您的购物车目前是空的!
目录
前言
第1章 为什么会有人呢?
第2章 复制因子
第3章 不朽的双螺旋
第4章 基因机器
第5章 进犯行为:稳定性和自私的机器
第6章 基因种族
第7章 计划生育
第8章 代际之战
第9章 两性战争
第10章 你为我搔痒,我就骑在你的头上
第11章 觅母:新的复制因子
第12章 好人终有好报
第13章 基因的延伸
第14章 基因决定论与基因选择论
第15章 对于完美化的制约
第10章 你为我搔痒,我就骑在你的头上
我们已经研究了属于相同物种的生存机器之间的相互作用——亲代的、有性的以及进犯性的相互作用。不过,在动物的相互作用中,似乎还有一些值得注意的方面,显然并未包括在上述三种范围之内。许多动物所具有的群居习性就是其中一个方面。鸟、昆虫、鱼、鲸鱼乃至生活在平原上的哺乳动物,活动总是集结而出,觅食一般成群结队。这些集体中的成员通常属于同一物种,但也有例外情况。斑马和角马就常常混在一起活动,人们有时也可以看到属于不同物种的鸟类聚集成群。
群居生活可以为一个自私个体带来各种各样的好处。在此,我不打算逐一罗列,只准备讲几个带有启发性的例子。其中我还要重提我曾在第1章里列举过的一些明显的利他行为的例子,因为我说过这些例子要留待以后再做解释,这样就必然要涉及对社会性昆虫的讨论。事实上,如果避而不谈社会性昆虫,对动物利他行为的论述就不可能全面。最后,在本章拉拉杂杂的内容中,我将谈到相互利他行为这个重要的概念,即“于人方便,于己方便”的原则。
动物之所以要聚居在一起,肯定是因为它们的基因从群居生活的交往中得到的好处多,而为之付出的代价少。鬣狗成群猎食时能够捕捉到比它们单独活动时大得多的野兽,尽管捉到野兽后要分食,但对参加集体猎食的每一个自私个体来说还是划算的。某些蜘蛛齐心协力织造一张巨大的共有的蜘蛛网,大概也是出于类似的原因。帝企鹅紧紧地挤在一起是为了取暖。这是因为相互挤在一起后,每只企鹅暴露在外界的身体表面要比自己独处时小得多。两条鱼在水中游时,如果一条游在另一条后面,同时保持一定的倾斜度,它就可以从前面的一条鱼所激起的湍流中获得流体动力方面的好处。这可能就是鱼类成群结队一起游的理由之一。利用气流来减轻空气阻力也是自行车竞赛者所熟悉的一种窍门。鸟类在飞翔时组成V字形可能也是出于这个缘故。由于飞在最前头的一只鸟处于不利地位,因此这些鸟大概要竞相避免担任这个角色。很可能它们轮流承担这个非自愿的领航员的角色。这是一种延迟的相互利他行为,这种形式的利他行为我们在本章末将加以论述。
群居生活可能带来的好处有很多与避免被捕食者吃掉有关。汉密尔顿在一篇题为“自私兽群的几何学”的论文里精辟地提出了这种理论。为了不引起误会,我要强调,他所谓的“自私兽群”是指由“自私个体组成的兽群”。
让我们再一次从一个简单的“模式”讲起。尽管模式是抽象的,却可以帮助我们理解真实的客观世界。试设想有一群某一物种的动物正受到一只捕食者的追捕。最靠近捕食者的那只动物往往最先受到攻击。对捕食者来说,这种策略是合理的,因为这样可以节约精力。但对被捕食的动物而言,这种策略却产生了一种有趣的后果。就是说,这群争相逃命的动物每一只都力图避免处于最靠近捕食者的位置。如果这些动物老远就发现了这只捕食者,它们只要逃走就行了。即使捕食者不露声色地突然出现,像隐藏在茂密草丛中的猛兽那样,每只动物还是能见机行事,尽量避免处于最接近捕食者的位置。我们可以想象,每一只被追捕的动物周围有一个“危险区”。在这个危险区里,从任何一点到这只动物的距离都短于从该点到其他任何一只动物的距离。譬如说,如果一群被追逐的动物在移动时形成一个规则的几何图形,彼此之间有一定间隔,那么,每一只动物(除非它正好处在边缘上)的危险区大体上是个六边形。如果捕食者正好潜伏在个体A的六角形危险区内,个体A就有被吃掉的可能。处于兽群边缘上的个体特别容易受到攻击,因为它们的危险区相对来说不是一个小小的六角形,而是有一个开口端,开口端外一片广阔地域都是它们的危险地带。
一个头脑清醒的个体显然是会尽量缩小其危险区的。它尤其尽力避免处于兽群的边缘地位。如果它发觉已处于边缘地位,就会立即采取行动,向中心地区移动。不幸的是,边缘上总得有“人”,但就每一个个体而言,这个“人”最好不是它!因此,一群动物在前进时,处于边缘的个体不停地往中心移动。如果这群动物原来是松散的或者是七零八落的,这种向群体中心移动的结果很快就会使它们挤成一团。即使我们所讲的模式开始时没有任何聚拢的倾向,被追捕的动物开始时也是随意分散的,但自私的动机将会促使每一个个体试图挤到其他个体中间以缩小各自的危险区。这样,集群迅即形成,而且会变得越来越稠密。
在实际生活中,这种聚拢倾向显然受到各种阻力的限制,不然的话,这些动物免不了就要乱作一团,弄得筋疲力尽。但这个模式还是很有意思的,因为它说明了即使是一些极其简单的假说也可以导致动物倾向于聚拢的结论。有人提出一些比较复杂的模式。这些模式虽然具有更大的实际意义,但汉密尔顿提出的比较简单的模式并没有因此而减色。后者有助于我们研究动物聚拢在一起的现象。
