“宝藏”缘何成“废物”?

“进化论者的废物,成了创造论者的宝藏!”——IT界著名杂志Wired Magazine

 

 

文/唐理明

 

 

废物DNA

 

美国《华盛顿邮报》,在2007年6月的一期上写道:11个国家的科学家共同努力,以28篇论文,证明了以往所谓的“废物DNA”,一点也不是废物,而是“在人所不知的任务上,努力工作着”(Rick Weiss, “Intricate Toiling Found in Nooks of DNA Once Believed to Stand Idle”, Washington Post, June 14, 2007)。

所谓“废物DNA”,是指人体基因图谱中的非编码部分。这部分并不直接参与细胞蛋白的制造。

DNA发现以后不久,科学家们就研究出,DNA是细胞蛋白制造的蓝图,蛋白需要以氨基酸(共有20种)按特定次序排列合成,并折叠成特定形状,才具有所预定的细胞内或外的功能。

此蛋白质的合成过程,开始于细胞核内的DNA总蓝图,经过转录,成为信使RNA(messenger RNA)分蓝图,以指导蛋白的合成。合成的蛋白质,有的是细胞结构所?需,有的是促进化学反应的?,有的是激素,有的可以保护机体免受病原体的侵袭……等等。

可是这些编码部分的DNA,仅占人体基因图谱总数的3%以下。其余97%,都是非编码部分。

对这个现象,不同起源理论就有不同的看法。

 

 

观点自不同

 

大多数进化论者认为,这些非编码部分是进化的残余产品,因为进化是毫无目的的碰撞的结果,当然就有无用的部分,好像以前的进化论者所提的“残余器官”(例如阑尾)一样。因此,这部分DNA可称之为废物DNA(Junk DNA)。

虽然有少数持进化观点的生物学家不同意这看法,但此观点受到了正统进化论者的拥戴,认为这是顺理成章的推论。由于进化论学者控制了美国很大部分的学术机构、杂志、基金会,所以,所有文章、申请项目,都要符合这个观点才得通过。

智慧设计论的科学家和生物学家却认为,DNA信息是设计的,所谓的废物DNA虽然暂时没有发现其功能,但将来一定会找到。

果然,1998年,Andrew Fire和Craig Mello两位美国科学家发现,虽然废物DNA与蛋白制造无关,但它们仍可被转录为微型RNA(Micro RNA)。这些转录下来的微型RNA有重要的控制功能(至今已发现约450多种),例如蛋白的表达,又如作为精调开关,可关闭或暂时使基因失效。

由于这样一个重大的发现,Andrew Fire和Craig Mello双双获得2006年诺贝尔生理学╱医学奖。
按照《华盛顿邮报》,这些功能还包括控制基因、使染色体包装正确、帮助非常复杂的细胞分裂……等等。这些步骤如果稍有差错,便会产生例如肿瘤、第二型糖尿病等疾病。

看到这些新的研究成果,有些经济期刊也登载了前瞻性的文章,预言在未来,这些微型RNA的市场,将超过DNA。确实,这些控制物质很可能对机体的发育、疾病控制,特别是恶性肿瘤的控制,有重大的贡献。

 

 

奇招掩失败

 

这是智设论预测的重大胜利。对此,进化论者想方设法来遮掩自己的失败:一是强调,虽然在废物DNA中找到一些有用部分,但其余还是废物;二则是企图改写历史。

Richard Gallaghe在Junk Worth Keeping一文中(The Scientist, Vol 21,July 2007)说:“有些人(指智设论者)企图使我们相信,智设论多少预测了废物DNA有功能。事实上……智设论除了说达尔文主义不能解释X之外,并没有预测能力。”

智设论当然有预测功能,而且对废物DNA所做的预测,是非常正确的。做出完全错误预测的,是进化论。
进化论的预测

先看进化论者的预测。Susumu Ohno,是基因学者和进化论者,在1972年写道:“它们(废物DNA)是自然界失败的实验。”

Bruce Alberts,是美国国家科学院(The National Academy of Science)的主席,在他与人合着的权威性教科书《细胞分子生物学》(Molecular Biology of the Cell,1994版)中说,绝大多数内含子(Introns)是废物(见图一)。他说:“我们可以改变大部分内含子的核甘酸的排序,而不会对基因功能有大影响。因此我们认为内含子的排序毫无功能,大部分是基因废物。”

