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  • 發布時間:2014-12-01 13:31 原文鏈接: 專訪龍漫遠:基因何以為基因,人類何以為人?


      “我沒有想到我們有機會知道我們是誰?是由什么基因來控制我們在演化過程中之所以成為人?……”這是龍漫遠教授最近一次給一家學術期刊的編輯寫的郵件中的話,不過他隨即刪掉了這句話:“Too passionate(太動情了),你在告訴人家,什么是真,應該以科學事實來讓編輯接受我們的論文。”

      我們何以生而為人?這一近乎哲學意義的人類的終極命題,正是龍漫遠近些年來關注的新領域。作為世界上首屈一指的演化生物學家,龍漫遠執教于演化生物學重鎮芝加哥大學。20世紀90年代,他開創了“新基因的起源和演化”領域,并在接下來20余年里始終領導著該領域的研究。他以用中國典籍《山海經》中的“精衛”來命名他所發現的第一個新基因,從而讓來自中國的古老神話登上了《科學》雜志。他從分子層面上對于演化理論的論證,尤其是揭示演化機理的研究,諸如宏觀的自然力量如何作用于微觀的遺傳物質,DNA序列在演化中如何變化,新基因如何起源等問題,使得演化生物學的主要教科書里增添了新的章節。

      說話仍帶有四川瀘州鄉音的龍漫遠,17歲時上山下鄉到云貴高原,當地一位文書對他們這些“知識青年”不以為然:“一本線裝書都沒讀過。甘羅12歲拜丞相,你18歲了還在這里跟我混,將來也不知道在哪里?”在這里,龍漫遠第一次聽說了“精衛填海”的故事。他在這里農民,做郵遞員,做村干部,做文藝青年,就是沒有機會去上學。“鄉書記跟我說,你媽是右派份子,我們不可能推薦你去大學,你還是踏實留下,做鄉干部,穿四個兜的藍卡其。”——這是當年鄉村干部的標志性服裝。直到恢復高考,21歲的龍漫遠才進入四川農業大學,并在其后的9年中,在這里學習作物育種,從本科、讀研、讀博到工作。農學專業的遺傳育種訓練,為他以后的演化遺傳研究打下了興趣的基礎。

      選擇分子演化的農學家

      問:你最初是學農學育種方面的,最后怎么做了演化生物學了?

      龍漫遠:我在而立之年才來到美國,尋求一個不確定的未來。當時我去了加利福尼亞大學的戴維斯校區,最初給我安排的導師是做果樹育種的。他隨手拎起個袋子,領我來到果園,邊聊邊走,看見地上落了桃子就撿起放進口袋。最后遞給我滿滿一袋,說你跟我做,五年桃子敞開吃。當年國內物資匱乏,免費桃子聽上去可是不錯。我問他:“桃樹種下去多久能結果?”他說六年。我尋思這可不行,博士五年畢業還看不到自己的一次實驗結果呢。

      后來我就在校園里閑逛,看到一個講座就去聽,一個教授恰好在講分子演化。我立即被迷住了,因為我學過概率論和統計學,那些猜測千萬年以前的分子演化過程的模型聽得起來還真像有那么一回事。我就跟那個教授說能不能加入他的實驗室。教授在遺傳領域里蹬打了大半輩子,據說他的理論領域太難,學生們望而生畏,所以只帶過兩個博士生。我的出現讓他很高興,馬上收我為徒。幾天后,我們一幫中國學生聚會,他們問我選實驗室了沒有,我跟他們說做分子演化,他們都說我瘋了。這專業都沒人聽說過。他們說,難道我打算學完了就回國?他們這么說很正常,那是1987年,科學家才測出了300個基因的序列,全美研究分子演化的實驗室不超過一打。我跟他們說,終于輪到我自己決定自己想干的事了,我只考慮這五年的研究是不是有趣,五年之后的事不管它,大不了回到川南山區去做鄉官嘛。

      問:你如今把基因演化做成熱門領域了啊?