自私的兽群这个模式本身并不容许存在合作性的相互作用。这里没有任何利他行为,有的只是每个个体为了私利而利用其他每一个个体。但在实际生活中常有这样的情况:个体似乎为保护群体里的伙伴免遭捕食者的袭击而积极地做出努力。说到这里,我不禁想起鸟类的警报声。这种警报声使其他个体闻声逃命,确实起到了警告的作用。没有人认为发出警报的个体是“想要把捕食者的火力”引到自己身上,它仅仅让伙伴知道出现了捕食者——也就是向它们报警。但乍看起来,这种行为本身似乎是利他性的,因为它的效果是把捕食者的注意力引到了报警者身上。我们可以根据马勒(P.R.Marler)发现的一个事实得出间接的推论。鸟类的这种警报声似乎具有某种理想的物理特性:捕食者往往难以发现叫声来自何方。如果让一位声学工程师设计一种捕食者难以追踪的声音,这种声音很可能和许多会唱歌的小鸟的天然警报声相似。在自然界里,这种警报声的形成肯定是自然选择的结果。我们知道这意味着什么——这意味着很多个体因为它们的警报声未臻完善而送掉性命。因此,发出警报声似乎总是有危险的。自私基因的理论必须证明,发出警报声具有一种令人信服的优点,足以抵消随之而来的危险。
事实上这并不是十分困难的。在过去,不断有人指出鸟类的警报声其实与达尔文学说“格格不入”,结果是为解释这种现象而挖空心思,虚构各种理由已成为人们的一种游戏,于是我们今日面对如此之多的言之成理的解释而莫衷一是。显而易见,如果鸟群中有些个体是近亲,促使个体发出警报声的基因在基因库中准能兴旺起来,因为得救的一些个体拥有这个基因的可能性很大。即使发出警报声的个体由于引来了捕食者而为这种利他行为付出高昂的代价,这样做还是值得的。
如果你认为这种亲属选择的概念不能令人信服,那么,供你挑选的其他理论有的是:一个对其伙伴报警的个体可以通过各种途径获得私利。特里弗斯为此提出5种颇有见识的想法,但下面我要谈的是我自己的两种想法,我认为它们更能使人心悦诚服。
我把第一个想法称之为凯维(Cave)理论。“凯维”源自拉丁文,意思是“当心”。今天,小学生看见老师走近时还在用这个暗号来警告其他同学。这个理论适用于采取伪装策略的鸟类,这些鸟在面临危险时一动不动地蹲伏在矮树丛里。假设有一群这样的鸟在田野上觅食,这时一只老鹰从远处飞过。老鹰还没有瞥见鸟群,因此没有径直飞过来。但它锐利的目光可能随时发现鸟群,那时它将俯冲而下,发动攻击。如果鸟群中一只小鸟首先发现这只老鹰,而其余的鸟都还没有发现,这只眼尖的小鸟本来可以马上蹲下来不动,躲在草丛中,但这样做对它来说并无好处,因为它的伙伴还在周围活动,既触目,又喧闹。它们当中任何一只都可能引起老鹰的注意,使整个鸟群都陷入危险的境地。从纯粹自私的动机出发,这只发现老鹰的小鸟应当立即对它的伙伴发出嘶嘶的警告声,让它们马上安静下来,以减少它们无意中把老鹰引到它自己附近的可能性。对这只小鸟而言,这是最好的策略。
我打算谈的另一个想法可称为“绝对不要脱离队伍”的理论。这个理论适用于某些鸟类物种,它们看见捕食者走近时马上飞走,也许是飞到树上。让我们再设想正在觅食的鸟群中有一只鸟首先发觉这只捕食者,它该怎样行动呢?它可以只顾自己飞走,并不警告伙伴。如果是这样的话,它就要成为一只不合群的动物,不再是一个不那么惹人注目的鸟群中的一员。老鹰喜欢攻击离群的鸽子,这是很多人都知道的事实。就算老鹰没有这样的猎食习惯,我们根据推理可以提出很多理由,说明脱离队伍可能是一种自杀性的策略。就算它的伙伴最终还是会跟着它飞走,但第一个飞离地面的个体免不了暂时地扩大了它自己的危险区。不管汉密尔顿的有关理论是否正确,生活在鸟群的集体中总是有一些重要的有利条件,否则鸟类是不会过集体生活的。不论这些有利条件是什么,第一个飞出鸟群的小鸟至少要部分地丧失这些有利条件。如果这只遵守纪律的小鸟不擅离队伍,那它又该怎样办呢?或许它应该依靠集体力量所能提供的掩护,若无其事地继续进行活动。但这样做风险毕竟太大了,无遮无拦很容易遭受袭击,在树上到底安全得多。飞到树上确是上策,但要务必使伙伴们采取一致的行动,只有这样它才不致成为一只脱离鸟群的孤单的小鸟,不致因此丧失集体为它提供的有利条件,同时又能够得到飞到树上躲起来的好处。我们在这里再次看到,发出警报声所得到的是纯粹的自私利益。恰尔诺夫(E.L.Charnov)和克雷布斯提出过一个有点相似的理论,他们直截了当地使用“操纵”这个词来描绘这只发出叫声的小鸟对其他小鸟施加的影响。这种行为已经远远不是纯粹的、无私的利他行为了。
从表面上看,以上种种理论好像与这样的说法有矛盾:发出警报声的个体把自己置于危险的境地。事实上其中并无矛盾的地方。如果它不报警,反而会使它自己面临更大的危险。有些个体因发出警报声而牺牲了,尤其是容易暴露声源的那些个体。其他一些个体则因为没有报警而死去。鸟类在面临危险时为什么会发出警报声?人们提出过很多解释,凯维理论和“绝对不要脱离队伍”理论不过是其中的两个而已。
跳跃的汤姆森氏瞪羚又应如何解释呢?我在第1章里曾提到这种现象。瞪羚这种显然是利他性的自杀行为使阿德里感动地断言,只有用类群选择论才能解释这种现象。这个课题向自私基因的理论发起了更严峻的挑战。鸟类的警报声是有效的,但它们发出信号时总是小心翼翼,尽力避免暴露自己的意图。瞪羚的跳跃就不是这样,它们故作姿态甚至达到惹人恼火的程度。看来瞪羚是诚心吸引捕食者的注意的,有时简直像在戏弄这只捕食者。这种现象导致一个既饶有趣味又十分大胆的理论。斯迈思(N.Smythe)最初提出这个理论的轮廓,但最后赋予其逻辑发展的无疑是扎哈维。
