自私的基因:3个方面,了解基因是自然选择和利

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  今天分享的书籍是《自私的基因》。

  作者理查德·道金斯是前牛津大学讲座教授,英国皇家学会会士。他更为公众所熟知的身份是科普作家,进化论的捍卫者,是继19世纪博物学家托马斯·赫胥黎之后,第二个被称为“达尔文的斗犬”的学者。

  本书主要探讨了人们在基因决定论、基因选择论,以及基因适应性上存在的普遍误解,进而从基因的视角正确理解生命及其意义,更加完善了道金斯对于“自私的基因”的经典论述。基因才是自然选择和自我利益实现的基本单位,而不是生物。

  01、什么是自私的基因

  道金斯认为,所有基因,都是自私的,每个基因都有各自的利益,基因之间、基因和生物个体之间都有可能产生利益冲突。更重要的是,这些自私的基因并不是生物用来保证自己生存繁衍的手段,恰恰相反,生物只是基因不断制造和传播自己的一个工具而已。如果要用科学的方式来表述,那么基因才是自然选择和自我利益实现的基本单位,而不是生物。

  对于第一次接触道金斯观点的人来说,这套理论很违背直觉,甚至是显得有些夸大其词。达尔文说的自然选择,不都是生物个体的生老病死和物种的优胜劣汰吗,那经历着大自然严酷选择的好像应该是生物个体,怎么会是基因呢?首先我们来说说,什么样的对象才能被大自然选择。

  有这么两条标准:第一,这个对象要有自我拷贝的能力,这样当它占据优势的时候,才能源源不断地复制、传播自己,然后彻底战胜自己的竞争对手,如果无法拷贝自己,那么当这个对象死掉时,它生前辛辛苦苦打拼出来的优势局面就会全部化为乌有,自然选择就没有任何意义了;第二,这个能被大自然选择的对象一定要稳定,这样大自然才有足够的时间在它和它的竞争者之间挑选出一个赢家。

  那么生物个体符合这两个标准吗?并没有。首先,生物个体不符合能够自我拷贝这个标准。对于大部分生物来说,他们的后代都是父母双方特征的混合,并不是某一个父辈的完整拷贝,从生物个体的角度来说,它只要死了,这份拷贝就永远消失了。

  其次,生物个体也不符合稳定这个标准,因为既然每个生物都只有自己这一份拷贝,而且这份拷贝的寿命很短暂,无论生物如何适应大自然,它都会衰老、死亡,相比于漫长的进化岁月,生物个体短短几年到几十年的寿命根本来不及让大自然进行挑选,所以个体是不适合作为自然选择的基本单位的。

  那到底是什么符合标准呢?有一个东西像沙漠中的金字塔,历经时间流逝,仍然保持了最初的模样,这就是20世纪中叶,人们在生物体内发现的遗传信息的基本单位,也就是基因。基因最重要的特点恰好是稳定。

  基因主要分布在染色体上,除非是发生了基因突变,否则无论细胞如何分裂,基因都只是挪动了在染色体上的位置,自身没有被破坏,因此随着生物体的繁衍,基因会从上一代的个体移居到新一代的个体身上,一代代地遗传下去,最终存活上千万年甚至上亿年。这么长的时间,足够自然选择发挥作用,筛选出那些适应力更强的基因了。那么这套说法有什么证据吗?

  比如,按照传统观点,如果大自然的优胜劣汰是为了筛选出更优秀的生物个体,那么经过千百万年的进化后,生物的生存能力应该越来越强,结果就是寿命越来越长,直到出现能够永生的生物,可是为什么到现在,绝大多数生物还都会死亡呢?在道金斯看来,这恰好说明了大自然是在筛选优秀的基因,而不是优秀的生物个体。对于生物来说,它的最优选择当然是活得越长越好,可对于基因来说,它所寄居的生物体能活多久并不重要,最重要的是趁生物还活着的时候,借助它的生殖过程,将自己的拷贝尽可能多地扩散出去,只要繁衍出了携带自己拷贝的大量后代,那么这个基因就成功了

  02、自私的基因有什么用

  自私的基因有什么用呢?道金斯认为,自私的基因是一种普遍现象,广泛存在于所有生物体内。我们看几个例子。

  1、脊椎动物

  动物种群也有计划生育。自然界的计划生育是怎么来的呢?社会学领域有一个大名鼎鼎的马尔萨斯定律,这个定律是说,在不受干预的状态下,人口是按照几何级数增长的,而一旦人口超出资源所能承受的极限,多出的人口就会被消灭。这条规律不仅适用于人类,也适用于各种动物种群。动物学家观察到,像旅鼠和加拿大山猫这样的种群,因为没有办法控制自己的数量,结果在资源丰富的时候就会疯狂繁殖,如果资源消耗一空又会大批饿死。不过,除了它们之外,更多的动物种群掌握了主动调节成员数量的方法。

  我们如果观察自然界的一些鸟类,会发现当种群成员数量不多时,它们会孵育更多的子女,而当种群过分拥挤时,它们又会主动减少自己的孵蛋量。这是怎么做到的呢?

