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36 什么是基因,基因就像软件中的子程序

2021年9月26日  来源:直觉泵和其他思考工具 作者:[美] 丹尼尔·丹尼特 提供人:zhaotou97......

正如我们刚才看到的,将基因类比为字词非常有用,但还有一个更好的类比,我们借助这段有关计算机的“插曲”就能明白。理查德·道金斯在其杰作《祖先的故事》(The Ancestor's Tale, 2004)中就进化论问题对另一位才华横溢的作家马特·雷德利(Matt Ridley)大加赞赏,缘由是后者在他的书《先天后天》(Nature via Nurture)中指出基因和软件子程序之间深刻的相似性。我通常不会在自己的书中大段大段地援引他人的文字,不过我发现,如果只是为了一丁点原创性,就去改述这段话的话,那么我总是会牺牲掉明澈性与生动性。所以,经道金斯许可,我沿用了他的原始表述。

我们所测定的大多数基因组并不是一套用以创造一个人或一只老鼠的指令集,也不是什么计算机主程序,尽管有一部分基因组充当这种功能。如果真是这样的话,我们确实会预期我们的程序比老鼠的大。但大多数的基因组更像是可用于写出这套指令集的词典,或者说像是被主程序调用的子程序。如雷德利所言,《大卫·科波菲尔》和《麦田里的守望者》中用到的单词几乎完全一样,两者都出自一个受过教育、以英语为母语的人的词汇表。这两本书的不同之处在于这些单词连接在一起的顺序。

当一个人或一只老鼠形成的时候,两者的胚胎均借鉴了一部相同的基因词典:哺乳动物胚胎学标准词汇表。人和老鼠的区别在于从共有的哺乳动物词汇表中所引用的基因的不同顺序,以及这些基因在身体的不同位置与时间表达上的差异。这一切都在某些特殊基因的掌控之中,这种基因的作用是以一种复杂精妙的定时级联的方式发动其他基因。但是,在整个基因组的构成中,这种主控基因只是很小的一部分。

不要将这里所说的顺序误解为基因在染色体上排列的顺序。除了极个别的例外以外,……这些基因在染色体上排列的顺序就像单词在词典里排列的顺序一样,通常是按照字母顺序排列的,但有时也会按照方便使用的顺序排列,就像给国外游客用的小册子,按照机场常用词汇、就医常用词汇、购物常用词汇等排列。基因在染色体中存放的顺序并不重要。重要的是细胞在需要的时候启动正确的基因,而这其中的机制我们正理解得越来越多。

在某一方面,这种基因和单词的类比是具有误导性的。单词比基因更短,所以有些作家会将基因比作句子。但出于其他原因,句子也不是一个很好的类比。不同的书并不是由固定不变的句子排列而成的,大多数句子都是独一无二的。基因更像字词而不像句子,它可以在不同的上下文中反复使用。比单词或句子更好的类比是将基因比作计算机中的工具箱子程序……

苹果电脑的只读存储器或启动时加载的系统文件中存放着程序工具箱。这些成千上万的工具箱子程序各自执行特定的任务,它们在需要时以不同的方式在不同的程序中被反复调用。例如,模糊指针(ObscureCursor)这一工具箱子程序的作用是在鼠标下次移动之前将屏幕上的指针隐藏起来。每次当你打字的时候,系统就会调用模糊指针这个“基因”,将鼠标指针藏起来。工具箱子程序支持着苹果电脑以及在Windows系统中与之对应的东西中所有程序共有的特征:下拉菜单、滚动条、在屏幕上拖动鼠标改变窗口的大小等。(Dawkins, 2004, pp. 155-156)

所有这一切都有助于让我们了解到专家为什么能如此轻松地识别出哺乳动物的基因组。原因是,我们拥有哺乳动物的工具箱,它里面除了专门制作哺乳动物的工具外,还包含来自爬行动物、鱼类,甚至蠕虫工具箱中的工具。这套工具中最古老的工具为所有生物所共享,其中甚至包括细菌。

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