我们可以这样阐明扎哈维的理论。这个理论关键的一点在于,瞪羚的跳跃行为绝不是发给其他瞪羚看的信号,其实是做给捕食者看的。当然,其他的瞪羚看到了这种跳跃,而且它们的行为被它影响了,不过这是附带发生的后果。因为瞪羚的这种跳跃行为被选择,主要是作为发给捕食者的信号。这个信号的大意是:“你看!我能跳这么高!我显然是一只健壮的瞪羚,你抓不到我。你还是放聪明点,抓我的伙伴吧!它们没有我跳的那么高。”用不那么拟人化的语言来讲,促使个体跳得高而又惹人注目的基因不大可能被捕食者吃掉,因为捕食者往往挑选那些看起来容易捕获的动物,不少哺乳类的捕食者尤其喜欢追捕年老体弱的动物。一个猛劲儿跃起的个体动物就是以夸耀的方式显示它的年轻力壮的。根据这个理论,这种夸耀行为绝非利他性的。我们只能说这种行为是自私性的,因为它的目的在于告诉捕食者,应该去追逐其他动物。从某种意义上说,这好比是一场跳高比赛,看谁跳得最高,而失败者就是捕食者选中的目标。
我说过要进一步探讨的另外一个例子是蜜蜂的自杀行为。它在蜇刺蜂蜜掠夺者时几乎肯定要为此付出生命。蜜蜂不过是社会性很高的昆虫的一种,其他有黄蜂、蚂蚁和白蚁。我想探讨的对象是一般的社会性昆虫,不仅仅是蜜蜂的敢死队。社会性昆虫的业绩是脍炙人口的,尤其是它们那种令人惊讶的相互密切配合的行动以及明显的利他行为。自杀性的蜇刺使命体现了它们自我克制的奇迹。在蜜罐蚁(honey-pot ants)的蚁群中,有一种等级的工蚁不做其他工作,整天吊在巢顶上,一动也不动。它们的腹部隆起,大得惊人,像个电灯泡,里边塞满食物。其他的工蚁把它们当作食品库。在我们人类看来,这种工蚁不再是作为个体而存在,它们的个性显然为了集体利益而受到抑制。蚂蚁、蜜蜂或白蚁的群居生活体现了一种更高水平的个性。食物按极其严格的标准分配,我们甚至可以说它们共有一个集体的胃。它们通过化学信号来互通情报,如果是蜜蜂,就通过人所共知的“舞蹈”。这些手段是如此之有效,以至于整个集体行动起来好像是一个单位,具备自己的神经系统和感觉器官。它们好像能够通过类似身体的免疫反应系统产生的选择性来识别并驱逐外来入侵者。尽管蜜蜂不是恒温动物,但蜂房内相当高的温度几乎像人体那样得到精确的调节。最后,同时也是非常重要的一点,这种类比可以引申到生殖方面。在社会性昆虫的群落里,大多数的个体是不育的职虫。“种系”(germ line)——不朽基因的连续线——贯穿在少数个体,即有生殖能力的个体之内,它们和我们睾丸、卵巢里的生殖细胞相似。不育的职虫和我们的肝脏、肌肉和神经细胞相似。
只要我们接受了职虫都不能生育这个事实,它们的自杀性行为以及其他形式的利他性或合作性行为就不会那么令人惊讶了。一只正常动物的躯体之所以受到操纵就是为了生育后代以及抚养拥有同样基因的其他个体,以保证其基因得以生存下去。为其他个体的利益而自杀和在今后生育自己的后代两者是不能并存的,因此,自杀性的自我牺牲行为很少进化。但工蜂从不生育自己的后代。它们的全部精力都用于照顾不属于自己后代的亲属,从而保存自己的基因。一只不育工蜂的死亡对它自己基因的影响,宛如秋天一棵树落下一片树叶对树的基因的影响。
说到社会性昆虫,就会使人情不自禁地要故弄玄虚一番,实际上并无此必要。但研究一下自私基因的理论怎样应用于社会性昆虫还是值得的,尤其是如何用这一理论解释职虫不育性这一不平凡现象的进化起源。因为这种现象似乎引起了一系列问题。
一个社会性昆虫的群落就是一个大家庭,其所有成员通常都为一母所生。职虫很少或从不繁殖,一般分成若干明显的等级,包括小职虫、大职虫、兵虫以及一些高度专业化的等级如“蜜罐”蚁等。有生殖力的雌虫叫女王,有生殖力的雄虫有时叫雄虫或王。在一些较高级的群落里,从事繁殖的雌虫不做其他任何事情,但在繁殖后代这方面,它们却干得非常出色。职虫为它们提供食物和保护,也负责照管幼虫。在某些蚂蚁或白蚁的物种中,女王简直成了一座庞大的产卵工厂,其躯体比普通的职虫大几百倍,几乎不能动弹,其外形简直不像一只昆虫。女王经常受到职虫的照料,后者满足女王在日常生活中的需要,包括提供食粮并把女王所产的卵源源不断地运到集体托儿所去。这样一只大得异常的女王如果需要离开内室,就得骑在好几队工蚁背上,被它们庄重堂皇地扛出去。
在第7章里,我谈过生育和抚养之间的区别。我曾说,在一般情况下把生育和抚养结合在一起的策略能够得以进化。在第5章里,我们看到混合的、进化稳定策略可以分成两大类型:要么种群中每一个个体都采取混合策略,这样个体往往能明智地把生育和抚养结合在一起,要么种群分成两种不同类型的个体,即我们最初设想的鹰与鸽之间取得平衡的情况。按照后一种方式取得生育与抚养两者之间在进化上的稳定平衡,这在理论上是说得通的。就是说,种群可以分为生育者和抚养者两部分。但只有在这样的条件下才能保持这种进化上的稳定状态,即被抚养者必须是抚养者的近亲,其亲近程度至少要像抚养者自己的后代——假设它有的话——那样亲。尽管从理论上说,进化可以沿着这个方向进行,但实际上似乎只有在社会性昆虫中才可以看到这种现象。*
社会性昆虫的个体分为两大类:生育者和抚养者。生育者是有生殖力的雄虫及雌虫。抚养者是职虫——白蚁中的不育雄蚁及雌蚁,其他社会性昆虫中的不育雌虫。这两类昆虫互不干扰,因此能更有效地完成自己的任务。但这里所谓的“有效”是指对谁有效呢?“职虫从中究竟可以得到什么好处?”这个熟悉的问题是对达尔文学说提出的挑战。
有人回答说:“没有什么好处。”他们认为女王至高无上,平日颐指气使,通过化学过程操纵职虫来满足私欲,驱使它们抚养其众多的子女。我们在第8章看到过亚历山大的“亲代操纵”理论,上面讲的其实就是这种理论的另一种说法。一个与此相反的提法是,职虫“耕耘”有生殖力的母体,驱使母体提高其繁殖力,以复制职虫的基因。女王制造出来的生存机器肯定不是职虫的后代,但它们都是职虫的近亲。汉密尔顿有一个独到的见解,他认为至少在蚂蚁、蜜蜂和黄蜂的群体中,职虫同幼虫的亲缘关系事实上可能比女王同幼虫的关系更密切!汉密尔顿以及后来的特里弗斯和黑尔以这种观点为指导继续前进,终于在自私基因理论方面取得了一项最辉煌的成就。他们的推理过程如下。
