例说遗传学与哲学探究路径的反差性

梁愈

摘要：从形式与内容、逻辑顺序与历史顺序、现象与本质三个侧面，阐述了遗传学与哲学在探索路径上的差异性，强调了遗传学的研究有别于哲学。

关键词：形式;内容逻辑顺序;历史顺序;现象;本质;反差性

中图分类号：Q-49 文献标志码：E

哲学是对自然科学的高度概括，哲学与遗传学既有联系，又有区别。哲学的发展离不开遗传学等自然科学的研究与实践，自然科学本身也蕴藏着哲学原理，但在遗传学的探索与实践中与哲学却存在着一定的反差性。

1形式与内容的关系

1.1形式與内容的反差

1866年孟德尔发表的《植物杂交实验》一文，提出了生物遗传的两个定律。他指出了生物性状的遗传是受细胞内的遗传因子控制的。在基因的分离定律中，他归纳出两个结论：

①在一个杂合体中，两个因子彼此独立，不相互影响;形成配子时彼此分离，杂合子中的两个基因是等位基因。

②全部的杂合体产生的两种配子数量相等，两种配子的结合有着同样的机会。在自由组合定律中，他认为，位于不同染色体上的两对等位基因，在形成配子时，同一对等位基因各自独立分离，分别进入到不同的配子中，不同对的等位基因则在同一个配子中自由组合。孟德尔的两个遗传定律加上摩尔根的连锁与互换定律被称为遗传学的三大定律。它是现代遗传学的基石。

从哲学角度来说，形式与内容是紧密结合、不可分离的。内容决定形式，形式是内容的表现，内容与形式是完全一致的。但是在孟德尔的豌豆杂交实验中，可以看到，内容与形式可以是不一致的。例如，基因型为AA和Aa表达的都是高茎，而它们的实质内容并不相同。用遗传学的语言来说，AA与Aa的基因型是不同的，而它们的表现型是相同的，这是不同内容存在相同的形式。在两对相对性状的遗传中也是一样，子二代有9种表现型，对于黄色圆粒的种子来说，基因型为AABB、AABb、AaBB和AaBb的表现型都是相同的，但黄色圆粒种子的基因型却是不同的。以上事实说明了内容可以是不同的，而不同的内容却可以有相同的表现形式。

1.2形式与内容的分离

以上讲的是形式与内容是不一致的情况，后来遗传学的研究发现，形式与内容不仅存在不一致性，而且还是分离的。形式与内容的分离，最突出的表现是形式先于内容。1865年2月8日和3月8日，孟德尔以《植物的杂交实验》为题，在布隆自然科学学会上作了两次演讲，介绍了他从事植物杂交试验的结果，其演讲内容发表在1866年的学会年报上。文章明确阐明了目的，简要地介绍了有关数据资料，得出了简洁、系统、首创的结论。但不幸的是，孟德尔的发现被科学界忽视了。孟德尔将自己的论文寄给了达尔文及两位知名的植物学家克尔纳和内格里。克尔纳对孟德尔的工作没有什么概念，根本没有看到孟德尔的信。孟德尔的信也没有引起达尔文重视。内格里倒是与孟德尔有过一段时间的信件往来，孟德尔在给他的第二封信中，建议内格里重复一下自己的实验。不仅如此，诚心诚意的孟德尔还给内格里寄去了豌豆种子，可惜的是，内格里并没有做这个实验。直到1900年，植物学家德弗里斯、柯伦斯和切尔马克在几个月里先后发表了自己的论文，他们分别独立地发现了重要的遗传定律。但在查找文献时，才知道在19世纪60年代孟德尔早己发现了这个定律。为什么孟德尔的真理被埋没？一个重要的原因是一些重量级的科学家认为，孟德尔的理论太抽象，联系实际差，没有坚实的物质基础。就连美国的遗传学家摩尔根最初也是反对孟德尔学说的，他认为孟德尔的理论没有任何证据证明遗传因子确实存在。他怀疑等位基因会分离，没有什么机制可以解释相对性状的分离：认为孟德尔的理论太多的是假说，因而只有理论意义，不能与现实统一起来。

