获得性遗传的前世今生

2015-07-13林子明

海峡科学 2015年12期

林子明

获得性遗传的前世今生

林子明

福州市耀隆化工集团

该文简述苏联伪科学代表李森科的发迹史，由李森科分析获得性遗传的前世今生。获得性遗传最初获科学界承认，后被否定，今又临重新审视并承认，争议尚未结束。该文认为，正是由于达尔文进化论在解释生物进化上遇到困难，给获得性遗传的重生造成契机。文中所举例子均涉基因主动适应环境的定向突变。主动适应环境的基因定向突变不限于细菌，在非常时刻，也适合环境剧变下的高等动物，这可以解决达尔文进化论的解释困难。达尔文进化论要向新的高度发展，需要与获得性遗传互补。

获得性遗传达尔文进化论基因突变

1 祸起春化实验

1929年，苏联一个名叫李森科的农技员得知，他的父亲去年埋在雪地里过冬的大麦种子，用在今年春天播种，结果意外地取得了好收成。这件事引起了他的注意，据此他提出了作物栽培的“春化理论”。他先是受到苏联农业科学院院长、世界著名遗传学家瓦维洛夫的重视。瓦维洛夫无微不至地关怀他，拨款支持他的试验，要求农科院在全国各地的实验站推广，帮他设立专门研究所，推荐他参加遗传学、育种学的学术会议，提名他作为科学奖金和苏联科学院通讯院士的候选人……接下来斯大林也注意到了这个年轻人，三天一指示，大力培养。春化实验还在进行，李森科已经扶摇直上，不到十年，竟成为掌管苏联农业、苏联遗传学的最高负责人……下面的事地球人都知道，李森科恩将仇报，上演了一幕现实版的“农夫与蛇的故事”。瓦维洛夫原要为国家打造栋梁之才，却不料造出一个科学界头号政治杀手。李森科主政苏联农业科学那几年，正逢斯大林1937年、1948年两次大肃反，三大科学界（农学、生物学及其分支遗传学）被李森科一伙整得一蹶不振，其中遗传学界更是重灾区中的重灾区。这里我们摘引方舟子一段对当时历史的评述，科学泰斗瓦维洛夫1943年在监狱中饿死。“他的死标志着遗传学在苏联的终结，从那时到现在，苏联、‘独联体’没有出过一位值得一提的遗传学家。大批遗传学家先后被逮捕，有的被处决，有的死于狱中。如果不是因为德苏战争爆发而转移了苏联政权的注意力，苏联遗传学家们早已被赶尽杀绝。”后人评述，苏联粮食产量为什么几十年一直不能提高到沙皇时期的水平，一是因为暴力农业集体化，二是不懂得应用世界各国早已推广的遗传育种技术，如多倍体、自交系、辐射育种等，这其中，李森科难脱其咎。

一切都是从“春化法”开始，这个“春化”到底是何方神圣，直至把苏联农业科学搅得如此凄惨？

“春化”，就是让作物——例如小麦、大麦、甜菜、马铃薯、玉米的种子，下种前放在冷冻、潮湿的环境中搁置一段时间，然后种植。这没什么奥秘，同西方那些复杂的分子生物学实验相比差太远了。这样做难道就能提高产量？

当时有人对“春化法”这样解释：湿润种子并加以冷冻，等于强制种子脱离休眠状态而进入发芽准备，作物的生长期无形提前了，收获季节的霜冻可以躲过，所以“春化”的功能主要是“保产”而不是增产。但李森科对此另有一套解释。

这里要提到李森科一个根深蒂固的观念：环境可以锻炼生物，生物从环境锻炼中获得的性能，可以遗传给下一代。所谓“春化”，不是“春化”，那是“挨冻”锻炼。还可以有别的锻炼。“我们已经可以通过定向改变环境而快速改变生物体的性质”（李森科语）。坚持锻炼好几代，新品种诞生，那时就不需要锻炼了。事实上，李森科不但做春化试验，还做“燕麦变小麦”、“小麦变黑麦”、“春小麦与冬小麦互变”的试验，还宣扬自然界存在“松变白桦”、“松变云杉”、“榆树变槐树”等惊世骇俗阙词，宣传此类观点的长篇论文《科学中关于物种的新见解》（1950年）、《农作物遗传性定向变异的理论基础》（1963年）竟然能够得到最高领袖斯大林、赫鲁晓夫的高度评价。