Sydney Brenner是生物学家中的领头人物,他在1998说:“多余的DNA是废物,它们之能存在,是因为它们既不有益,也没有害。分子产生额外DNA的速度,比去除的速度快。”

 

 

智设论的观点

 

智设论者则一向认为,设计者不会设计废物。

早在1994年,发现学社(Discovery Institutes)的研究员Forest Mims,写了一封信给《科学》杂志,警告并反对把废物DNA视为无用。但《科学》没有刊登他的信。

1998年,William Dembski也写道,智设论不但不阻碍科学的进展,还促进探求传统进化论所阻挠的区域,例如废物DNA领域。他举例道,John Bodnar在Journal of Theoretical Biology 中,即谈到废物DNA对生长发育的程序作用。

2003年,Wayl T. Gibbs在 Scientific American上撰文,转述John S. Mattick教授的话:把“废物DNA”当作废物,可能是分子生物学上最大错误之一。

同年,Richard Sternberg和遗传学家领头人James A. Shapiro写道:“有朝一日,我们会发现,那过去被称为废物DNA的,是细胞控制机能的专家。”

 

 

进退何自如

 

本文前半段曾提到,有些进化论者也反对废物DNA的说法,比如笔者刚刚引用过的Richard Sternberg等。还有International Post Genetics Society的创办人Dr. Andras J. Pollioniaz,认为废物DNA一点也不废物。该组织更在2006年12月12日,决议否认“废物DNA”一词。

并且,Pollioniaz写信给《科学家》杂志,建议该杂志刊登出讣告(obituary),以公开、正式的宣布,放弃废物DNA这个错误的名词,因为这种错误阻挠了科学的进步。

《科学家》杂志的编辑Richard Gallagher,接受了Pollioniaz的建议,在编者栏写了Junk Worth Keeping一文,认为所谓的“废物基因”,其实是有价值的。

读者也许会奇怪,进化论阵营中,怎么会有两种截然不同的声音?进化论怎么会给出两种完全相反的预测呢?原因很简单,进化论是一个可塑性很强的理论,不论预测还是解释,都可以出现完全相反的结果。以“废物DNA”为例:

一、废物DNA是进化无目的随机的产物,是进化的包袱。

二、所谓“废物DNA”,其实是进化的产物。它能如此长存,是因为被自然选上了。所谓用进废退,不用则自然不会被选上。所以废物DNA一定有用。
读者由此不难看见,进化论在科学上的“进退自如”。

 

 

结语

 

智设和进化之争,这一回合,以智设小胜结束。笔者相信,不久的将来,科学家会不断发现“废物DNA”的功能,进一步证实智设论对科学发展的贡献。

本文蒙钱锟教授鼓励并提供科学资料,特此志谢。

 

 

参考文献:
1. Forrest Mins, Rejected Letter to the Editor to Science, December 1, 1994.
2. Richard v Sternberg, “On the Roles of Repetitive DNA Elements in the Context of a Unified Genomic-Epigenetic System” Annals of the New York Academy of Sciences, Vol. 981:154-188(2002)
3. Wayt T. Gibbs, “The Unseen Genome: Gems Among the Junk, ” Scientific American (Nov.2003)
4. Jonathan Wells, “Using Intelligent Design Theory to Guide Scientific Research, ” Progress in Complexity, Information, and Design, 2.1.2 (Nov.2004)
5. Richard v Sternberg and James A. Shapiro, “How Repeated Retroelements Format Genome Function, ” Cytogenetic and Genome Research, Vol. 110;108-116 (2003)
6. Susumu Ohno,”So Much Kunk DNA in Our Genome, ” Brook Haven Symposis in Biology Vol 23, 366-270 (1972)
7. Bruce Alberts, Dennis Bray, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, and James D Watson, Molecular Biology of the Cell, pp. 373 (3rd Ed., 1994).
8. Sydney Brenner, “Refuge of spandrels, ” Current Biology, Vol. 8(19):R669 (1998)
9. 唐理明:回顾智设论十余年来的成就(下),《举目》27期,2007。
10. William Dembski, “Intelligent Science and Design, ” First Things, Vol. 86:21-27 (October 1998)

 

 

 

作者现在美国旧金山的UCSF大学Mt. Zion医院工作。

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