      龍漫遠:當年好玩,也沒想到到學科這樣出乎預料的發展。去年組織國際分子演化學大會,光參會的科學家就有1300人。我很高興許多人加入到這個新的科學領域中來。在這過程中,不斷發現新的東西和先前的觀點是不一樣的,甚至是以前非常大牛的結論。于是我該說的還得說,該做的還得做。朋友們問我哪來的勇氣?我告訴他們下面的的故事。我當農民的時候,有一年一開春,我的紅薯就吃光了,那是我當年唯一的口糧。眼看要餓死,一個農民跟我說,你去公家的豬圈,那還有一堆豬吃的紅薯,你可以分一點。于是靠著這些紅薯,我活下來了,度過了第二次被餓死的危險(第一次是我小時候家鄉餓死數萬人)。后來我讀到一個意大利作家對她的家鄉散丁島的山民們所經歷的人禍的描述,特別是對早年納溪故鄉的描述:“我真的不知道,那是死亡征服了貧賤的生命,還是頑強的生命戰勝了死亡,我所經歷的只是苦難中的幸存。”對幸存者而言,還有什么好怕的?

      人類何以為人?

      問:很多中國人知道你,是因為你用《山海經》故事,給你研究的基因命名。

      龍漫遠:那是一個年齡只有300萬年的“新基因”,如果咱們把一百萬年算作基因的一歲,許多基因在1000到3000歲,可這個基因只有三歲。我給這個新基因取名為“精衛”,因為它在演化過程中經歷過死而復生,最后成為一個新基因,賦予生物新的功能。投稿之后,編輯問我這個基因的名字有什么講究——因為果蠅基因的名字都是有意義的。我就給他講了精衛的故事。《科學》(Science)的主編給我回信,說這個故事很有意思,我給你版面,你把這個故事寫下來吧。于是《科學》雜志里就有了這個與科學本身沒有關系的一段中國神話。

      問:你另一個著名的研究是說人類的一個演化趨勢是,雄性功能性從X染色體在消失。那男人會不會沒有了?

      龍漫遠:這要從我關注的大問題說起:人類何以為人?一是大腦和智慧的演化,二是性的演化。我的實驗室發現,至少有幾十個新基因在人類大腦的前額葉表達,而前額葉是決定我們喜怒哀樂的感情,決定我們智慧的地方。伴隨這些新基因的出現,我們同其他動物區別開來,創造出優美的藝術、雋永的文字,研究我們存在的世界。我們已經清楚知道,有一個基因是人類獨有的,姑且叫它基因C吧,即便離人類最近的堂兄,黑猩猩和其他靈長目物種的染色體中都沒有這一基因。這一新基因在物種中的分布表明,基因是在人類同黑猩猩的共同祖先所沒有的,而是在人類最近的祖先同黑猩猩祖先分離以后的四五百萬年間才產生,并在人類祖先群體中被固定下來的基因,今天我們每個人都有新基因C。

      最近的研究表明,基因C經歷了“精衛”那樣的演化過程,是由兩個倍增的母基因(duplicated genes)的雜交而成的嵌合基因。不幸的是,這基因在某些人類個體發生了改變,基因產物的突變因而引起神經分裂癥和記憶錯亂的疾病。但是這一觀察讓我們產生了科學上有趣的重要推論:在人類的祖先走上了獨自演化成人的道路不久,她的染色體開始產生讓人類成為能夠思考的有很好記憶能力的基因,支配著她的行為給了她智慧。于是,我從父母和先輩那里繼承了這些人類特有的新基因,因而繼承了他們已經有的不錯的思考和記憶能力,可以在這里記憶這里講出這些話,寫出這些文字。因此我能自然地說:新基因啊,憑著你讓我成了有智慧、有感情的人,我感謝你!

      人類另一個獨特之處在于性的演化。按照社會生物學的創始人愛德華?威爾遜的觀點,產生異性戀和同性戀的性,是人類產生社會性最根本的原始動因。性別是由性染色體決定的,女性有兩條X染色體,男性有一條X和一條Y染色體。我實驗室的工作發現,X和Y染色體的組成都不是固定不變的,X染色體上不斷有基因遷到常染色體上,這些基因中很多是決定雄性功能的,比如精子的形成,它們遷出,意味著X染色體正在朝著去雄性方向演變(大家都知道,Y染色體朝著縮短的方向演化,但這并非我們的研究領域,我們關注的是X染色體,以前人們一直認為X染色體上集中了雄性基因,是雄性基因的“熱點”)。可以想象,許多年以后X染色體將變得來同雄性生殖沒有關系。

      問:分子演化已經是個熱門的領域了,你說你已經在做新東西了?