可是西方科学家按捺不下了，他们纷纷发声：“你胡搞些什么呀？你这一套不就是‘获得性遗传’吗？它早在50年前就被抛到科学垃圾堆中去了！”

2 “获得性”不能“遗传”

生物在环境影响下后天获得的“性状”（外形特征、器官特征、行为特征等）叫“获得性”。生活中我们常看到，某人炼冬泳，把身体炼耐寒了；某人练举重，把肌肉练强壮了；某人经常打篮球，把个子练高了，这就是“获得性”。“获得性”能不能传给下一代呢？法国科学家拉马克讲过一个家喻户晓的科普故事，长颈鹿本来脖子并不长，就是普通的鹿，因为几百万年前草原的草变少、树增多，为了活命，长颈鹿只得拼命踮脚尖、硬伸长脖子去吃树上的叶子、一代代挣下来，就把脖子挣长了。后来奥地利的孟德尔、摩尔根、德国的魏斯曼等人通过遗传学实验得出结论，生物的遗传性状取决于染色体内携带的遗传物质（孟德尔称为“遗传因子”、魏斯曼称为“种质”、摩尔根称为“基因”），亲代受控于遗传物质的性状，子代能够遗传；而亲代受环境作用（比如锻炼）产生的性状，子代不能遗传。通过冬泳、举重炼出的耐寒素质、强健体能等，影响不到遗传物质，子代一点继承不到。同理，李森科搞的那些试验，即使真让作物获得抗寒性能或高产性能（后来证实没有效果），下一代作物也无法继承。魏斯曼曾经做过一个实验：将雌、雄老鼠尾巴切断后，让其互相交配来产生子代，而生出来的小鼠都有尾巴。再将又切断尾巴的子代互相交配产生下一代，再生下来的老鼠也仍然有尾巴。他一直重复这个实验一直至第二十二代，其子代仍然是有尾巴的。由此初步否定了后天获得性状能够遗传。

1953年，克里克（英国物理学家）、沃森（美国生物学家）发现DNA的结构，这是20世纪人类科学具有里程碑意义的重大事件。DNA是地球所有生物共有的遗传物质。它是一个大分子，有两条长长的互相缠绕的链，链上有千千万万个核苷酸（种类有4种），可以排列变化无穷的不同序列。科学家发现，在DNA长长的核苷酸序列中，有一些特殊的片断，它们像是被编码的，能指挥制造氨基酸，合成蛋白质，直到完成组织器官的制作。它们被冠以各种名称，如“DNA有意义的片断”、“DNA的编码片断”、“携带遗传信息的DNA片断”、“具有指令功能的DNA片断”。其实片断来片断去，它的正确学名就叫“基因”。

基因拴在DNA链条上，是怎么做到指挥制造氨基酸合成蛋白质等等呢？原来，它把自己作“模版”，在链外复制自己的单链拷贝——RNA，RNA代替基因到指定位置指导蛋白质的合成。

由于蛋白质是组成生物体的重要成分，生物体的性状主要是通过蛋白质来体现的。因此，基因对性状的控制是通过RNA控制蛋白质的合成来实现的。

有趣的是，合成蛋白质，有的一个基因就能指挥，有些则需要非常多的基因配合，甚至在不同时间配合。比如，在什么地方合成蛋白质，合成什么蛋白质，什么时候开始，什么时候停止（否则生物体长成怪物了），这都需要很多基因通力合作。但高级动物的DNA上，大部分都是没有意义的核苷酸排列，能作为基因使用的编码片断不是很多（人类DNA序列上只有1.2%片断是基因）。基因与基因之间，隔着长短不等的“非编码DNA”，这时如何拷贝RNA呢？难道把“精华”、“糟粕”都拷下来？不是，RNA“懂得”剪接。它拷下全部序列，再将“非编码DNA”剪除掉，再拼接。这样首尾相接的，就是有意义的指令组合了。