昆虫中的膜翅目包括蚂蚁、蜜蜂和黄蜂,这一群体具有一种十分奇特的性取向体系。白蚁不属于这种群体,因而并没有这种特性。在一个典型的膜翅目昆虫的巢里只有一个成熟的女王。它在年轻时飞出去交配一次,并把精子储存在体内,以备在漫长的余生中——10年或者更长——随时取用。它年复一年地把精子分配给自己的卵子,使卵子在通过输卵管时受精。但并不是所有的卵子都能够受精。没有受精的卵子会变成雄虫。因此雄虫没有父亲,它体内每一个细胞只有一组染色体(全部来自母体)而不是像我们体内那样有两组染色体(一组来自父体,一组来自母体)。按照第3章里的类比说法,一只雄性膜翅目昆虫在它的每个细胞里都只有每一“卷”的一份拷贝,而不是通常的两份。
在另一方面,膜翅目雌虫却是正常的,因为它有父亲,而且在它的每个体细胞里有两组染色体。一只雌虫成长为职虫还是女王并不取决于它的基因,而是取决于它如何成长。换句话说,每一只雌虫都有一组完整的成为女王的基因和一组完整的成为职虫的基因(或者说,也有好几组分别使之成为各种专职等级的职虫、兵虫等的基因)。到底哪一组基因起决定性作用,取决于它的生活方式,尤其取决于它摄入的食物。
尽管实际情况复杂得多,但基本情况大致如此。我们不知道这种奇特的有性生殖系统是怎么进化而来的。毫无疑问,这种进化现象必然有其原因。但我们只能暂时把它当作膜翅目昆虫的一种难以解释的现象,不管原来的理由是什么,这种奇特的现象打乱了我们在第6章里提到的计算亲缘关系指数那套简捷的办法。这说明雄虫的精子不像我们人类的精子那样每一条都不相同,而是完全一样的。雄虫的每一个个体细胞仅有一组基因,而不是两组,因此每一条精子必须接受完整的一组基因,而不是一部分——50%,所以就一只具体的雄虫来说,它的全部精子都是完全一样的。现在让我们计算一下这种昆虫母子之间的亲缘关系指数,如果已知一只雄虫体内有基因A,那么它母亲体内也有这个基因的可能性是多少呢?答案肯定是100%,因为雄虫没有父亲,它的全部基因都来自其母亲。现在假定已知一只雌虫体内有基因B,它儿子也有这个基因的可能性是50%,因为它只接受了它母亲一半的基因。这种说法听起来好像自相矛盾,而事实上并没有矛盾。雄虫的所有基因都来自母亲,而母亲仅把自己的一半基因传给儿子。这个看似矛盾的答案在于雄虫体内基因的数量仅有通常的一半。那么它们之间“真正的”亲缘关系指数是还是1呢?我认为没有必要为这个问题去伤脑筋。指数不过是人们为解决问题而设想的计量单位。如果在特殊情况下对它的运用为我们带来困难,我们就干脆放弃它而重新使用基本原则。从雌虫体内基因A的观点来看,它儿子也有这个基因的可能性是,和它女儿一样。因此,从雌虫的观点来看,它同其子女的亲缘关系如同我们人类的子女同母亲的亲缘关系一样密切。
但当我们谈到姐妹时,情况就变得复杂了。同胞姐妹不仅出自同一父亲,而且使它们母体受孕的两条精子的每一个基因都是完全相同的。因此,就来自父体的基因而言,姐妹和同卵孪生姐妹一样。如果一只雌虫体内有基因A,这个基因必然来自父体或母体。如果这个基因来自母体,那么它的姐妹也有这个基因的可能性是50%。如果这个基因来自父体,那么它的姐妹也有这个基因的可能性是100%。因此,膜翅目昆虫的同胞姐妹之间的亲缘关系指数不是(正常的有性生殖动物都是),而是。
由于这个缘故,膜翅目雌虫同它的同胞姐妹的亲缘关系比它同自己子女的更密切。*汉密尔顿看到了这一点,尽管他那时并没有如此直截了当地说出来。他认为这种特殊密切的亲缘关系完全可能促使雌虫把它母亲当作一台有效地为它生育姐妹的机器而加以利用。这种为雌虫生育姐妹的基因比直接生育自己子女的基因能更加迅速地复制自己的拷贝。职虫的不育性由此形成。膜翅目昆虫真正的社会性以及随之出现的职虫不育性似乎独立地进化了11次以上,而在动物界的其他种群中,只在白蚁身上进化过1次。想来这并不是偶然。
不过,这里还有蹊跷。如果职虫要成功地把它们的母亲当作生育姐妹的机器而加以利用,它们就必须遏制其母亲为其生育相同数量的兄弟的自然倾向。从职虫的观点来看,它任何一个兄弟的体内有它某个基因的可能性只有。因此,如果雌虫得以生育同等数量的有生育能力的子女,这未必对职虫有利,因为这样它们就不可能最大限度地繁殖它们的宝贵基因了。
特里弗斯和黑尔认为,职虫必然会努力影响性比例,使之有利于雌虫。他们把费希尔有关最适性比例的计算方法(我们在前面一章里谈到了这个方法)运用到膜翅目昆虫这种特殊情况上,重新进行了计算。结果表明,就母体而言,最适投资比例跟通常一样是1∶1,但就姐妹而言,最适比例是3∶1,有利于姐妹而不利于兄弟。如果你是一只膜翅目雌虫,你繁殖自己基因的最有效方法是自己不繁殖,而是让母亲为你生育有生殖能力的姐妹和兄弟,两者的比例是3∶1。但如果你一定要繁殖自己的后代,那么你就生育数目相同的有生育能力的儿子和女儿,这样对你的基因最有利。
我们在上面已经看到,女王和职虫之间的区别不在于遗传因素。对一只雌虫胚胎的基因而言,它既可以成为职虫也可以成为女王,前者“希望”性比例是3∶1,而后者“希望”性比例是1∶1。“希望”到底意味着什么?它意味着如果女王生育同等比例的有生育能力的儿子和女儿,那它体内的基因就能最好地繁殖自己。但存在于职虫体内的同一个基因如果能够影响这个职虫的母亲,使之多生育一些女儿,这个基因就能最好地繁殖自己。要知道这种说法并无矛盾之处,因为基因必须充分利用可供其利用的一切力量。如果这个基因能够影响一个日后肯定要变成女王的个体的成长过程,它利用这种控制力量的最佳策略是一种情况;而如果它能够影响一个职虫个体成长的过程,它利用那种力量的最佳策略却是另外一种情况。
