進化論「風水輪流轉」

《謊島叛變》電影裡，一群複製人住在一幢與世隔絕的大樓內。傳說，外面世界已被污染籠罩，人類經已滅絕，他們是唯一幸存者。大樓內秩序井然，每人每刻都受嚴密監控，人們的唯一願望是被挑選往「聖島」居住，據說這是世上僅餘的樂土。

其實，這是一個騙局。複製人是一間生物科技公司的財產，一些有錢人委託這間公司複製自己，將來需要器官移植或代母產子，其複製人便是現成的捐贈者或代母。每當需要器官或即將分娩，複製人便被通知移居「聖島」，一去不返。當然，他們並非往什麼「聖島」，只是被抬進手術室，取得所需器官或嬰孩，其生命便「功德圓滿」，被殺掉。

撇開道德不談，這齣電影犯了許多科幻片相同的毛病：複製人與主人的身形樣貌一模一樣。

孖生兄弟相貌相約，相同基因不是應該長出相似外表的嗎？大家不要忘記，孖生兄弟還在相同的環境下成長，片中主人和複製人的生活環境、經歷和習慣肯定不同，試想像主人天天到沙灘曬太陽，困在大樓的複製人則天天做 gym，又或者，主人小時候家境貧困，營養不良，個子長得矮小，複製人則餐餐大魚大肉，嬌生慣養，長得高大肥胖。當然你可以反駁，除基因之外，複製環境的每一個細節，強逼複製人過主人一樣的生活，不就可以了嗎？此說沒錯，但我敢肯定科幻片忽略了這個，錯誤地給人「基因決定一切」的印象。

基因與外表之間，是一層複雜的化學；基因經過這層化學的「解讀」，才衍生外在的形態。環境影響化學，相同的基因經不同化學的解讀，結果亦不盡同。讓我打個譬喻。如果基因是天書，細胞便是捧着天書的機械人，一舉一動都受天書支配。某天，機械人來到岔路口，翻查天書該往哪邊走，查了半天才知應該向右，他隨手摘下一片樹葉插進天書，方便將來查閱。走了一會，看見一名乞丐在路邊行乞，機械人再次翻開天書找尋，剛翻至適當的章節，忽然吹來一團膠水，幾頁天書黏作一團，讀不到指令，機械人唯有視若無睹，繼續前行。

樹葉和膠水，就是環境改變天書的讀法，亦可說是環境影響基因的解讀。真實的細胞裡，一些化學物可以黏着基因的某幾個「字母」，使其讀不到。接下來的問題是，環境對基因的「薰陶」，那些留在天書的樹葉和膠水，會不會遺傳至下一代呢？會的話，對生物進化又有何啟示呢？

去年是達爾文誕生 200 周年，亦是其進化論巨著《物種始源》出版 150 周年。根據「達爾文式進化」（Darwinian evolution）學派的說法，進化是一支「三步曲」。（一）由於基因會變異，物種內的每隻個體都有少許不同，（二）這群個體在大自然掙扎求存，弱的死掉，（三）強的延續，優秀基因得以傳給後裔。在這「變異、淘汰、繁衍」三步曲的框架下，環境擔當什麼角色呢？唯一角色是把弱的基因淘汰掉。這看法的另一重點是，由於環境不能直接改變基因排列，任何後天的薰陶皆不能透過基因傳給後裔，用較專門的說法，任何「acquired characteristic」都不能遺傳，亦對進化沒有貢獻。

即使我天天曬太陽，曬得一身古銅色，我的兒子不會就此獲得古銅的肌膚，因為我的古銅色是「acquired characteristic」，遺傳不來。我天天做 gym 得來的肌肉也不會遺傳，因為這些肌肉也是「acquired characteristic」。

然而，在達爾文式進化廣受接納之前，人們認為「acquired characteristic」才是進化的機制。以長頸鹿為例，其長頸的由來，是因為每一代的長頸鹿都抬頭吃樹葉，頸子運用多了便給拉長，這「acquired characteristic」代代相傳和積累，便成了今日的長頸。這說法的倡議者為法國人拉馬克（Jean-Baptiste Lamarck），他在達爾文出生那一年發表《動物哲學》一書（Philosophie Zoologique），闡釋他對進化的看法。以「acquired characteristic」為主導的進化觀，稱為「拉馬克式進化」（Lamarckian evolution）。

誰人勝出？不用說。去年慶祝《物種始源》150 周年，許多人對《動物哲學》一書聞所未聞，便知誰勝誰負。古語「成王敗寇」，舉世皆然。

不過，中國人亦有另一句說話，「風水輪流轉」。近十多年，愈來愈多發現表明，某些「acquired characteristic」是可以遺傳的。沿用天書和機械人的比喻，機械人複製自己時（細胞分裂），不僅複製一本天書給那第二個自己，書中某些樹葉和膠水也會一同複製，換句話說，環境對天書的「薰陶」（acquired characteristic）是可以遺傳的。經過接近兩世紀的遺棄，拉馬克式進化重見曙光，這當然不代表達爾文是錯的，只說明達爾文式進化不是事實的全部。

舉數例。延長壽命的最簡單方法是控制食量，未有人類實驗，但在很多微生物和老鼠身上已經證實，吃得愈少，活得愈長。上一代節食換來長壽，益處會否延至下一代呢？會的，至少某些微生物會。今年一個實驗顯示，限制某類微生物進食，能令牠們長壽 50%；捱過饑餓的母親所生的下一代，即使飲食正常，其壽命亦長 20%，研究人員發現其抗氧化機能較活躍，這是上一代節食得來的「優良傳統」。節食延壽絕對是一種「acquired characteristic」，想不到竟可遺傳。

另一次實驗，把雄鼠暴露在幅射底下，患癌機會固然提升，想不到亦會增加後裔患癌的機會，儘管後裔沒被幅射照過。研究人員發現後裔的基因修復機能較弱，相信是一些依附在雄鼠精子基因的化學物所致。

此外，癡肥、糖尿、濫藥等傾向，亦會通過一些基因以外的途徑遺傳（天書之外，還有書中的樹葉和膠水）。總括而言，愈來愈多「acquired characteristic」原來可以遺傳的，拉馬克還未投胎的話，在天之靈一定在笑。

（2010 年 12 月 1 日 信報副刊）

學術參考：
Sheau-Fang Ng, et al. (2010), “Chronic High-Fat Diet in Fathers Programs Beta-Cell Dysfunction in Female Rat Offspring,” Nature 467, 963-966. doi: 10.1038/nature09491

Gen Kaneko, et al. (2010), “Calorie Restriction-Induced Maternal Longevity Is Transmitted to Their Daughters in a Rotifer,” Functional Ecology. doi: 10.1111/j.1365-2435.2010.01773.x

Eugene V. Koonin, Yuri I. Wolf (2009), “Is Evolution Darwinian or/and Lamarckian?” Biology Direct 4, 42. doi: 10.1186/1745-6150-4-42

Yuri E. Dubrova, et al. (2000), “Transgenerational Mutation by Radiation,” Nature 405, 37.