进化论的纷争之三——拉马克用进废退的逆袭?

早在达尔文之前几十年,拉马克就是演化论的支持者,在他涉及演化的那段短暂学术历程里他参与发明了演化树的概念,还帮助创造了“生物学(biology)”这个词。但到他去世时,拉马克已经身无分文,孑然一身,还被一大批事业有成的人嘲弄——这帮人毫无疑问地认定物种是既定而不可变的。作为一个演化学家,拉马克临终时又病又盲,死后尸首则被扔在石灰坑里。你也许会以为,这样一位早期的演化论支持者,在后达尔文世界也许会被平反,但拉马克死后好像比死前过得更艰难了。

 

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还记得我们的生物课本对拉马克一带而过,将重点放在达尔文理论上。如今的生物学家们普遍对拉马克当年的理论嗤之以鼻,但近来表观遗传学研究的快速发展也使一些科学家开始反思拉马克的观点。当然,现在没人会认为生物能够根据环境有意识的改变自己的生理机能,还把这些改变遗传给下一代。不过有越来越多的证据表明,环境能够通过表观遗传学机制对基因组做出永久性的改变,而这些改变可以在世代间遗传下去。

 

表观遗传学被看成是对基因组的注释或编辑,以便沉默特定基因,控制蛋白合成,避免不必要的蛋白冗余。人们曾经认为这种注释不会也不能永久改写DNA。就在表观遗传学逐渐为广大科学界所接受时,科学家们发现了表观遗传学的跨代遗传现象。人们在小鼠、线虫和猪的研究中都发现表观遗传学改变可以传递到下一代。

 

2008年科学家对荷兰出生于1944–1945冬季饥荒时期的人进行了研究,提出人类表观遗传学改变也有能遗传的可能性。研究显示,在饥荒年间出生的成年人携带有独特的表观遗传学标志,而其在饥荒前后出生的兄弟姐妹体内却均不含这样的标志。上述表观遗传学改变减少了胰岛素样生长因子IGF2的合成,而这种改变在人体中保持了数十年。当然,该现象可能是由表观遗传学跨代遗传造成的,也可能是因为饥荒条件下子宫内发生了改变。因此,人类中是否也存在表观遗传学的跨代遗传现象还需要进一步的明确证据。

 

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不过目前已经有强有力的证据表明,模式生物中的表观遗传学修饰可以跨代遗传。举例来讲,在一项小鼠研究中,研究人员发现环境压力使雄性鼠产生攻击性行为,并且其后代也遗传了同样的行为。值得注意的是,这些子代小鼠体内特定基因的DNA甲基化模式发生了改变。这类研究都支持了一种观点,即环境的选择性压力会通过表观遗传学影响DNA并传递给子细胞及后代。

 

虽然表观遗传中并不是所有现象都是拉马克主义的,但现实生活中,所有拉马克式的遗传现象本质上都很可能是表观遗传。如果表观遗传现象能持续得足够久,久到足以驱动演化,那么拉马克就会——至少是部分地、在分子层面上——被平反了。这也可能是该领域备受争议的一大原因,毕竟它重提了自然选择理论最名誉扫地的对手。

 

这些问题是当今生物学领域诸多重大争议的主要源头之一。甚至可能没有之一。我们需要了解这个争论背后的历史,否则你可能不会理解为什么表观遗传会遇见如此多的阻力——并不止来自对实验结果的怀疑,还有径直针对该领域研究的抗拒——这些抗拒背后也许既有真心不相信,也有职业的神经敏感。而“新拉马克主义”将会需要相当多的证据来克服这些阻力。

 

我们知道,科学正是因为其具有可被证伪性而大放异彩并飞速向前,伴随着近些年来分子生物学研究的快速发展,特别是分子进化钟的发现与中性理论的提出,极大地推动了进化尤其是分子进化研究,填补了人们对分子进化即微观进化认识上的空白,推动进化论的研究进入分子水平,并建立了一套依赖于核酸、蛋白质序列信息的理论方法。那么,这会产生新的进化论学说吗?请继续关注每日生物评论(微信公众号Bio-review)的下期更新。

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