打个比方，RNA是可以在细胞环境中自由行动的“代基因”，它是基因的“信使”，代行基因的功能①。

1958年，DNA的发现者克里克提出“分子中心法则”——分子层面有信息从DNA流向RNA，RNA流向蛋白质的渠道；没有反向流动的渠道②。他这样解释，因为核酸（DNA、RNA）和蛋白质的分子结构完全不同，在核酸分子之间的生命信息传递通过碱基配对而实现。但从核酸到蛋白质的信息传递在现存生物细胞中都需要通过一个极为复杂的翻译机构，这个机构是不能进行反向翻译的。如果需要使信息从蛋白质向核酸转移，那么细胞中应有另一套反向翻译机构，而这套机构在现存的细胞中是不存在的。这意味着外界信息可以影响蛋白质，但影响不到RNA，更影响不到DNA，更谈不上引起基因突变。“分子中心法则”基本上宣告了获得性遗传寿终正寝。

获得性遗传被驱逐出科学大门已经几十年了，但近年来，新的科学事实不断被发现，“获得性”好像又有了进门资格，我们已经听到了它在“门外”的阵阵“敲门声”。

可是许多次“敲门”不是它自己敲的，是达尔文进化论（以下简称“进化论”）义务替它敲的。

进化论的中心内容是什么，许多人会回答“物竞天择”，即“个体变异，自然选择，优胜劣汰，适者生存”。这自然正确，但除此之外，进化论还有一些叙述，是达尔文本人反复强调的。在《物种起源》一书，达尔文写道：“如果有人能证明所有存在的器官不是由无数的、渐进的、微小的变化而来，我的理论就彻底崩溃了。”而20世纪进化论最坚定的捍卫者、英国生物学家道金斯说：“进化是一个试错的过程。”正是这些过分的强调，把进化论推入尴尬的处境。

3 说不尽进化论

3.1 化石

没有过渡动物的化石。举例来说，在蝙蝠和它的鼠鼩样的祖先之间应该有过渡动物，在鲸鱼和它的羊驼样的祖先之间也应该有过渡动物。可是至今找不到显示是过渡动物的化石。从大的方面说，细菌类进化到海绵类，海绵类进化到鱼类，鱼类进化到两栖类，两栖类进化到爬行类，爬行类进化到哺乳类，更应该有许多过渡动物。可是自达尔文逝世后100年来，六大类动物化石不断发现，应有尽有，寒武纪前连细菌都有化石留下来，寒武纪中的软体动物甚至连肠道、肌肉都完整保存下来；可是古生物学界没有发现过中间动物的化石。要打破这个困局，其实有个简单的方法，那就是承认地球生物有过几次“跳跃式”的进化过程，但是承认“跳跃”，就得面对生物基因突变问题，整个化石断层，说明不是小范围、个别的突变，而是大范围、整体的突变。地球生物基因为什么会“整体突变”？唯一解释得通的原因就是环境发生了剧变，于是你不得不承认环境能够影响DNA（尽管机制未探明），这也等于承认获得性遗传是客观事实。

3.2 眼睛

5.44亿年前（寒武纪以前），地球只有单细胞动物和少量的低等多细胞动物，这些动物没有眼睛，只有感光斑。5.43亿年前，伴随寒武纪生命一声爆炸，几十个门类的复杂动物“涌了出来”，其中有6个门类的动物突然进化出了复杂的眼睛。

眼睛包括几十种精密、细微的生理结构，“……光线首先通过眼睛外面的防护层角膜，再穿过自动调节的瞳孔，到达自动控制的晶状体，晶状体将光汇聚在视网膜后，视网膜上一亿三千万视锥细胞和视杆细胞产生，将光信号转变为电脉冲，电脉冲通过视神经以惊人的速度传向大脑……”③