这意味着如何利用这台生育机器引起了双方的利害冲突。女王“努力”生育同等比例的雄虫和雌虫,职虫则努力影响这些有生育能力的后代的性比例,使之形成3雌1雄的比例。如果我们这个有关职虫利用女王作为生育机器的设想正确的话,职虫应该能够使雌雄比例达到3∶1。不然,如果女王果真拥有无上的权力,而职虫不过是女王的奴隶和唯命是从的王室托儿所的“保姆”,那我们看到的应该是1∶1的比例,因为这是女王“希望”实现的比例。在这样一场世代之间的特殊争斗中,哪一方能取胜呢?这个问题可以用实验来证明。特里弗斯和黑尔两人就用大量的蚂蚁物种进行过这种实验。
我们感兴趣的性比例是有生殖能力的雄虫同雌虫的比例。它们是一些体形大、有翅膀的蚂蚁。每隔一段时间,它们就成群结队从蚁穴飞出进行交配。之后,年轻的女王可能要另外组织新群落。为了估计性比例,有必要对这些带翅膀的个体进行计数。要知道,在许多物种中,有生殖能力的雄虫和雌虫大小悬殊。这种情况使问题更加复杂。因为我们在上一章里已经看到,费希尔有关最适性比例的计算方法只能严格地应用于对雄虫和雌虫进行的投资额,而不能用来计算雄虫和雌虫的数目。特里弗斯和黑尔考虑到了这种情况,因此在实验时对蚂蚁进行过磅。他们使用了20个不同的蚂蚁物种,并对有生殖能力的雄虫和雌虫的投资额计算性比例。他们发现雌雄比例令人信服地接近于3∶1的比例*,从而证实了职虫为其自身利益而实际上操纵一切的理论。
这样,在作为研究对象的那几种蚂蚁中,职蚁好像在这种利害冲突中“取胜”了。这种情况原是不足为奇的,因为职虫个体作为幼虫的守护者自然比女王个体享有更多的实权。试图通过女王个体操纵整群的基因敌不过那些通过职虫个体操纵整群的基因。令人饶有兴趣的是,在哪些特殊情况下女王可以享有比职虫更大的实权呢?特里弗斯和黑尔发现可以在某种特殊情况下严格地考验一下这个理论。
我们知道,某些物种的蚂蚁豢养奴隶。这些役使奴隶的职蚁要么不做任何日常工作,要么就是干起来也笨手笨脚的。它们善于为捕捉奴隶而四处出击。两军对垒、相互厮杀的情况只见于人类和社会性昆虫。在许多蚂蚁物种中有所谓兵蚁的特殊等级,它们具有特别坚硬发达的上下颚作为搏斗的利器,它们专门为自己群体的利益而进攻其他蚁群。这种旨在捕捉奴隶的袭击只不过是它们的战争努力中一种特殊的形式。它们向另一个物种的蚁穴发动攻击,试图杀死对方进行自卫的职蚁或兵蚁,最后掳走对方尚未孵化的幼虫。这些幼虫在掠夺者的蚁穴里被孵化,它们并不“知道”自己已变成奴隶,而是按照固有的神经程序开始工作,完全像在自己的穴里一样履行职责。这些奴隶待在蚁穴里包办了管理蚁穴、清洁卫生、搜集粮食、照料幼虫等各种日常工作,而那些专门捕捉奴隶的职蚁或兵蚁继续出征以掳掠更多的奴隶。
这些奴隶当然不知道它们同女王以及它们照料的幼虫完全没有亲缘关系,这是件好事。它们不知不觉地抚养着一批又一批新的捕捉来的奴隶兵蚁。自然选择在影响奴隶物种的基因时,无疑有利于各种反奴隶制度的适应能力。不过,这些适应能力显然并不是十分有效的,因为奴隶制度是一种普遍现象。
从我们目前论题的观点来看,奴隶制度产生了一种有趣的后果。在捕捉奴隶的物种中,女王可以使性比例朝它“喜欢”的方向发展。这是因为它自己所生的子女,即那些专门捕捉奴隶的蚂蚁不再享有管理托儿所的实权,这种实权现在掌握在奴隶手中。这些奴隶“以为”它们在照顾自己的骨肉兄弟或姐妹,它们所做的大抵无异于它们本来在自己穴里也同样要做的一切,以实现它们希望达到的有利于姐妹的3∶1比例。但专门掳掠奴隶的物种的女王能够采取种种反措施,成功地扭转这种趋势。对奴隶起作用的自然选择不能抵消这些反措施,因为这些奴隶同幼虫并无亲缘关系。
让我们举个例子来说明这种情况。假定在任何一个蚂蚁物种中,女王“试图”把雄性卵子加以伪装,使其闻起来像雌性的卵子。在正常情况下,自然选择对职蚁“识破”这种伪装的任何倾向都是有利的。我们可以设想一场进化上的斗争情景,女王为实现其目的不断“改变其密码”,而职蚁不断进行“破译”。在这场斗争中,谁通过有生殖能力的个体把自己的基因传递到后代体内的数量越多,谁就能取胜。我们在上面已经看到,在正常情况下,职蚁总是获胜的一方。但在一个豢养奴隶的物种中,女王可以改变其密码,而奴隶职蚁却不能发展其破译的任何能力。这是因为奴隶职蚁体内的任何一个“有破译能力”的基因并不存在于任何有生殖能力的个体体内,因此不能遗传下去。有生殖能力的个体全都是属于豢养奴隶的物种,它们同女王而不是同奴隶有亲缘关系。即使奴隶的基因有可能进入任何有生殖能力的个体体内,这些个体也是来自那些被掳掠的奴隶的老家。因此,这些奴隶最多只能忙于对另一套密码进行破译!由于这个缘故,在一个豢养奴隶的物种中,女王因为可以随心所欲地变更其密码而稳操胜券,绝对没有让任何有破译能力的基因进入下一代的风险。
从上面这段比较复杂的论证中得出的结论是,我们应该估计到在豢养奴隶的物种中,繁殖有生殖能力的雌虫和雄虫的比例是1∶1,而不是3∶1。只有在这种特殊情况下女王才能如愿以偿。这就是特里弗斯和黑尔得出的结论,尽管他们仅仅观察过两个豢养奴隶的物种。