这就是说，孟德尔首先提出了遗传因子的概念，这个概念对遗传学的发展有着极其重要的作用，对遗传学的发展有着十分重要意义，是对遗传学的一大贡献。那么，遗传因子是什么？它在哪里？它的结构是怎样的？有什么特点？其功能是如何实现的？孟德尔并不知道。因此，遗传因子只是一个没有物质的内容，没有现实基础的抽象概念。从形式与内容的关系来说，遗传因子还是一个抽象的符号，一个没有内容的形式。而这个形式却走到了内容的前面，先于内容存在了。继孟德尔之后，通过摩尔根、沃森、克拉克、威尔金斯、佛兰克林、比德尔、塔特姆等人的工作，才揭示了基因的定位、结构、特性以及功能等内涵。

2逻辑顺序与历史顺序的关系

德国哲学家黑格尔在《哲学史讲演录》的导言中指出：“我认为历史上的那些哲学系统的次序与理论里的那些概念规定的逻辑推演次序是相同的。我认为，如果我们能够对哲学史里面出现的各个系统的基本概念，完全剥掉它们的外在形态和特殊应用，我们就可以得到理论自身发展的各个不同的阶段的逻辑概念了。反之，如果掌握了逻辑的进程，我们亦可从它里面的各主要环节得到历史现象的进程。”从中不难看出，黑格尔是赞成逻辑与历史是一致的观点，他承认逻辑是历史的反应。众所周知，进化论与遗传学有着十分密切的关系，遗传学是进化论的基础。孟德尔从说明物种进化的目的出发，发现了生物的遗传和变异的规律，建立了正确科学的遗传理论，奠定了遗传学的基础。有了这个基础，才能建立起正确的进化论。但是，在遗传问题上，达尔文花费了很多心思来研究解释遗传和变异在生物进化中的作用，提出了一个又一个的理论试图来解释生物进化的机制，却未成功。既然遗传学是生物进化论的基础，遗传学应当产生于进化论之前，但进化论却先于遗传学出现了，这表现为逻辑与历史的反差性。另外，就遗传学而言，各个分支学科的出现也表现为反差性。从历史顺序上讲，孟德尔遗传学是最早出现的，紧接着的是基因论的产生，最后才产生了分子遗传学。从基础性角度看，逻辑顺序应当是：分子遗传学一基因论一孟德尔遗传学。因此，这表现为历史顺序与逻辑顺序的反差性。

3现象与本质的关系

1909年，丹麦遗传学家约翰逊首先提出了基因的概念，他认为孟德尔的“遗传因子”的提法带有小字眼不便于使用。因此，他将“遗传因子”命名为基因。之后他又提出了“基因型”和“表现型”的概念，表现型是基因型和环境相互作用的结果，表现型是具有特定基因的生物体表现出来的全部性状，是可以直接观察到的。

从哲学的角度来分析，基因型和表现型的关系是本质与现象之间的关系。基因型是埋藏在现象中的本质，表现型是本质的外部表现，是本质的现象。但在遗传学中，两者的关系是一个十分复杂的关系。这个复杂主要表现在两个方面：

①基因型不同，表现型不一定不同，基因型和表现型可以不一致，即现象与本质可以是不一致的。以孟德尔的豌豆杂交实验为例，他采用高茎豌豆和矮茎豌豆杂交，以A代表高茎豌豆的基因，以a代表矮茎豌豆的基因，AA的基因型与Aa的基因型不同，但它们的表现型是相同的，即都为高茎豌豆。这是由于高茎豌豆的基因是显性的，矮茎豌豆的基因是隐性的。

②哲学的观点是要通过事物的现象来寻找事物的本质、探索本质。但遗传学家却沿着相反的路径进行，即沿着从本质到现象的路径来进行探索与研究的，或者说从基因型入手来探索表现型。这在遗传学上叫“基因的表达”。因此，遗传学的研究方法与哲学原理中的研究路径是相反的。