眼睛包含几十项错综复杂的生理机能，“……光子投射到视网膜上，使紧贴视网膜的视紫红蛋白形状发生变化，从而形成变位视紫红质，变位视紫红质因一种被称为激酶的蛋白而产生化学反应，经过化学变化的视紫红质，又与一种阻导蛋白相连以防止视紫红质产生更多的传导蛋白。在这个过程中，任何一种变化都是以后变化的原因，也是以前变化的结果，缺少其中一项，我们的眼睛就什么也看不到了……”④

眼睛数量众多错综复杂的生理机能、细密精微的生理结构，能否依靠“无数的、渐进的、微小的变化”进化出来？不能。很简单，“无数的”进化，只有最后一次才有清晰的视觉，高等动物不是细菌，可以靠雾蒙蒙的视力生活在漫长的岁月中！要解释“眼睛疑难”其实也很简单，那就是承认眼睛从无到有经历了一次突然进化（寒武纪开始的那100万年），可是眼睛为什么突然进化，而且遍及到各个动物门类？除了用当时生物的基因发生了突变，没有任何别的原因可以解释。眼睛归根结底也是基因的“制造物”。高等动物涉及“造眼”的基因可能达几百上千，它们早不变晚不变，寒武纪那100万年就突变了。唯一能解释的原因又是环境，实际上地球多次生命爆炸、生物涌现（寒武纪是其中最大的一次），都伴随着前头环境剧变在先。不是冰川降临，就是火山频频爆发，或者小流星撞击。在非常的时刻，环境引发生物基因突变，等于说，在非常的时刻，存在获得性遗传这个事实。

3.3 寄生虫

有种叫“刺血枪”的微小的肝吸虫，一生充满了艰辛和神秘。首先，它是羊肠中的一粒小不点的卵。这卵粘在羊便上被排泄出来，被一种专喜欢吃羊粪便的蜗牛吃掉。在蜗牛腹内，这些卵会孵化成幼虫。但是肝吸虫幼虫无法在蜗牛腹中长大，回到羊肚子中生活是它们最终的目标。现在蜗牛将幼虫排泄出来了，这次，它们的外表包着一层粘乎乎的东西，一些早就守候在蜗牛身边的蚂蚁匆忙吞掉了这团东西。这些蚂蚁认为蜗牛粘乎乎的排泄物是不可抗拒的美餐。被蚂蚁吃掉后，刺血枪的幼虫们开始分工，一路（主力队伍）开拔至蚂蚁的肠内在那里耐心等候，一路（特遣队）进入蚂蚁的头部感染蚂蚁的大脑。脑部受感染的蚂蚁会干一些糊涂的事，这种事头脑清醒的蚂蚁决不会去干：黎明时分它们会爬到一种草叶的顶部凝望满天星星，这种罗曼蒂克对肝吸虫家族的生命延续太重要了！因为黎明正是羊吃草的时间。羊本来是不吃蚂蚁的，但羊却十分爱吃这种草叶，……肝吸虫终于又回到羊肚子中来了，一首繁杂的交响曲磕磕碰碰总算演奏到了终曲。肝吸虫幼虫们在羊腹中慢慢成熟，交配，产卵，接着重新开始这个精致的生命循环⑤。

让我们多花点篇幅谈这个肝吸虫。因为它太有趣了。有人说这有什么神秘？受生物本能指使而已。其实，最神秘的地方正是“受本能指使”。本能是什么？本能就是不经大脑指挥，生而知之。让我们从动植物的“行为基因”讲起。1970年代，科学家发现了DNA链上的一种基因，叫“行为基因”。在行为基因调遣下，很多低级动物能作出模式化的复杂行为，这就是所谓“本能”。按本能行动的动物，就像被线牵了的“提线木偶”，而“提线人”，就是行为基因。简单本能如动物求偶、鸟类迁徙、鱼类洄游、蜜蜂舞蹈指示方向等等只需少数行为基因调遣，复杂本能就可能需要非常多的行为基因控制，像肝吸虫，既会轮番让羊、蜗牛、蚂蚁吞食，又会兵分两路感染蚂蚁大脑，让它患上精神病，黎明时分还爬上草叶看星星，如此错综复杂，必须有多少行为基因联合控制？