  英国动物学家瓦恩-爱德华兹认为,这些鸟类在面对资源紧张的情况时,会为了整个种群的利益,而主动限制自己生育小孩的数量。可这很难说得通,因为这种愿意主动牺牲的鸟类,一定会因为后代数量的不足,被那些更愿意生育的同类所替代。道金斯认为,只有自私基因假说才能解释这个现象。自私基因假说认为,自然选择只会在基因水平发生,动物任何时候都只需要让自己携带基因的利益最大化就够了。不过对于基因来说,尽管理论上子女越多,这个基因就越成功,可养育子女又非常辛苦,比如说雌性大山雀,白天平均每三十秒就要飞回一次鸟巢给雏鸟喂食,显然,如果雌鸟把有限的食物和精力分配给了太多的子女,结果能够存活长大的子女反而会更少,所以养育多少子女其实是个需要精打细算的活儿,太少不行,太多也不行。所以,基因肯定有什么方法能控制鸟类识别自然界里的种种信号,让它们能判断,在当前的资源条件下,到底生多少子女才是最合适的。

  科学家发现,不同鸟类的判断方法各不一样。比如群居的欧椋鸟,对于雌性欧椋鸟来说,种群成员的数量可以通过栖息地鸟类鸣叫声的大小来判断。也就是说,雌性欧椋鸟一旦发现栖息地里的鸟类叫声特别大,它就会认为种群成员数量太多,有发生饥荒的征兆,于是就会减少自己孵蛋的数量,反之则会增加。

  科学家专门设计了一个实验,分别给两群同样处在生育期的欧椋鸟播放两组不同的录音,第一组录音是非常洪亮的欧椋鸟鸣叫声,第二组录音里鸣叫声非常稀少。结果毫不意外,听到洪亮鸣叫声的那组欧椋鸟的下蛋数量,要明显少于另一组。

  动物世界栏目里经常出现鸟类集结成群,乌压压一片飞过沼泽地的画面。长期以来,人们一直不明白鸟类为什么会故意聚集在一起,很多鸟类是通过其他鸟的鸣叫声来调整下蛋数量的,所以为了让自己能多生蛋,让其它同类少生蛋,自私的基因一定会向对手装出种群密度很高的样子,于是每只鸟都尽可能地聚集在一起大声鸣叫,从而干扰其它鸟的判断,最终让自己占据更多资源来生育后代。所以,尽管计划生育看上去是个体通过自律为整个种群做出的牺牲,可它的背后仍然是基因的自私行为。

  2、人类

  父母之爱是最深的,其次是兄弟之爱,然后是其他亲戚的关爱,而不同的亲戚血缘关系有远近,表现出来的关心程度也会有很大的差别。道金斯认为,这个和基因的自私也有关系。就是两个亲属之间拥有某个相同基因的可能性。

  那么,父母和子女的亲缘关系指数是1/2,兄弟之间的也是1/2,但考虑到可能存在同父异母或同母异父的情况,所以兄弟之间的平均指数会少于1/2,所以对每个人来说,父母比兄弟亲。至于一个家族里的第三代堂兄弟之间的亲缘关系指数,则低到了1/128,接近于陌生人水平。这种亲缘关系指数的差别,刚好和人类面对不同血缘关系亲属的亲近程度保持了完美的一致,说明生物之间的亲情其实也受到了自私基因的调控。

  03、大自然有不自私的行为

  很多人认为自私基因假说和人类的经验不符,至少人类社会就存在很多高尚的道德行为。道金斯在书中对这些批评进行了回应,他所使用的工具,就是大名鼎鼎的博弈论。

  比如,囚徒困境。它是单次博弈,在一场比赛中,两个玩家如果同时选择合作,那么双方都会可以得到奖励;如果同时背叛,那双方都会受到惩罚;但如果一方选择合作、另一方选择背叛,那么背叛的那个人会得到比双方合作时更高的奖励,而被欺骗的另一个人却会受到比双方同时选择背叛的情况下更严重的惩罚。所以在这种游戏规则下,不论对手打算怎么选,每一个游戏参与者的理性选择都是背叛,这样吃亏最少。

  在动物社会里也是一样,基因本性里的自私会让生物之间的单次博弈陷入到囚徒困境中,不过幸运的是,自然界充满了大量不固定次数重复博弈的情形。

  比如,大猩猩相互整理毛发、鸟类给同伴去除寄生虫等等。根据美国政治科学家罗伯特·阿克塞尔罗德的研究,在这种情形下,喜欢欺骗对手的策略很容易在占了一两次便宜之后迅速失败,最后真正能够胜出的,绝大部分都是偏向于宽容和善良的策略。那什么策略最好呢?那就是针锋相对策略。

  这个策略有两个特点:第一个是以牙还牙,当对手选择合作时,这个策略也会合作,而一旦被对手背叛一次,下一次博弈时就会毫不留情地背叛对手;它的第二个特点是不记仇,即便是被欺骗过一次,只要以后对手乖乖合作,那么它也会继续选择合作。

  这个策略非常简单,对动物记忆力的要求也非常低,只需要动物记住对方最近一次怎么对待自己就可以。而且,它又是非常有效的进化策略:在针锋相对占主流的情况下,生物之间可以产生稳定的互利行为,习惯背叛的生物则更容易被淘汰。

  比如,清洁工鱼是一类鱼和虾的总称,它们的共同特点是为其它体型庞大的鱼类清除牙缝和鱼鳃里的寄生虫。大鱼得到了清洁,而清洁工鱼则获得了食物,这就是一种典型的互利行为。但参与其中的双方并不是毫无风险,对于清洁工鱼来说,它的最大风险是被大鱼当做食物给吃掉;对于大鱼来说,它也需要防止一些小型的食肉鱼类冒充清洁工鱼进入它的鳃部,狠狠咬下一块肉之后逃之夭夭。

  为了避免这些风险,清洁工鱼进化出了特殊的花纹和游泳姿态,方便大鱼去识别,而大鱼为了躲开诈骗的小型食肉鱼,会选择去有清洁工鱼活动的固定地点做卫生。地点一旦固定,双方又有可以被对手识别的显著特征,那么一个不固定次数重复博弈就顺理成章地形成了,这就是清洁工鱼这种稳定利他行为可以长期存在的根本原因。所以,利他行为并不是一种伪装,它同样被编码进了自私的基因里。

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