修复理论：超级副本的进化之路

THE MASTER-COPY THEORY

分子生物学家中的领头人物——亚利桑那大学的哈里斯·伯恩斯坦（Harris Bernstein）的观点是，性是为基因修复而服务的。第一个证据是突变的果蝇基因无法进行修复与重组，而基因重组是性的必不可少的过程，是两代人的精子和卵子的基因混合。若基因修复一旦停止，性也会戛然而止。

伯恩斯坦发现，在细胞中，性所使用的工具和基因修复所使用的工具是一样的，但他却无法使基因学家和生态学家相信：修复功能只是最原始的性功能目的。基因学家说性的确是由基因修复进化而来的，但这并不代表它今天的存在也是为了修复基因。就好像，人类的腿是从鱼类的鳍演变来的，但现在我们的腿不是用来游泳而是用来走路的。

此处我要对相关的分子知识稍做说明。DNA是组成基因的物质，它形态瘦长，携带着由四种化学基础物质组成的信息，就好像莫尔斯电码是由两种点和两种线组成的。我们把这四种基础化学元素称为A、C、G和T。DNA的美妙之处在于每个字母与其他字母都有互补性，这意味着它们喜欢和与之相对应的字母配对。例如，A和T配对，反之亦然；同理，C和G配对亦是如此。这就意味着复制DNA是一种机械的方式，即一个分子链中的字母找到互补的字母并与之配对，从而形成新的分子链。与AAGTTC互补的链子为TTCAAG，复制该互补链而后又可得到原有的分子链。每个基因在正常情况下都包含一串DNA还有它的互补链，二者紧密缠绕，形成了一个我们熟知的双螺旋。特殊的酶在基因链上上下移动，遇到有损伤的地方，它们会利用互补链来修复它。DNA经常因为日晒和化学物质的侵蚀而受损。如果没有这种修复酶，它就会迅速地变成毫无意义的废品。

但如果两个链子在同一个地方受损了怎么办？这是一个很常见的问题——比如，两个链子有时会紧紧地缠绕在一起，就好像在拉锁上又涂了一摊胶水一样。这些修复酶不知该如何去修补DNA，必须借助一个基因模式的原始样本，而性则恰恰提供了这个样本。它可以从另一个生命体上得到同一个基因的副本（异型杂交），或者从同一个生命体的其他染色体中提取（重组），从而使修复工作可以依照新样本进行。

当然，新样本也有可能在同一个地方受损，但概率已经大大减少。店主在算账时一般会把所有的价目加起来再重新计算一遍，以确定第一次计算的结果是否正确。因为相同的错误连犯两次的机会毕竟不多。(www.xing528.com)

修复理论可以用一些间接证据支持。例如：如果生命体受到了紫外线的侵害，在有重组功能的条件下，它可以很好地保护自己；如果细胞中有两个染色体，情况会更好。如果突变株出现，回避了重组，它就更容易受到紫外线的伤害。而且伯恩斯坦可以深入地解释一些相关的细节，这是他的对手做不到的。比如，在染色体组一分为二，准备生成卵子之前，细胞数量会增加一倍，但之后处理掉其中的3/4。在修复理论中，这就是发现错误并加以修补的过程。

尽管如此，修复理论仍有不完善之处——它对异型杂交避而不谈。的确，如果性单单是为了得到备用的基因，那么它理应从血亲而非陌生人中获取。伯恩斯坦认为异型杂交只不过是掩饰基因突变的一种方式，但这似乎只能说明近亲交配不可行，性只不过是近亲交配的原因而不是结果。

而且，支持修补观点的人们所提出的重组理论，只不过是为了保留备份基因，但比随意交换染色体还简单的办法并非没有，它就是“两倍体”。卵子或者精子是“单倍体”，每个基因只有一个副本。细菌或者原始类植物，例如藓类，也有同样的特点。但大部分动植物都是两倍体，这就意味着每个基因都有两个副本，各自来自父母一方。一些生命体，尤其是自然杂交或是人工培育的植物都属于“多倍体”，大多数杂交小麦是“六倍体”，也就是每个基因都有六个副本。山药中，雌性是“八倍体”或者“六倍体”，雄性是“四倍体”。鳟鱼和家养的鸡类都是“三倍体”——还有几年前出现的一种鹦鹉也属此类。生态学家已经开始质疑植物中的多倍体是性的替代品，生长在高海拔地区的许多植物似乎都选择了无性的多倍体，却放弃了性。

现在提生态学家还是有些为时过早，因为问题的焦点在于基因修复。如果两倍体生物习惯于通过染色体组进行细微修补，那么当身体处于生长期细胞分裂时，它便有相当多的机会去修复，然而它们却没有这样做。重组一般只会发生在最特殊的分裂阶段，叫“减数分裂”，这个过程使得精子和卵子最后成形。对此，伯恩斯坦有他的回答，他认为在普通细胞分裂期进行修复比这更经济，这样一来，最合适的细胞可以继续生存。但分裂期无须修复，因为完好的细胞将自然胜过受损的细胞。只有生产生殖细胞时，才需要检查错误，因为它们需要走出去，独自面对外面的世界。

伯恩斯坦的这种观点尚未经过检验。不容置疑的是，性所用的工具是来自修复工具，而且重组的过程也能够修复基因。但这就是性的目的吗？也许未必如此。