没有资料说肝吸虫（包括其它生物）的那些负责制造蛋白质的基因也能充当行为基因。尽管个别的可能会兼职⑥，行为基因主要是独立的另一系列。有学者称，实验表明，DNA序列中那些长长的“非编码序列”，隐藏了许多行为基因。“非编码序列”并不是真的“非编码”⑦。

今天达尔文进化论与时俱进，已经发展为“新达尔文主义”。新达尔文主义有个观点，自然选择不是选择生物个体，不是选择生物群体，不是选择生物种群，而是选择生物的基因。生物适者生存，其背后是基因适者生存。新达尔文主义的生物进化没“生物”什么事，它下的定义是：基因突变+自然选择=生物进化。

因此，不论什么基因，一样接受自然选择的“鉴定”，一样经历进化路线。让我们假想一次这样的场景，我们向肝吸虫的小小行为基因发出“达尔文之问”，其问答情况可能是这样：

我们：你们是进入肝吸虫之后，开始“渐进的、微小的、试错的”进化呢，还是在进入很早之前，就已经开始“渐进的、微小的、试错的”的进化？

基因：我们没有在进入之前微小进化，我们也没有在进入之后微小进化，我们是进入肝吸虫那一刻，一步到位，整体突变！”

我们：为什么不按“微小”的进化？万一突变错了呢？进化论的“试错”路线不是更稳妥？

基因：唉！你这人真不开窍，让我来给你们描绘一下“试错”会出现什么场景好吗？注意看下面，“行为基因”就是说我。

行为基因已经进入肝吸虫体内了，它刚开始进化，功能不全，“线”牵错了，结果肝吸虫没进入羊的身体，进入马的体内去了，粘着马粪的它，蜗牛不爱吃，于是……肝吸虫绝种了。

现在行为基因又进化一点了，功能仍然不理想，“线”还是牵得不好，有点进步，肝吸虫倒是进入羊的身体了，但它不去感染蚂蚁的大脑，却去感染蚂蚁的触须、四肢（六肢）、肠道、皮肤什么的……试错嘛，这愚蠢的行为害得肝吸虫当场绝种，根本没有改错机会。

行为基因继续进化，“牵线”的本领高了一点，这次肝吸虫“懂得”要感染蚂蚁的大脑，但不懂得要“兵分两路”，幼虫大多跑到蚂蚁的大脑，剩下的则在蚂蚁体内乱跑，蚂蚁被折腾死了，于是……肝吸虫又绝种了。

行为基因还在进化，功能更全了，也懂得兵分两路，也懂得感染蚂蚁大脑了，但“药物的成分掌握不好”，结果……蚂蚁半夜就起身，半夜2点爬到草叶的顶端，还有的晚上8点、有的早上9点、有的中午12点……，总之没有一次对，都不是羊吃草的时间，于是肝吸虫……又绝种了。

这个名单要多长就可以有多长，可以弄到宇宙天荒地老。

以上三个例子（化石、眼睛、肝吸虫），用逻辑分析，最后的结论都是进化只能是跳跃式的。微小的进化不可能，要么绝种，要么器官不能用。也许达尔文进化论该解释的是“演化”！进化的正途是“跳跃”。当然这些暂时只是逻辑推导，获得性遗传能不能被承认，最终还得需要科学实验。

4 那些证实“获得性遗传”的实验

4.1 草履虫遗传实验

草履虫表面有一种特异蛋白质，并且只能有一种类型的特异蛋白质。如果提高草履虫的生长温度数小时，再恢复原有温度，可使特异蛋白质转化为另一种形式的特异蛋白质，新形式的特异蛋白质可以代代遗传下去⑧。

