蝴蝶

自私的基因

蝴蝶生动地说明了自然选择如何维持拟态,以及一簇连锁的遗传物质如何发挥长寿命选择单位的作用。一些无害的蝴蝶与难吃的物种极为相似,以至于捕食者也会避开它们;在某些物种中,不同的同窝个体会拟态不同的受保护物种,本书以紧密连锁的基因簇,而非单个基因独自作用,来解释这一现象。

警戒色与借来的保护

有些蝴蝶味道难吃,带有醒目而独特的斑纹,鸟类会学着避开它们。其他味道并不难吃的物种,则通过在颜色和形状上与它们相似而获得保护。尝过真正难吃的蝴蝶的鸟,往往也会避开其他看起来相同的蝴蝶,包括拟态者。这样一来,促成相似性的基因便可能通过自然选择变得更加常见。

这种相似性必须具体而明确。难吃的蝴蝶有许多种,它们并非都长得一样;拟态者通常专门模仿其中一种。因此,这个例子把蝴蝶翅膀上可见的斑纹与捕食经历联系起来——拟态者之所以受益,是因为鸟类学会避开某一物种后,也会避开外貌相似的另一物种。

同窝个体中的两种拟态斑纹

有些拟态物种表现出一种不同寻常的分化——一个个体与一种难吃的物种相似,另一个则与另一种相似。外貌处于中间状态,或试图同时模仿两种物种的蝴蝶,很容易被吃掉。然而,自然种群通常不会产生这类中间类型。相反,一个同窝个体可能拟态物种甲,另一个则拟态物种乙。

乍看之下,这种差异似乎是由一个基因决定蝴蝶采用其中哪一种斑纹。但相关性状包括颜色、形状、斑点图案和飞行节奏。提出的解释并不是由一个顺反子各自独立地决定所有这些特征。相反,遗传物质的偶然重排,包括倒位,可能会使原本分开的基因在染色体上彼此靠近。影响某一种拟态斑纹特征的一组连锁基因,因而能够一同遗传;另一组基因则产生另一种斑纹。

由于交换很少会把这些基因簇拆散,它们的行为很像单个基因的不同等位基因。这些基因簇只有偶尔才会分开——自然界中看不到中间类型,尽管在实验室大量繁育蝴蝶时偶尔能够培育出这类类型。这种对比使该例格外有用——在两种斑纹之间作选择,看似简单,实则隐藏着一大片协调运作的遗传物质。

什么算作基因

蝴蝶的例子有助于界定本书对“基因”一词的用法。这里的基因不一定是单个顺反子,即一段编码单条蛋白质链的序列。交换既可能发生在顺反子内部,也可能发生在顺反子之间,而且遗传物质并未整齐地划分成长度固定的单位。不过,若论证所需的一段较长染色体区域不太可能被拆散,并能以多个拷贝延续许多代,它仍可被视为一个基因。

拟态基因簇以具体形式说明了这一灵活定义。十几个甚至更多顺反子可能紧密连锁,发挥一个长寿命遗传单位的作用。相关衡量标准并非界限绝对固定,而是一段遗传物质在多大程度上可能经受重组及其他变化而基本完整地存留下来,并被复制到后代中。因此,蝴蝶说明,遗传单位可以大于一个顺反子,却仍然作为连贯的复制者发挥作用。

协作、选择与比喻

这一解释并不意味着一个基因能够独自构造蝴蝶的斑纹。生存机器中的基因高度相互依赖——一个基因可以影响身体的不同部位,任何身体部位都可能受到许多基因的影响,而某个基因的效应取决于它与其他基因及环境的相互作用。因此,“拟态基因”是一种便于表达的说法,指的是往往会影响相关性状发育的遗传变异,并非声称一条孤立的指令就能产生完整的表型。

更广泛的论点区分了发育过程中的协作与遗传过程中的竞争。基因共同参与构造身体,而基因及其替代形式的拷贝,则因在基因库中延续的成功程度不同而有所差异。自然选择并不要求基因有意识地进行规划——把基因描述为追求自身传播的语言,只是对这一结果的简写,即与较高存活率和繁殖率相关的基因变体往往会再次出现。蝴蝶的基因簇让这种区别变得直观——协调的性状可以作为一个单位共同传递,尽管选择过程本身是盲目的。

拟态在更广泛论述中的位置

对蝴蝶的讨论属于一个更广泛的论述,即生物体是由复制者塑造的生存机器。本书认为,成功的基因往往会表现出无情的自私,同时也承认,它们的效应有时可能在个体行为层面促进有限的利他行为。这是关于进化如何进行的论断,不是对人类行为的道德训诫;作者警告,不应把生物学描述当作社会规范。

蝴蝶的例子还说明了为何必须谨慎使用看似带有目的性的语言。拟态者的相似性会影响捕食者的反应和自身的存活,但这种解释并不要求蝴蝶或其基因有意欺骗。与其他涉及操纵和拟态的例子一样,解释的要点是——如果影响其他生物的性状有助于相关基因的传播,这些性状便可能受到偏好。一种醒目的斑纹所表明的并非预见能力,而是选择如何让有效的性状组合代代相传。