      龍漫遠:對,現在有很多人已在做分子演化,所以我要朝前走,去尋找新的探索方向。我想看看:行為是如何演化的,因為人性說穿了就是行為。我的切入點是交配行為和尋食行為,尋找控制這些行為的基因和探測產生這些基因的演化過程。

      目前這個論文正在投稿,我們發現了許多人類特有的新基因,這些基因同我們的行為相關。我在給編輯的信中寫道:“我真沒想到,我們能有機會知道我們是誰,又是由什么基因決定的。”但在發出前還是把這句話刪了。Too passionate,你在告訴人家,什么是真,得靠科學事實來打動編輯。

      2013年,龍漫遠與他的團隊進行recreation(充電)。

      讀《圣經》,不信上帝

      問:最近天主教教宗宣稱承認物種演化和大爆炸,您怎么看這件事?這會對宗教和科學界產生什么影響?

      龍漫遠:這在西方世界不算一件新鮮事。1996年羅馬教皇(Pope John Paul II)就宣布相信演化論,邀請科學家來給他講課,梵蒂岡也有教皇科學院(Pontifical Academy of Sciences)。我的一位朋友,日本國家遺傳所的分子演化科學家,五條堀孝(Takashi Gojobori)教授,幾年前還被教皇任命為教皇科學院的院士。研究宇宙演化的物理學家,斯蒂芬?霍金(Stephen Hawking)也是教皇科學院的院士。教皇和他的梵蒂岡教皇國向他們咨詢生物演化與宇宙演化的科學研究進展。今年的事情只是再一次印證了1996年的表態。

      對中國人來說,科學和宗教的關系是比較新的問題,所以顯得像個新聞,但正因為美國是個政教分離的國家,很多人對這個問題有深入的思考,他們會平衡這個關系。我博士畢業論文答辯的主考官是遺傳學家也是虔誠的基督徒,我當時覺得答辯懸了,就提前一個星期約他見面,跟他說我要做一個演化的報告。那老師立馬明白,說:“年輕人,我告訴你,我從星期一到星期五信進化論,星期六和星期天信上帝。”

      其實在美國,在解釋自然這個層面,除了比較極端的教派,宗教在科學面前一直在自我修正。1925年田納西州一位中學教師被起訴講人和猿有共同祖先。法官判決這位老師有罪,罰款100美元。 這一判決因為技術原因被推翻,后來在公立學校不能講神創論被寫入美國憲法修正案。2005 年,賓夕法尼亞州的多佛學區要求生物學教學應講授智能設計論,家長聯名起訴學區的領導違憲。法庭的原告方律師以我的研究給法官和陪審講解基因的起源,最后法官把我發表在《自然綜述遺傳學》雜志上一篇論文題目稍作修改做了他總結的一個結論。多佛學區管委會被判違憲,罰了100多萬美元。我的同事開玩笑說,我這次作證是我對美國社會做出的最有價值的貢獻。

      2009年的時候,達爾文誕辰200周年,英國國教會大主教跪在達爾文墓前獻花,為教會當年對達爾文的攻擊和表現的無知道歉。那一幕真是令人感動。

      問:那你對宗教怎么看?你信教嗎?

      龍漫遠:我不信,因為我沒有找到上帝存在的證據。但我覺得,自己對于宗教知道得太少了,所以最近在讀《圣經》。我也請芝加哥大學神學院的老師來給我實驗室做講座。我的學生不理解,我告訴他們,你們批判的是一百年前的宗教,50年前的科學你們都覺得過時,科學可以發展,宗教也在演化。咱們都不了解自己批判的對象是什么,那我們還有什么理由評論人家呢?聽過講座之后,我覺得他們還是不能說服我,所以我還是不相信上帝。

      讓科學更美一點

      問:兩年前你參加“未來光錐”公益演講的時候,我說幫你承擔機票的的時候,你說學校給了你杰出講座教授的職位時帶了一筆錢,讓你做自己想做的事。你用這筆錢來干什么了?