4.2 枯草杆菌遗传实验

枯草杆菌依靠细胞壁来维持它的杆状性状，当将细胞壁去除后，在特定的生长条件下，它们就会变成大小不等、形状各异的无壁细菌体，这些无壁细菌体不但可以继续繁殖，而且其后代也是无细胞壁的⑨。

4.3 蓝绿藻遗传实验

蓝绿藻是一种具有生物固氮能力的植物。它的固氮酶由H、D、K三种基因组成。在通常情况下，D、H两个基因靠在一起，而K基因与它们之间则隔着一段由12000个核苷酸组成的DNA（脱氧核糖核酸）序列。当环境没有氮源时，它的DNA上的这12000个核苷酸会被切下，“使K、D、H基因紧挨在一起形成一个独立的操纵子，此时固氮酶就开始显示活力，蓝绿藻体内的生物固氮‘机器’才开始运转。”⑩

类似的还有“骈连体遗传实验”、“眼虫藻色素体遗传实验”、“噬菌体传导遗传实验”等。以上实验从不同角度证实了获得性能够遗传。但是意义（至少笔者这样认为）并不是特别重大。具有重大意义的是以下这几个实验：

4.4 凯恩斯实验

1988年（之前），分子生物学家凯恩斯设计了一个奇妙的实验。他们选择一种有缺陷的大肠杆菌菌株，该大肠杆菌由于分解乳糖的基因有缺陷，不能利用环境中的乳糖作为食物，必须供给其他种类的糖才能使它们正常地生长和繁殖。这种大肠杆菌的每一代都有同样的缺陷。不过，这些细菌也存在通过偶然突变让基因恢复分解乳糖功能的可能性，但频率很低。凯恩斯将大肠杆菌分成几组，分别放入只含乳糖不含其它糖的细菌培养基中，放置时间是：当天放，一天以后放，二天以后放，三天以后放……246a

奇迹出现了，细菌刚开始时奄奄一息，随着时间过去，少数细菌开始活跃，说明这部分细菌发生了突变，接着是更多细菌开始活跃，对比各个培养基，越早与乳糖接触的，246a突变的细菌出现越多⑪。

4.5 细菌的天然的基因工程

1994年，另一些分子生物学家，仍然用大肠杆菌放在乳糖培养基中做实验，这次大肠杆菌不是分解乳糖的基因有缺陷，而是根本失去了这个基因。但它还有自我挽救的余地，在它的质粒上，有一段利用乳糖的基因。不过不幸的是，质粒上的这段基因中间多了一个碱基，使基因实质上处于无效状态。

如果细菌能把这个碱基给删除掉，那它就能活下去。但删除掉碱基的基因往往会产生负面作用（等于发生基因突变了），影响细菌的生理功能，甚至造成死亡。所以，凡是出现了删除的地方，细菌往往又会调用专门的蛋白质工具设法把它们给补齐。删除工作基本上是随机进行的，而且修复也是随机的，带有很强的偶然性。也就是说，既要设法删除掉多余的碱基，又要尽力阻止细菌的修复系统不要再把被删除掉的碱基给补齐。这两者都“太难了”。“但细菌就真的做到了。它们利用自己天然的基因工程技术，启动复杂的基因重组程序，其中涉及一系列的重组蛋白，最终成功地把那个多余的碱基删除，然后再在那个位点降低修复工作的效率，或者不修复，这样就得到了能利用乳糖的正常基因！”整个细菌因此活了下来⑫。

4.6 “互救信息”增强细菌的抗药性

细菌受针对性的抗菌素作用一般情况下全部死亡，但用的次数多了，个别细菌会发生突变，获得抗药性，这部分细菌就会繁殖开来，取代原来无抗药性的细菌。

但《科技日报》报道了这样一个事实：细菌的抗药性与其它细菌的“教唆”有关。“数学物理学家艾伦·帕森斯和生物学家理查德·西尔在实验室中分别培育了两个细菌群落，一个置于普通的营养物中，另一个置于含抗生素的食物中，在两个群落中间用一道塑料屏障隔开。在实验过程中科学家观察到，最初，接触抗生素的细菌开始死亡，但是几个小时后，这些奄奄一息的细菌又逐渐恢复活力。他们发现，这种现象只有在空气流通时才会发生，而当两个群落之间完全隔离开时（原文如此，可能指搬开或用更严密的屏障隔离），接触抗生素的细菌将完全死亡。为此他们猜测，这些细菌可能是利用散发到空气中的分子相互沟通的。”⑬

