
-
材料学求调剂
已经有5人回复
-
考研调剂
已经有4人回复
-
281求调剂
已经有4人回复
-
0805 316求调剂
已经有6人回复
-
085601求调剂总分293英一数二
已经有3人回复
-
08工学调剂
已经有17人回复
-
340求调剂
已经有4人回复
-
311求调剂
已经有3人回复
» 本主题相关商家推荐: (我也要在这里推广)
hihoney 
铁杆木虫 (职业作家)
- 应助: 10 (幼儿园)
- 金币: 6375.7
- 散金: 314
- 红花: 4
- 帖子: 3325
- 在线: 445.1小时
- 虫号: 349053
- 注册: 2007-04-19
- 性别: GG
- 专业: 病原细菌与放线菌生物学
2楼2009-07-27 13:53:57
蚂蚁3821
金虫 (小有名气)
- 应助: 11 (小学生)
- 金币: 1215.4
- 散金: 5
- 红花: 3
- 帖子: 289
- 在线: 204.4小时
- 虫号: 706042
- 注册: 2009-02-22
- 性别: MM
- 专业: 分析仪器与试剂
3楼2009-07-30 12:33:36
4楼2009-07-30 15:28:29
5楼2009-07-30 18:29:48
