Tuesday 28 April 2009

书评:进化-上帝是基因工程师

书评:进化-上帝是基因工程师

(评论比希2007 年的书 《进化的边缘,寻找达尔文主义的局限》)
作者: 郗恩 卡洛;发表于《科学》杂志 2007年316卷。
傻蛋吞椰酥 翻译并简评。2009-03-19。
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Book Review:
EVOLUTION: God as Genetic Engineer
Sean B. Carroll
Science 8 June 2007: Vol. 316. no. 5830, pp. 1427 - 1428 DOI: 0.1126/science.1145104
*freely available at http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/316/5830/1427

The book reviewed:
The Edge of Evolution The Search for the Limits of Darwinism by Michael J. Behe Free Press, New York, 2007. 331 pp. ISBN 9780743296205.
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“主将他交在我手里。”

据称这是达尔文的知己和忠实盟友托马斯赫胥黎在那场经典的1860年牛津辩论上,起身利用主教撒母耳-威伯福斯自己的话来反驳他对达尔文理论的批评时, 对同事的一句耳语。这也是我读比希《进化的边缘,寻找达尔文主义的局限》一书时,大脑里最先跳出来的一句话。比希在书中详细明确的宣布了新一系列的达尔文进化论的局限。然而他的这些断言是如此的构思奇拙和不堪一击,以至于无意中帮了批判者的大忙。

在《达尔文的黑匣子,进化的生化挑战》中,比希推出了特定生化系统“不可简约的复杂”概念,说它们不可能按达尔文的机制逐步进化来,因而是智慧设计的。从这本早些的书开始,比希就是智能设计运动的关键人物,包括他在2005年丹佛教案作为被控方的“明星”证人。尽管他发表了证词 -- 或者应该说,由于他说的一部分话,智能设计被判定为宗教概念,在公立学校教授智能设计违宪。

里海大学生化教授比希的听众是各式各样的创世论者。他们认为达尔文进化论不符合他们的宗教信条,而比希的论断是“科学”的验证。很明显,这本新书的主要读者也是这批人,但他们会发现书中有一些令他们非常不快的地方。例如比希明确承认随机突变和选择是种内和亲缘关系密切的种间多样性的原因(不承认这适用于高端物种,如脊椎动物)。他象以前一样接受地球四十五亿年的事实,并承认我们与黑猩猩有共同祖先。这当然不能被一些教派阵营接受。

比希还探讨了分子水平的进化例子,包括对人和疟原虫在几千年里不断演化的“堑壕战”的详细探讨。所有这些都是达尔文进化论能解释的范围,那么毛病出在哪里?

问题就在于比希断言的进化论不能解释的地方:那些比让人类能对抗疟疾或使疟原虫逃过我们对付它的药物的“更复杂” 的变化。比希的主要论据基于蛋白质演化和蛋白质相互作用,然而他完全忽略了与这个错误论断直接矛盾的海量实验数据。麻烦的是,这些错误是外行,哪怕是一些不熟悉分子生物和进化遗传学的科学家难以发现的。会有人受蒙蔽。我的目的是挑出比希所谓超出进化论范围的关键论证中的根本错误,为读者提供这些论据明显被进化论解释的文献。

比希的主要错误在于贬低自然选择累加作用的威力, 这个累加作用体现在物种特性或分子逐级由一个稳态经中间体进化到另一个稳态的过程中。比希正确的阐述了在大多数物种中同一个基因上两个特定位置同时产生适应性突变是几乎不可能的,然而蛋白质功能的改变一般包含两个以上的位点突变。但由此跳到结论说这种多重氨基酸 置换(*在自然选择下)不能发生,就是毫无道理的。每一个氨基酸置换会多少影响蛋白质的功效,自然选择可以在每一次置换时发挥作用,所以蛋白质功能的改变可以由单一置换串行累积而来。

比希不情愿地说,只有罕见的几种突变可以逐一累计而提高个体的生存率。罕见?这明明是进化的日常行为!举几个蛋白质分子累计选择性多点变换的例子:蛇对河豚毒素的耐受性,动物外观颜色变化,细菌对头孢氨噻肟的耐药性,以及疟原虫对乙胺嘧啶的抗药性。比希对最后一个例子的详细阐述中明显漏掉了这一点。

比希缺乏对分子和特性进化中任何定量方法的兴趣。他看来是在用定性的方式解释蛋白质功能,好像蛋白质结合和催化作用只不过是一个广谱的亲和力和速率而已。因此他没掌握蛋白质进化出新功能的突变途径的实际基础。