4.7 贝利·海尔的研究发现

2002年9月，美国《分子进化杂志》刊登了洛克菲勒大学分子进化学家贝利·海尔（Barry Hall）的发现。“贝利·海尔和他的同事通过比较不同细菌株系中OXA β-内酰胺酶基因的序列重建了这个基因家族的进化史。”OXA β-内酰胺酶基因是这样一种基因，它对消灭沙门氏菌和葡萄球菌的抗菌素有抗性。“研究人员发现，这些基因是分三次独立的时机跳到质粒上的。用随时间推移自然发生的遗传变异的数目来估测这三次事件何时发生，研究人员确定，其中两次转移发生于几百万年前。”⑭

几百万年前！那时候没有人类更没有抗菌素，细菌是怎么“预见”几百万年后人类会发明针对它的抗菌素，因而提前准备了抗性基因。

这真是“提早的获得性遗传”！不过也未免提得太早了吧。

以上七个实验都从不同角度证实了获得性遗传，为什么说前三个没有重大的意义，而后四个意义特别重大呢？倒不是因为草履虫等基因没有发生突变（后面的蓝绿藻、眼虫藻、噬菌体等都有基因突变），不是严格的获得性遗传。而是因为这些都是单细胞生物的实验，对解释高等动物的进化没有帮助。

就算高等动物也像眼虫藻一样基因发生了突变，那又怎么样，它从此就有了新性状？或者，它从此发展成一个新种？

1968年，日本遗传学家木村资生提出基因突变“中性理论”。“中性理论”的主要观点（或说发现）是：（1）生物的基因发生突变是极罕见的现象（2）如果发生了突变，其中绝大多数的突变既无益，也无害。（3）在极少数有害或有益的突变中，有害的突变个数要超过有益的突变个数。

有了木村“中性理论”，进化大部分成了扔骰子的事，原来是“适者生存”，现在变成“幸运者生存”。有人说达尔文进化论面对的最大难题不是化石断层、眼睛怎么形成等等，而是中性理论。

为什么这么说呢？细菌、单细胞生物“不怕中性原理”，它的基因无论发生什么突变，无论发生的个数是多么稀罕，它都有后代把突变继承下去，靠分裂它就能繁殖后代。这时自然选择就来帮助它了。如果它的突变是适合生存的，它的种群会越来越扩大，而其它没突变的种群就被淘汰了。

可是高等动物没有这种幸运，它遇到“配偶困难”。突变发生率是那么低，其中有益的突变又是“低中之低”，再找一只同样发生“有益突变”的配偶更是低上乘低。假设非洲有100万只猿，其中一只雄猿某天什么基因发生了突变⑮，束缚声带的什么韧带从此变松了，它突然有了讲话能力，这是天大的“有益突变”。可是这有什么用？除非雌雄双方DNA的同点基因发生同样突变，才能让下一代继承这种基因突变。它要到哪里找“发生同样突变”的雌猿作配偶，好把讲话能力（不是现实的讲话能力，是潜在的讲话能力）遗传给下一代？也许亚洲某个山谷正有一只这样的雌猿，它怎么碰得到？⑯中性原理和“配偶困难”⑰使有益的基因突变没有机会积累（眼睛进化同样遇到这个问题），那怎么为高等动物增加新性状，怎么形成新种？⑱

