DNA语言存在的证据
我们不知道大自然如何记清什么样的编码信息与什么样的情况匹配,或者诸多环境因素(矿物质、维生素、毒素等)如何被转化成全新的表观遗传策略,但一些有趣的研究证实DNA的确会“记笔记”。
1994年,几位数学家观察发现非编码DNA包含对自然语言的记录模式,因为它遵循齐普夫定律(一种存在于所有语言中的词频分布定律)。一些遗传学家不认同这种看法,另一些则认为这种附加的复杂性最终有助于揭开DNA的神秘面纱。但所有人都认同一点:非编码DNA中存在大量可用于储存信息的空间。非编码DNA就是一个巨大的“信息仓库”,起到某种化学软件的作用,“识别”它面临的饮食条件,并在自我复制时进行信息更新。一些分子生物学家认为,DNA对环境变化做出灵活应对的能力要求我们认真对待非编码DNA携带的信息,“它们对于进化过程至关重要,表明存在逐渐调节基因表达的独立机制”。这说明进化不只是包括人们已经接受的选择机制和随机突变。有一个领域专门研究以上三种机制如何驱动进化,叫作“适应性进化”。
通过观察维生素A缺乏症的结果,我们可以发现潜藏在DNA行为之下的逻辑。20世纪30年代末,在美国得克萨斯州大学城的农业试验站,弗雷德·黑尔(Fred Hale)教授发现,如果母猪在受孕前缺乏维生素A,它们产下的小猪就全都没有眼球。给母猪补充维生素A后,它们产下的下一窝小猪又都有了正常的眼球。这说明眼球停止生长并非因为永久性的基因突变,而是因为暂时性的表观遗传修饰。维生素A源自类视黄醇,类视黄醇来自植物,植物的生长又要依赖阳光。面对维生素A缺乏的状况,DNA做出的反应是关闭一切与眼睛生长相关的基因。DNA似乎把维生素A缺乏解释成缺光或无光的环境,认为在这种情况下眼睛根本没有用。那些没有眼球的小猪长着眼皮,很像全盲的洞螈。这些小猪和其他全盲的穴居动物可能经历了同样的基因表观遗传修饰:由于生活在无光、无植物的洞穴环境中,维生素A水平很低,表观遗传修饰抑制了眼睛的生长发育。
综上所述,与人们的普遍认知相比,所有的表观遗传证据都把DNA刻画成更具活力与智慧的适应性机制。事实上,DNA似乎能够收集信息(通过食物的语言传递与外界环境变化相关的信息),在此基础上指导基因修正,并记录收集的信息和基因修正对后代的好处。非编码DNA简直就是基因宝库,它可以充当无限扩容的图书馆,设施完备,而且它的“管理员”很有见地,能够对过去那些成功或不成功的基因适应策略进行研究。越复杂、细胞越大的生物体,就会有越大的“图书馆”去容纳更多的非编码DNA。这些有机体的基因组往往有比较复杂的进化历史,人类也是这样。
这位聪明的“图书管理员”坚决反对把自然选择和随机突变作为基因变化或新物种出现的唯一机制。在生存竞争残酷的世界中,相较那些完全凭运气、在黑暗中跌跌撞撞的遗传密码,这些能够聆听外界信息并以此指导决策的遗传密码拥有更大的优势。这样的理解也许会让我们从全新的角度去思考“人类是如何形成的”这个问题,并转换“智能设计论”的想法。DNA对营养环境改变的智慧反应能力使它能够充分利用这个变化的“聚宝盆”,对丰富的营养环境进行探索,就像室内装潢设计师会在装修过程中使用高质量的丝绸织物一样让人惊诧不已。我们的基因能够通过实验的方式帮助我们度过饥荒、顶住压力,并充分利用营养过剩进行进一步的实验——不是盲目的,不靠随机突变,而是凭借记忆、目的明确,由内嵌于基因结构中的过往经验来进行指导。
这一点为什么对你如此重要?
植根于DNA的化学智慧和远古祖先的智慧拥有共同的终极目标:生存。我们祖先体内的基因组不断摸索能匹配生理需求的营养供应方案,这些基因的携带者们共享生产工具制作的秘诀和食物来源的消息。在这种共同目的的驱动下,非洲大陆一角的一小群灵长类动物快速遍布世界。
事实证明,在祖母们和助产士们的监督之下,妈妈们吃的特殊食物和做的特殊准备确实有效,可以生出比过去学习能力更强、身体更壮的孩子。当然,孩子们也会长大成人、为人父母,在理解世界运行规律、保障自身生存方面形成他们的观点和结论。人类(及其祖先)的独特之处在于:使用复杂的工具让人类在食物领域的消耗比例比竞争对手更大,这进一步推动了冷酷自私的人类基因繁衍、修正和升级。人类花费了几千年的时间努力经营自己的基因组,漂洋过海、穿山越岭,最终走到了现代。
希望保留这些成果(美丽、健康的躯体)的人们,肯定想获悉那些能让我们第一时间获得这些特性的食物和相关准备技巧。通过食用本书随后介绍的种种食物,你将可以直接与基因对话。你吃下的食物会指示你的基因组,让你的身体更强壮、更有活力、更健康,也更美丽。基因组也会照做。
DNA的聪明程度和反应能力如何?你可以这样想象一下:学习某门课程时,你的头脑永远不会“太满”,你可以轻易地为记忆和需要的知识开辟新空间。在你的一生中,随着你学习更多的科目、更多的语言,阅读更多的书籍,你的大脑会适时做出调整以容纳一切。你能了解多少东西?你未来能比现在多解决多少问题?现在假设你可以把所有的学识都传给子孙后代,他们可以带着你累积的智慧开创新生活。他们获取的也许不是全部细节,但至少是核心部分,是那些代代相传的关乎生死存亡及繁衍后代的细节。而且,你又继承了你父母的知识、祖父母的知识等。自从你的家族诞生起,这些知识已经传递千代。是的,这就像DNA一样。
在你体内的每个细胞中,这些不可思议的分子都在进行着上述活动,控制着微观世界的正常运行。每个体细胞都像一个携带编码的容器,这些编码起初只是一团正在发育的遗传物质,被包裹在液体保护膜里,经过不断进化,最终使自己完全不同于最初在原始海洋世界中的样子。
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