这种非定量思维致使比希在蛋白质相互作用方面犯了第二个致命大错。他长期关注蛋白质复合物的进化,或者干脆说,“不能进化”。他辩称进化出一个新的蛋白质间结合位点已是几乎不可能的,仅三个蛋白质分子的复合体更是超出了进化的边界。但是比希的论证建立在他对蛋白质相互作用毫无根据的要求上。他坚称,仅仅考虑一种蛋白结构(抗体结合部),五到六个位点一次同时改变才能形成蛋白分子间的恰好结合,因此这种结合不可能进化而来。数量巨大的实验资料可直接否定这一说法。成沓的被仔细研究过的细胞蛋白质家族(激酶,磷酯酶,蛋白酶,衔接蛋白, SUMO修饰酶等.)依靠短肽片断识别来发挥功能,而片断里只有两到三个氨基酸残基是关键的。成千的这种可逆结合建立了维持细胞生理功能的蛋白质网络。

很简单算一下就知道这些片断很容易在随机上进化了。设想一个蛋白分子平均有四百个氨基酸残基,每种氨基酸数目相同,那么任何两个氨基酸的片断(二肽残基)都可以随机分布在每一个细胞的每一种蛋白分子上。(在400个氨基酸残基的蛋白分子上可有399个二肽残基和20*20=400种可能组合)任何三肽组合都能在20种蛋白分子内出现,任何四肽组合都能在400种蛋白分子内出现。这说明即使不用突变和自然选择,和一个存在片断相同或近似的序列已经存在。新的片断可随突变产生,由此带来再弱的蛋白质相互作用能很容易的经由随机突变和自然选择进化出足够的蛋白质相互作用。 更进一步的是,相关的两个蛋白分子可以轻易召集第三个以及更多的分子形成复合物。蛋白质网络进化的速度相当的快,完全在进化论的范围内。

有没有可能比希不知道,或者他直接忽视了这些数据的存在?比希忽视科学文献而宣称某些“不可能的事”的不良记录不少,很明确他没有从以前出的丑总结教训。他又一次没有首先利用合格专家的考验(或是他没那个头脑)就把他的断言公之于众。

例如比希曾写过:“如果随机进化是真的,那么在Mesonychid(一种鲸类祖先)和古鲸之间一定有多种过渡形式。它们在哪?”他设想这过渡化石不会被发现,但随后一年考古学家们就鉴定出三具来。在《达尔文的黑匣子》里, 他假定现代的复杂生化系统是数十亿年前设计好的,只是到了现在才被“打开”。这在遗传上是不可能的,因为没用的基因会衰变,但会留下印迹。比希关于细菌鞭毛和免疫系统的智设争论也被详细分解了。新的(进化)证据仍在出现,但同样一个旧的智设论断就像没有被打败一样又出现在这里。

反进化者的敌意攻击让我记起了相仿的传说。在电影《巨蟒与圣杯》中阿瑟王和黑武士的打斗。黑武士就像反进化者, 四肢被一个个削掉还当自己没事,持续战斗。“无过渡化石”声明和“设计的基因”模型已被削得干干净净,“智设是科学”也被法庭驳回。这些没道理的“进化边缘”也被卓有建树的生物化学迅速切碎。智设武士们可伪称这些失败“划了一下”或“只是个新伤口”,但是这个“设计”已无任何科学支持。

{第一篇译文完}

译后简评:

比希的新书我翻了一遍,的确比他96年的《达尔文黑匣子》还不如。就像里程的《游子吟》至今还能胡诌骗人,他新出的《圣经的权威》却只能惨不忍睹的抱着古书呻吟呻吟了。莫非他们在护教上走的越来越远,身上原有的一点“科学味”也荡然无存了?

基督教信仰和科学的相互信任根本冲突,他们一再用歪解了的和片面的资料来出书骗人,一次又一次的证实了教徒的绝智。

比希同学的作品发表在科学期刊上!你不信?你错了。

要知道科学期刊的“来信”部分有点像论坛,别人把你的著作狂扁一通,你当然可以回个贴,删不删《科学》“版主”说了算,这回比希的回帖挺有意思,回避了主要问题,为自己辩护了几句,版主没删,“楼主”锡恩卡罗 又上来回贴反驳。

书评续:进化-上帝是基因工程师。
SCIENCE , 12 OCTOBER 2007 VOL 318, Page 195. 本文不能免费下载,有《科学》期刊通行证可以看到。