我必须强调,我在上面是按照理想的方式进行叙述的。实际生活并非如此简单。譬如说,最为人所熟知的社会性昆虫物种——蜜蜂——似乎是完全违反“常情”的。雄蜂的数量大大超过雌蜂,无论从职蜂还是从蜂后的观点来看,这种现象都难以解释。汉密尔顿为了揭开这个谜,提出了一个可能的答案。他指出,当一只女王飞离蜂房时,总要带走一大群作为随从的职蜂,它们帮这只女王建立一个新群体。这些职蜂从此不再返回老家,因此抚养这些职蜂的代价应该算是繁殖成本的一部分。这就是说,从蜂房每飞走一只女王就必须培育许多额外的职蜂来补缺。对这些额外职蜂所进行的投资应算作对有生殖能力的雌蜂投资额的一部分。在计算性比例的时候,这些额外的职蜂也应在天平上称分量,以求出雌蜂和雄蜂的比例。如果我们这样理解问题的话,这个理论就还是站得住脚的。
这个精巧的理论还有另外一个更加棘手的问题需要解决。在一些物种中,年轻的女王飞出去交配时,与之交配的雄蜂可能不止一只。这意味着女王所生育的女儿之间的亲缘关系平均指数小于,在一些极端的例子里,甚至可能接近。有人把这种现象解释为女王打击职蜂的一种巧妙的手段!不过这种看法似乎不合逻辑。附带说一句,这似乎意味着女王飞出去交配时,职蜂应伴随在侧,只让女王交配一次。但这样做对于这些职蜂本身的基因并没有任何好处——只对下一代职蜂的基因有好处。每一只职蜂所“念念不忘”的是它自身的基因。有些职蜂本来是“愿意”伴随其母亲的,但它们没有这样的机会,因为它们当时还没有出生。一只飞出去交配的年轻女王是这一代职蜂的姐妹,不是它们的母亲。因此,这一代职蜂是站在女王这一边而不是站在下一代职蜂那一边的。下一代的职蜂是它们的侄女辈。好了,就说到这里,我开始感到有点儿晕头转向了,是结束这个话题的时候了。
我在描述膜翅目职虫对其母亲的行为时使用了“耕耘”的比喻。这块田地就是基因田。职虫利用它们的母亲来生产它们自身的基因的拷贝,因为这样比职虫自己从事这项工作更富有成效。源源不断的基因从这条生产流水线上生产出来,包装这些基因的就是有生殖能力的个体。这个“耕耘”的比喻不应与社会性昆虫的另外一种可以被称为“耕耘”的行为混为一谈。社会性昆虫早就发现,在固定的地方耕种粮食作物比狩猎或搜集粮食有效得多,而人类在很久之后才发现这个真理。
譬如说,在美洲有好几个蚂蚁物种以及与这些物种完全无关的非洲白蚁都经营菌圃。最有名的是南美洲的阳伞蚁(parasol ants)。这种蚁的繁殖能力特别强,有人发现有的阳伞蚁种群竟有超过200万个成员。它们筑穴于地下,复杂的甬道和回廊四通八达,深达10英尺(约3米)以上,挖出的泥土多达40吨。地下室内设有菌圃,这种蚂蚁有意识地在其中播种一种特殊品种的菌类。它们把树叶嚼碎,作为特殊的混合肥料。这样,它们的职蚁不必直接搜寻粮食,只要搜集制肥用的树叶就行了。这种群体的阳伞蚁“吃”树叶的“胃口”大得惊人,因此它们就成为一种主要的经济作物害虫。但树叶不是它们的食粮,而是它们的菌类食粮的食粮。菌类成熟后它们收获食用,并用以饲养幼虫。菌类比蚂蚁的胃更能有效地消化吸收树叶里的物质,蚂蚁就是通过这样的过程受益的。菌类虽然被吃掉,但它们本身可能也得到好处,因为蚂蚁促使它们增殖,比它们自己的孢子分散机制更有效。而且这些蚂蚁也为菌圃“除草”,悉心照料菌类,不让其他品种的菌类混迹于其间。由于没有其他菌类与之竞争,蚂蚁自己培植的菌类得以繁殖。我们可以说,在蚂蚁和菌类之间存在某种利他行为的相互关系。值得注意的是,在与这些蚂蚁完全无关的一些白蚁物种中,独立地形成了一种非常相似的培植菌类的制度。
蚂蚁有自己的家畜和自己的农作物。蚜虫——绿蚜虫和类似的昆虫——善于吮吸植物中的汁液。它们非常灵巧地把叶脉中的汁液吮吸干净,但消化这种汁液的效率却远没有吸吮这种汁液的效率高,因此它们会排泄出仍含有部分营养价值的液体。一滴一滴含糖丰富的“蜜汁”从蚜虫的后端泌出,速度非常之快,有时每只蚜虫在1小时内就能分泌出超过其自身体重的蜜汁。在一般情况下,蜜汁像雨点一样洒落在地面上,简直和《旧约全书》里提到的天赐“灵粮”一样。但有好几个物种的蚂蚁会等在那里,准备截获蚜虫排出的食粮。有些蚂蚁会用触角或腿抚摩蚜虫的臀部来“挤奶”,蚜虫也做出积极的反应,有时故意不排出汁液,等到蚂蚁抚摩时才让汁液滴下。如果那只蚂蚁还没有准备好接受它的话,有时蚜虫甚至把一滴汁液缩回体内。有人认为,一些蚜虫为了更好地吸引蚂蚁,其臀部经过演化已取得与蚂蚁脸部相像的外形,抚摩起来的感觉也和抚摩蚂蚁的脸部一样。蚜虫从这种关系中得到的好处显然是安全的保障,不受其天然敌人的攻击。像我们牧场里的乳牛一样,它们过着一种受到庇护的生活。由于蚜虫经常受到蚁群的照料,它已丧失其正常的自卫手段。有的蚂蚁把蚜虫的卵带回地下蚁穴妥善照顾,并饲养蚜虫的幼虫。最终,幼虫长大后蚂蚁又轻轻地把它们送到地面上受到蚁群保护的放牧场地里。
不同物种成员之间的互利关系叫作互利共生或共生。不同物种的成员往往能相互提供许多帮助,因为它们可以利用各自不同的“技能”为合作关系做出贡献。这种基本不对称性能够导致相互合作的进化稳定策略。蚜虫天生长了一副适宜吮吸植物汁液的口器结构,但这种口器结构不利于自卫。蚂蚁不善于吮吸植物的汁液,但它们善于战斗。照料和庇护蚜虫的蚂蚁基因在基因库中一贯处于有利地位。在蚜虫的基因库中,促进蚜虫与蚂蚁合作的基因也一贯处于有利地位。
互利的共生关系在动植物界中是一种普遍现象。地衣从表面上看同任何其他植物个体一样,而事实上它却是在菌类和绿海藻之间关系密切的共生体。两者相依为命,分离就不能生存。要是它们之间的共生关系再稍微密切那么一点儿的话,我们就不能再说地衣是由两种有机体组成的了。也许世界上存在一些我们还没有辨认出来的,由两个或多个有机体组成的共生体。说不定我们自己就是吧!
