进化稳定基因库

自私的基因

演化稳定基因库是一组在其演化所处条件下不会被新基因入侵的基因。这个概念描述的是由基因层面的选择所产生的暂时稳定状态,而非种群作为一个具有单一目标的整体采取行动——突变或新重组的基因可能扰乱这组基因,在其中扩散,并最终形成另一种稳定状态。

定义与运作

基因库被描述为基因受到选择的长期环境。一个基因的成功并非衡量其有用性的绝对标准;它要与已经存在的其他基因相比较。大多数由突变、重组或迁入产生的新基因,都会很快受到自然选择的淘汰,从而使现有的稳定基因组合得以恢复。然而,新来者偶尔也会成功地在基因库中扩散。它的扩散会造成一段不稳定的过渡时期,直到新的基因库能够抵御入侵,这段时期才会结束。

这种观点修正了较为简单的看法——所谓优良基因,就是能够构建高效身体的基因。基因在胚胎发育中相互协作、彼此作用,任何一个基因的效应都取决于其他基因和环境。没有哪个基因能单独构建一条腿或决定一种复杂性状;相反,在其他因素保持不变或只在一定范围内变化时,一个基因可以使结果朝某个特定方向偏移。因此,选择作用于其效应产生于复杂系统之中的基因,而不是作用于独立运作的孤立指令。

稳定、变化与选择

稳定基因库被视为一种能够持续的状态,但并非一成不变的终点。一个种群可能有不止一种稳定状态,有时也可能从一种状态转变到另一种状态。按照这一模型,渐进演化不必表现为持续攀升;它可以通过从一个稳定平台跃迁至下一个平台而推进。每一次成功入侵都会改变衡量基因优劣的背景,直到另一组基因能够抵御进一步入侵。

因此,种群看起来可能像是作为整体进行自我调节。这种表象是个体基因之间选择的结果——一个基因的价值要根据当前基因库来评判,由此形成的平衡可以带来种群层面的稳定,却不需要群体层面的目的。同一逻辑也能说明,为什么不同类型动物身体——例如鹰与鸽策略——之间的稳定比例,只是这一更广泛过程的一种可见表现。基因之间大多数影响深远的相互作用都发生在身体内部,尤其是在发育中胚胎的细胞内,因此更难观察。

基因、身体与遗传

这一概念有赖于区分基因的延续历史与基因所在的暂时身体。一台生存机器包含数千个基因,其构建是一项协作过程——一个基因可能影响身体的多个部分,而身体的任何一个部分都可能受到许多基因的影响。基因通过这种相互依存关系发挥作用,其中也包括控制其他基因群的主控基因;将基因划分为离散单位的常见做法固然有用,却不意味着发育过程简单,也不意味着它能够分解成彼此独立的贡献。

有性繁殖会不断混合和重排基因,因此,个体身体包含的基因组合可能转瞬即逝,但其中的基因成分却能在许多代相继出现的身体中延续。交换互换会使精子或卵子中的染色体成为来自个体双亲两条遗传谱系的材料镶嵌体,并在不顾蛋白质编码单位边界的情况下交换对应片段。因此,与这一论述相关的基因,并非仅仅定义为一个单独的顺反子,而是指一段能够延续足够多代、从而作为自然选择单位发挥作用的染色体材料。基因库的稳定性,关乎这些复制者在不断变化的组合中相对持久存在并扩散的情况。

含义与局限

这一框架还区分了遗传影响与即时控制。基因可以影响神经系统的发育,进而使某种行为更可能发生,但每一时刻的决定由神经系统作出。只有当影响某种行为的基因在基因库中的存续比竞争性替代基因更为成功时,这种行为才可能演化。作为遗传性行为差异相关证据的一个例子,卫生型蜜蜂品系会从蜂房巢房中移除患病幼虫,而易感品系则不会;育种实验表明,这种行为包含可分离的步骤,包括打开巢房封盖和移除幼虫。这个例子说明,复杂行为可能依赖多个遗传成分,而非一个简单且包办一切的基因。

关于稳定性的主张也受到证据所能确立范围的限制。对适应特征作出进化解释,要求存在可供选择作用的遗传差异;但一个合理的解释本身并不是实验性证明。本书明确提醒,说明性的故事并非支持广泛概括的严肃证据;而针对群体利益所举的例子,也可能有其他解释,可从基因层面的选择加以理解。因此,演化稳定基因库是一种描述方式,用以说明选择如何产生持久的组织结构和表面上的种群平衡,同时仍将任何具体性状的特定成因及其证据留待研究。