      龍漫遠:哈哈,錢能做什么事?我就做了大俗人做的事唄。今年我帶我們全實驗室去密歇根湖邊住了四天,所謂recreation(充電),互相聊自己做的研究,談科學,也吃喝,游泳,劃船。大家要求明年再來。我也用這些錢養果蠅,做實驗。再就是旅行看人家怎樣做研究和交流科學研究的想法……

      問:你們科研的方式還挺休閑的。

      龍漫遠:我覺得科學研究是一輩子的事,是一種生活方式,因此應該是自然的,長久的,智慧的,因此才會是具有創造性的。為什么不讓作為生活方式的科學來得更美麗一點呢?

      我學生時代聽到宣傳是做出大成就者,必是同周圍的世界甚至自己的家庭,沒有聯系,最好獨身;必是搞不清今夕何夕,不善言辭,因為久不說話,結結巴巴說起話來必能語驚天下……大一讀一個數學家的報告文學便是此類故事。那時就覺得科學家簡直是一群過著恐怖日子的人,想著以后還是改變專業吧,去做一個正常人做的事。仔細想想,就覺得那一定不是創造性的工作所必然要求的,一定不是長久的健康的方式。西方的公眾傳媒也常常歪曲作為整體的科學家的形象。這些因為那些作者一半不了解科學家的生活,另一半是吸引眼球好賣錢。這對于鼓勵和教育年輕一代進入科學領域顯然是沒有好處的。所以,我從來不主張我的學生們去做這樣的學者,我希望他們在做一個創造性的科學家的同時,能充分體味到充滿多樣性的生活的幸福,在各方面都得到盡可能的發展。

      有朋友問我為什么沒有見到我在辦公室和實驗室工作一天16個小時,一周工作7天,還能有這么多產出。我覺得那你要看怎么定義工作。我在家里,旅程中,旅館里,都在讀書思考和研究,比如資料分析和理論推演。我有的idea是凌晨三四點想出來的,很多時候我長時間思考一個問題不得答案,一場睡夢中會靈感突至。我的一些比較滿意的研究結果是這樣出來的。這樣,全年中的絕大部分日子里,我幾乎全天都在工作。而且一個人在某方面的腦力是有限的,我在哈佛做研究的時候發現,如果前一天連續用4-6個小時編程,第二天就要花2-4個小時debug,如果前一天花短一點的時間,全神貫注,就可以一次做得很好。剩下的時間可以用作別的智力勞動和研究活動,這樣的學術活動常常更加高產和有趣。

      問:你最喜歡的人是蘇東坡和林語堂,你本人喜歡讀書、寫作,你如何看待科學和文化的關系?

      龍漫遠:蘇東坡那么幽默,那么智慧,他追求真理,從不迎合皇帝。每次被貶,還盡量把生活過得很好,發明東坡肉、東坡肘子,“日啖荔枝三百顆”。林語堂和蘇東坡有相似之處。我去到臺北,專程去拜訪林語堂的墓。現在他的墓上方蓋了間咖啡館,要上一杯咖啡,坐在那里,想象他就在我們腳下,聽我們說話,笑我們。

      我也非常喜歡雨果、塞萬提斯、昆德拉等西方作家,他們的作品讓我們更加深刻地了解人類自己和我們研究的價值底線,如蘇東坡和雨果的“不可藥救的人道主義”。他們有的觀察還為我們提供了解釋我們的行為遺傳和演化的研究結果提供了獨立的資料和問題,如塞萬提斯和昆德拉筆下的表面上好笑的英雄主義和利己主義。

      科學研究和人文藝術探索有相通之處,他們都是創造性的活動,兩者都含有一個長遠的目標:對人和人生的熱愛。通常以為科學和人文學科使用不同的思維和研究手段,如邏輯和形象思維。其實今天的情形是二者在從手段到目標都在相互滲透,互相取長補短。對自然科學工作者而言,邏輯思維的同時還要求清晰的語言形成,因為思維的過程也是一個語言加工和推演過程。一個話都講不好的人,很難相信他的思維會是清晰的。另外,任一科學領域都有許多問題不可能都去研究,對一個研究者而言必然有一個選擇。這于是有了一個“口味”(taste)的問題。較為豐富的人文素養有助于較好的的獨有的自然科學研究“口味”的形成。這是科學研究的創新型所要求的。

      最后一件事我想強調的是,科學家是人,而不是一臺機器,不能把我們自己當成一臺知識發現儀之類的東西。在理智之外,“心靈的鼓勵”對許多科學家而言,是同樣需要的 ——這解釋了人文藝術知識對科學家的又一不可或缺的價值。

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