比希的帖子:题目- 强调一下累积选择。

在锡恩卡罗对我《进化的边缘》一书作出负面评价的《上帝是个基因工程师》一文中,他说“比希主要错在最小化自然选择累积作用的威力”,还说我没讨论好“疟原虫的乙胺嘧啶抗药性 :一个比希对抗疟药耐受性详细讨论中的明显忽略。”他暗指我只挑对自己有利的证据。 然而我对乙胺嘧啶抗药性相关的多重突变讨论的很详尽:“第一个突变(发生在蛋白质的108位)使疟原虫产生了一点抗药性,但加大剂量仍然会杀死疟原虫。更多的突变(51,59位和另外几个)能增加它的抗药性(《进化的边缘》79页)”。 同一节内我还讨论了蚊子对杀虫剂的耐药性是“不同生物学水平上,一小步一小步,一个一个氨基酸变化”。在其他章节里我还描述了抗凝蛋白,强调了血红蛋白C-Harlem 的累积达尔文途径,展示了有害和有益中间突变的关键不同之处。

锡恩卡罗的“跟贴”:

比希确实在他的书中75 和76页上讨论了乙胺嘧啶抗药性。 我对它的批评是:比希略掉了自然条件下药物靶点蛋白多重变化的累积选择方面的明确证据。他发起了一个整体上不同的,没有证据支持的尝试,用以支持他的假说。 在这封信中,比希把它书中的冒进观点颠倒了黑白。

关于后者, 他信中引的《进化的边缘》段落中关于“增加的突变……..能增加抗药性”这段话,在书中随后便是这个说法:“然而,通常会有未料到的阻碍,一些突变(不是第一个)看来会干扰蛋白质的正常功能”。(75页)在这个特殊例子和一般的说法(注意“通常”这个词)中,比希明显是在给他的观点, 即有多重中间态的达尔文进化有一些大障碍,寻找机会。

当然这事实和比希说的是两码事。仔细检查我引的文献2 中的数据就会发现,一定的突变(比如59位半胱氨酸变精氨酸)实际上增强了酶活性的特定参数。结构研究显示,这种在自然条件下高发于抗药病原体的突变相比于另外的不利突变,增强了酶对底物的结合。更能说明的是,抗乙胺嘧啶的二氢叶酸还原酶实际上活性不差于,甚至优于原型酶。比希还忽视了三,四重突变酶 在印度,东南亚,东非和南美分别被发现独立存在,包括乙胺嘧啶有限使用的地区。根据后者推测突变酶种和原型酶可以一样适应环境。

比希没有以此来解释序列突变和累加选择的操作过程以启发读者,相反他改变了讨论的方向,又回到了书中关于两个以上同时突变对分子功能性改变是必需的这一主要错误观点。尽管在我引的文献2 中清楚的展示了两个逐级的三,四重变种不同途径,他仍推断乙胺嘧啶抗药性进化中“两个更进一步的同时突变似乎是必需的”。比希没有引用这篇文献,并且乱用了清晰但对他来说不便利用的全部数据。

相对于我的评价,如果比希像他这封信里暗示的, 他更加支持累积选择,那么为什么在有那么多的实例下,他仍然认为累积选择是罕见的?这是因为通过累积选择可完全做到他认为达尔文进化做不到的。将累积选择作用最小化,并完全弃用蛋白质相互作用方面庞大的文献资料,对得出比希“复杂相互作用机制不能逐步进化而来,只能是设计来的”这个完全没有根据的结论,是必不可少的动作。

{全部译文完}

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这些文章又一次展示了神创论利用为科学手段对科学的无理进攻,和一个信仰的不良教义是如何危害人类理性的。

科学杂志上不是都登的“大腕”们的新进展,就这样神创论没皮没脸的逮个缝就钻,慢慢渗透。我说的是,08年末智创研究所梅耶尔 的话:“近年来智创论得到了广泛热议,相关报道见诸自然,科学等期刊”。看来生物学界要么不批神创论, 让它泛滥于公众,最终楔入科学界来捣乱,要么批一下却沾了一身腥。类比一下:

2008西藏暴乱时被暴民所杀的平民百姓,到了一些西方媒体中简单的成了“暴乱中有19人丧生”。话好像没错,但在西方整体宣传中明显变了味,倒过来了,引发了爱国人士抗议游行。

梅耶尔 的话使用的是同一宣传手段,作为各界学术人士,自有维持学术秩序之责,焉能不怒而斥之!

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