因此才说后四个实验意义重大。凯恩斯实验、细菌的天然的基因工程实验都显示，基因在环境压力下不是盲目随机突变，而是主动做出适应环境的定向突变。

如果本文4.4、4.5小节实验显示基因在适应环境上有“主动”的一面，那么在4.6、4.7小节中，这个“主动性”又在提升了，基因会“互相联络”，基因还有“预见性”。

我们不得不用“智慧”一词解释上述这些实验现象，明知说下去就有陷入“李森科萨满教”的危险。可是如果这不是智慧，那什么才叫“智慧”？

可是这一切跟解释高等动物进化、化石断层、眼睛形成等等有什么关系？关系是这样的，既然全世界的基因都一样⑲，如果细菌的基因能感受环境的压力（抗菌素等等），高等动物的基因一样能。如果细菌的基因能主动做出适应环境的定向突变，高等动物的基因一样作出。这里的前提必须真正的环境压力。当全球面临冰川降临、全球火山频发、小流星撞击地球时，高等动物的基因就在“短时间”定向突变了。非常时刻的基因突变甚至涉及全球生物圈。这时“中性原理”就失效了。“配偶困难”也不存在了。鱼类到两栖类，爬行类到哺乳类的进化等等，可能就在那时突然发生，匆匆结束。

5 结论

（1）获得性遗传只有在真正环境压力下才发生。

（2）达尔文进化论解释种内演化还是正确的，比如为什么海岛上都是短翅膀昆虫（海风把长翅膀的昆虫都吹到海里去了，短翅膀的昆虫更容易传宗接代），为什么工业地带的飞蛾都是黑色的（浅色的容易被天敌发现，黑色变异的飞蛾更容易传宗接代）。但不适合解释“跨种”进化。达尔文进化论的进一步发展，需要与获得性遗传互补。

（3）获得性遗传被“平反”了，那李森科不是“对了”？否！获得性遗传与李森科犹如“化学”与“炼金术”之别。撇去他是恶人这一点，他搞的那一套都是人为的假的环境压力，对基因没有作用。正如上文四个重要实验显示，基因能“感受”，有“预见”，而且“互相联络”。当然这些用语只是“临时用语”，将来如何用科学的语言代替这些“临时用语”，有待未来科学的发展。

注释：

①这只是比方。尽管通过碱基配对，但不是双链那样的配对。RNA和DNA的化学结构还是有小差别。其一，RNA核苷酸的氢氧根没有脱氧，而DNA核苷酸的氢氧根脱了氧，其二，RNA含有碱基有三个与DNA相同，一个是DNA没有的。物理结构上，DNA序列含几亿几十亿核苷酸，RNA序列只有几百几千核苷酸；DNA是螺旋形双链，RNA是直链、单链，区别较大。

②通过“逆转录”机制，信息可以从RNA传向DNA，病毒感染人体走的就是这条路线。

③马中：摘译美国《读者文摘》（刊于上世纪80年代《科学画报》）

④网文：博学于文，作者：筑思以行，2009-06-25。

⑤娜塔莉·安吉尔（美），《野兽之美》，时事出版社，第131页。

⑥比如基因在决定植物花型的构造时有所谓“ABC模型”，即A基因只决定萼片，A基因和B基因同时作用决定花瓣，B基因和C基因同时作用决定雄蕊，C基因本身决定表皮。

⑦任扶摇. 我们身上的绝大部分DNA都是垃圾吗？[N]. 纽约时报 2015-04-11。

⑧此例草履虫的突变性状能遗传，但DNA结构没有改变，不算严格的获得性遗传。

⑨此例枯草杆菌的突变性状能遗传，但DNA结构没有改变，不算严格的获得性遗传。

⑩蓝绿藻以及下例噬菌体等DNA结构都有改变，且突变性状能遗传，符合严格的获得性遗传的定义。

⑪《生物进化的新线索》，张尚宏编纂，湖南教育出版社，1997年版，第87-92页

⑫、⑭《进化论的重生》，文/洪尘无迹，天涯社区2013年4月6日

⑬《科学家找到细菌抗药性原因——细菌之间能传递“互救信息”》，《科技日报》2013年4月29日