那么，有什么事实能够说明遗传学与哲学的研究路径的反差性呢？下面选择两个事实进行简要的概括。一个是“一个突变，一个代谢”，一个是“一个基因，一个酶”。

（1）“一个突变一个代谢”。英国内科医生伽罗德于1901年，在伦敦皇家医学和外科学会上宣读了他观察的4个家系共11人患尿黑酸病的论文。1902年，他报道了患黑尿酸病的10个家系的情况。1908年，他作了题为《遗传性代谢疾病》的报告，宣布了他对黑尿酸病、戊糖尿症、胱氨酸尿症和白化病四种人类疾病的研究结果。他得出的结论是，这四种疾病都是由先天性的酶缺陷引起的，并且显示了一定的家族倾向。他用摄食实验证明：尿黑酸是苯丙氨酸和酪氨酸的代谢产物。如果没有基因突变，尿黑酸经过尿黑酸氧化酶的催化，分解成延胡索酸和乙酰乙酸或转变为褐黄色物质，然后排出体外。若基因发生突变，尿黑酸氧化酶失活，尿黑酸代谢受阻，不能转变为褐黄色物质，导致尿黑酸大量积累，然后随尿液排出。患者尿液与空气接触后变成黑色。伽罗德在他的论文中，用遗传学原理解释了近亲结婚与隐性遗传病的关系。他提出，尿黑酸病是单隐性遗传的，他率先认识到，隐性突变基因的纯合子可以导致代谢障碍。而代谢障碍是由于酶的缺失。酶由基因编码，一旦编码特定酶蛋白的基因发生突变，就会降低酶的活性甚至丧失酶的活性。因此，相应的生物化学反应就不能正常进行。于是就造成了这一反应的底物或前体物质的积累，造成正常产物不足或异常产物出现。

（2）“一个基因一个酶”，20世纪三四十年代，人们认识到，生物的生长发育依赖于一系列的生物化学反应。20世纪初，人们已经知道酶的成分是蛋白质，酶与无机催化剂相比有显著的特异性。1933年，美国遗传学家比德尔和法国遗传学家埃弗吕锡从遗传学和胚胎学相互关系着手，来研究酶和基因之间的关系。他们用朱红眼色和辰砂眼色的两种果蝇的突变基因进行果蝇眼色的移植实验，以研究果蝇复眼眼色形成过程中基因的作用。实验表明，决定果蝇正常眼色的棕色素，由这样的代谢链产生：前体一物质I一物质Ⅱ一棕色素。由于朱红眼色的隐性基因突变，在前体转变成物质I的过程中，产生了代谢障碍。当然他们不知道这些物质是什么。

1940年，比德尔和英国生物化学家塔特姆合作，他们改变了实验材料，将实验材料果蝇替换为红色面包霉，其效果特别理想。他们创立了研究基因控制代谢的新途径。其工作的主要步骤是：

①诱变，利用x射线、紫外线或其他实现或药物，对红色面包霉进行诱变处理，目的是产生突变体;

②培养，经过射线处理的孢子分别放入完全培养基（野生型和突变型都能够生长）中，使它們长出菌丝：

③检验出突变型，将上述生长出来的红色面包霉接种到基本培养基上，若不能生长（野生型能生长），说明孢子发生了突变。

然后通过营养成分的补充，进行探究性测定，找出哪一种或哪几种补充物质能够使突变体生长，从而确定它属于哪种突变型，也就是哪种营养缺陷型。选择的培养基为特定突变体提供了代谢所必须的，但其本身不能合成的物质。因此，为了鉴别不同的缺陷型，就必须将突变体放入添加了某种氨基酸的基本培养基中;如果能够生长，说明这种氨基酸正是这种突变体所缺乏的物质。也正是基本培养基所必须添加的物质。比德尔和塔特姆依据自己的实验和对生化突变型的分析，认识到一个基因的功能相当于一个特定的酶，一个基因突变就会影响一个酶的活性。因此，1941年他们提出了“一个基因一个酶”的假说。这个假说揭示了基因的基本功能，确认了基因的功能是通过控制酶的作用，从而决定了生物的性状。

综上所述，遗传学家从研究基因的功能开始，到发现基因与代谢受阻的关系，然后又发现基因与酶的关系。正常代谢是生物生长发育的必要条件，生物性状是在生长发育的过程中表现出来的。总之，生物的生长发育是一个基因型转化为表现型的过程。遗传是发育的基础，发育是遗传的实现。