我们体内的每个细胞里有许多被称为线粒体的微粒。这些线粒体是化学工厂,负责提供我们所需的大部分能量。如果没有了线粒体,要不了几秒钟我们就会死亡。最近有人提出这样的观点,认为线粒体原来是共生微生物,在进化的早期就同我们这种类型的细胞结合在一起。对我们体内细胞中的其他一些微粒,有人也提出了类似的看法。对诸如此类的革命性论点人们需要有一段认识的过程,但现在已到了认真考虑这种论点的时候了。我估计我们终将接受这样一个更加激进的论点:我们的每一个基因都是一个共生单位。我们自己就是庞大的共生基因的群体。当然现在还谈不上证实这种论点的“证据”,但正如我在前几章中已试图说明的那样,我们对有性物种中基因如何活动的看法,其实就支持了这种论点。这个论点的另一个说法是:病毒可能就是脱离了像我们这种“群体”的基因。病毒纯由DNA(或与之相似的自我复制因子)组成,外面裹着一层蛋白质。它们都是寄生的。这种说法认为,病毒是由逃离群体的“叛逆”基因演化而来,它们如今通过空气直接从一个个体转移到另一个个体,而不是借助于更寻常的载运工具——精子和卵子。假设这种论点是正确的,我们完全可以把自己看成病毒的群体!有些病毒是共生的,它们相互合作,通过精子和卵子从一个个体转移到另一个个体,这些都是普通的“基因”。其他一些是寄生的,它们通过一切可能的途径从一个个体转到另一个个体。如果寄生的DNA通过精子和卵子转移到另一个个体,它也许就是我在第3章里提到的那种属于“看似矛盾”的多余的DNA。如果寄生的DNA通过空气或其他直接途径转移到另一个个体,它就是我们通常所说的“病毒”。
但这些都是我们要在以后思考的问题。目前我们正在探讨的问题是发生在更高一级关系上的共生现象,即多细胞有机体之间的而不是它们内部的共生现象。共生现象这个字眼按照传统用法是指不同物种的个体之间的联系(associations)。不过,我们既然已经避开了“物种利益”的进化观点,就没有理由认为不同物种的个体之间的联系和同一物种的个体之间的联系有什么不同。一般来说,如果各方从联系中获得的东西比付出的东西多,这种互利的联系就是能够进化的。不管我们说的是同一群鬣狗中的个体,还是完全不同的生物如蚂蚁和蚜虫,或者蜜蜂和花朵,这一原则都普遍适用。事实上,要把确实是双向的互利关系和纯粹是单方面的利用区别开来可能是困难的。
如果联系的双方,如结合成地衣的两方,在提供有利于对方的东西的同时接受对方提供的有利于自身的东西,那我们对于这种互利的联系的进化在理论上就很容易想象了。但如果一方施惠于另一方之后,另一方却迟迟不报答,那就要发生问题。这是因为对方在接受恩惠之后可能会变卦,到时拒不报答。这个问题的解决办法是耐人寻味的,值得我们详细探讨。我认为,用一个假设的例子来说明问题是最好的办法。
假设有一种非常令人厌恶的蜱寄生在某种小鸟身上,而这种蜱又带有某种危险的病菌,所以必须尽早消灭这些蜱。一般说来,小鸟用嘴梳理自己的羽毛时能够把蜱剔除掉,可是有一个鸟嘴达不到的地方——它的头顶。对我们人类来说这个问题很容易解决。一个个体可能接触不到自己的头顶,但请朋友代劳一下是毫不费事的。如果这个朋友以后也受到寄生虫的折磨,这时你就可以以德报德。事实上,在鸟类和哺乳动物中,相互梳理整饰羽毛的行为是十分普遍的。
这种情况立刻产生一种直观的意义。个体之间做出相互方便的安排是一种明智的办法。任何具有自觉预见能力的人都能看到这一点。但我们已经学会,要对那些凭直觉看起来明智的现象保持警觉。基因没有预见能力。对于相互帮助行为,或“相互利他行为”中,做好事与报答之间相隔一段时间这种现象,自私基因的理论能够解释吗?威廉斯在他1966年出版的书中扼要地讨论过这个问题,我在前面已经提到。他得出的结论和达尔文的一样,即延迟的相互利他行为在其个体能够相互识别并记忆的物种中是可以进化的。特里弗斯在1971年对这个问题做了进一步的探讨。但当他进行有关这方面的写作时,他还没有看到史密斯提出的有关进化稳定策略的概念。如果他那时已经看到的话,我估计他是会加以利用的,因为这个概念很自然地表达了他的思想。他提到“囚徒窘境”——博弈论中一个人们特别喜爱的难题,这说明他当时的思路和史密斯的已不谋而合。
假设B头上有一只寄生虫,A为它剔除掉。不久以后,A头上也有了寄生虫,A当然去找B,希望B也为它剔除掉,作为报答。结果B嗤之以鼻,掉头就走。B是个骗子,这种骗子接受了别人的恩惠,但不感恩图报,或者即使有所报答,但做得也不够。和不分青红皂白的利他行为者相比,骗子的收获要大,因为它不花任何代价。当然,别人为我剔除掉危险的寄生虫是件大好事,而我为别人梳理整饰一下头部只不过是小事一桩,但毕竟也要付出一些代价,还是要花费一些宝贵的精力和时间的。
假设种群中的个体采取两种策略中的任何一种。和史密斯所做的分析一样,我们所说的策略不是指有意识的策略,而是指由基因安排的无意识的行为程序。我们姑且把这两种策略分别称为傻瓜和骗子。傻瓜为所有人梳理整饰头部,不问对象,只要对方需要。骗子接受傻瓜的利他行为,但却不为别人梳理整饰头部,即使别人以前为它整饰过也不报答。像鹰和鸽的例子那样,我们随意决定一些计算得失的分数,至于准确的价值是多少,那是无关紧要的,只要被整饰者得到的好处大于整饰者花费的代价就行。在寄生虫猖獗的情况下,一个傻瓜种群中的任何一个傻瓜都可以指望别人为它整饰的次数和它为别人整饰的次数大约相等。因此,在傻瓜种群中,任何一个傻瓜的平均得分是正数。事实上,这些傻瓜都干得很出色,傻瓜这个称号看来似乎对它们不太适合。现在假设种群中出现了一个骗子。由于它是唯一的骗子,它可以指望别人都为它效劳,而它从不报答别人,它的平均得分因而比任何一个傻瓜都高。骗子基因在种群中开始扩散开来,傻瓜基因很快就要被挤掉。这是因为骗子总归胜过傻瓜,不管它们在种群中的比例如何。譬如说,种群里傻瓜和骗子各占一半,在这样的种群里,傻瓜和骗子的平均得分都低于全部由傻瓜组成的种群里任何一个个体。不过,骗子的境遇还是比傻瓜好些,因为骗子只管捞好处而从不付出任何代价,不同的只是这些好处有时多些,有时少些而已。当种群中骗子所占的比例达到90%时,所有个体的平均得分变得很低:不管骗子也好,傻瓜也好,它们很多都因患蜱所带来的传染病而死亡。即使是这样,骗子还是比傻瓜合算。哪怕整个种群濒于灭绝,傻瓜的情况也永远不会比骗子好。因此,如果我们考虑的只限于这两种策略,没有什么东西能够阻止傻瓜的灭绝,而且整个种群大概也难逃覆灭的厄运。
现在让我们假设还有第三种被称为斤斤计较者的策略。斤斤计较者愿意为没有打过交道的个体整饰,而且为它整饰过的个体,它更不忘记报答。可是哪个骗了它,它就要牢记在心,以后不肯再为这个骗子服务。在由斤斤计较者和傻瓜组成的种群中,前者和后者混在一起,难以分辨。两者都为别人做好事,两者的平均得分都同样高。在一个骗子占多数的种群中,一个孤单的斤斤计较者不能取得多大的成功。它会花掉很大的精力去为它遇到的大多数个体整饰一番——由于它愿意为从未打过交道的个体服务,它要等到它为每一个个体都服务过一次才能罢休。因为除它以外都是骗子,因此没有谁愿意为它服务,它也不会上第二次当。如果斤斤计较者少于骗子,斤斤计较者的基因就要灭绝。可是,斤斤计较者一旦能够使自己的队伍扩大到一定的比例,它们遇到自己人的机会就越来越大,甚至足以抵消它们为骗子效劳而浪费掉的精力。在达到这个临界比例之后,它们的平均得分就比骗子高,从而加速骗子的灭亡。在骗子尚未全部灭绝之前,它们灭亡的速度会缓慢下来,在一个相当长的时期内成为少数派。因为对已经为数很少的骗子来说,它们再度碰上同一个斤斤计较者的机会很小。因此,这个种群中对某一个骗子怀恨在心的个体是不多的。
我在描述这几种策略时好像给人以这样的印象:凭直觉就可以预见到情况会如何发展。其实,这一切并不是如此显而易见的。为了避免出差错,我在计算机上模拟了整个事物发展的过程,证实这种直觉是正确的。斤斤计较的策略被证明是一种进化稳定策略,斤斤计较者优越于骗子或傻瓜,因为在斤斤计较者占多数的种群中,骗子或傻瓜都难以逞强。不过骗子也是ESS,因为在骗子占多数的种群中,斤斤计较者或傻瓜也难以逞强。一个种群可以处于这两个ESS中的任何一个状态。在较长的一个时期内,种群中的这两个ESS可能交替取得优势。按照得分的确切价值——用于模拟的假定价值当然是随意决定的——这两种稳定状态中的一种具有一个较大的“引力区”,因此这种稳定状态易于实现。值得注意的是,尽管一个骗子的种群可能比一个斤斤计较者的种群更易于灭绝,但这并不影响前者作为ESS的地位。如果一个种群所处的ESS地位最终还是驱使它走上灭绝的道路,那么抱歉得很,它舍此别无他途。*
观看计算机进行模拟是很有意思的。模拟开始时傻瓜占大多数,斤斤计较者占少数,但正好在临界频率之上;骗子也属少数,与斤斤计较者的比例相仿。骗子对傻瓜进行的无情剥削首先在傻瓜种群中触发了剧烈的崩溃。骗子激增,随着最后一个傻瓜的死去而达到高峰。但骗子还要应付斤斤计较者。在傻瓜急剧减少时,斤斤计较者在日益取得优势的骗子的打击下也缓慢地减少,但仍能勉强地维持下去。在最后一个傻瓜死去之后,骗子不再能够跟以前一样那么随心所欲地进行自私的剥削。斤斤计较者在抗拒骗子剥削的情况下开始缓慢地增加,并逐渐取得稳步上升的势头。接着斤斤计较者突然激增,骗子从此处于劣势并逐渐接近灭绝的边缘。由于处于少数派的有利地位时受到斤斤计较者怀恨的机会相对地减少,骗子得以苟延残喘。不过,骗子的覆灭是不可挽回的,它们最终将慢慢地相继死去,留下斤斤计较者独占整个种群。说起来似乎有点自相矛盾,在最初阶段,傻瓜的存在实际上威胁到斤斤计较者的生存,因为傻瓜的存在带来了骗子的短暂繁荣。
附带说一句,我在假设的例子中提到的不相互整饰的危险性并不是虚构的。处于隔离状态的老鼠往往因舌头舔不到头部而长出疮来。有一个试验表明,群居的老鼠没有这种毛病,因为它们相互舔对方的头部。为了证实相互利他行为的理论是正确的,我们可以进行有趣的试验,而老鼠又似乎是适合于这种试验的对象。
特里弗斯讨论过清洁工鱼(cleaner-fish)奇怪的共生现象。已知有50个物种,其中包括小鱼和小虾,靠为其他物种的大鱼清除身上的寄生虫来维持生活。大鱼显然因为有生物为它们做清洁工作而得到好处,而做清洁工的鱼虾同时可以从中获得大量食物。这样的关系就是共生关系。在许多情况下,大鱼张大嘴巴,让清洁工游入嘴内,为自己剔牙,然后让它们通过鱼鳃游出,顺便把鱼鳃也打扫干净。有人认为,狡猾的大鱼完全可以等清洁工打扫完毕之后把它吞掉。不过在一般情况下,大鱼总是让清洁工游出,碰都不碰它一下。这显然是一种难能可贵的利他行为,因为大鱼平日吞食的小鱼小虾就和清洁工鱼一样大小。
清洁工鱼具有特殊的条纹和特殊的舞姿作为标记,大鱼往往不吃具有这种条纹的小鱼,也不吃以这样的舞姿接近它们的小鱼。相反,它们一动不动,像进入了昏睡状态一样,让清洁工无拘无束地打扫它们的外部和内部。出于自私基因的禀性,不择手段的骗子总是乘虚而入。有些物种的小鱼活像清洁工,也学会了清洁工的舞姿以便安全地接近大鱼。当大鱼进入它们预期的昏睡状态之后,骗子不是为大鱼清除寄生虫,而是咬掉一大块鱼鳍,掉头溜之大吉。尽管骗子乘机捣乱,清洁工鱼和它们为之服务的大鱼之间的关系一般来说还是融洽、稳定的。清洁工鱼的活动在珊瑚礁群落的日常生活中起着重要的作用。每一条清洁工鱼都有自己的领地,有人看见过一些大鱼像理发店里排队等候理发的顾客一样排着队,等候清洁工鱼依次为它们搞清洁工作。这种坚持在固定地点活动的习性可能就是延迟的相互利他行为形成的原因。大鱼能够一再惠顾同一所“理发店”而不必每次都要寻找新的清洁工鱼,因此,大鱼肯定感觉到这样做要比吃掉清洁工鱼好处大。清洁工鱼本来都是些小鱼,因此这种情况是不难理解的。当然,模仿清洁工鱼的骗子可能间接地危害到真正的清洁工鱼的利益,因为这种欺骗行为迫使大鱼吃掉一些带有条纹的、具有清洁工鱼那种舞姿的小鱼。然而真正的清洁工鱼坚持在固定地点营业,这样,它们的顾客就能找上门来,同时又可以避开骗子。
人类发展出了良好的长期记忆和个体识别能力。因此,我们可以预期利他主义在人类进化中发挥了重要作用。特里弗斯走得更远,他暗示,嫉妒、内疚、感激、同情心等等人类心理特征是人类为了提高欺骗、反欺骗与避免被视为骗子的能力,通过自然选择而形成的。特别有趣的是有一种狡猾的骗子,他们似乎是互惠利他的,但是他们始终得到更多而付出更少。人类肿胀的大脑和精于理性算计的特征,甚至有可能就是随着越来越精致的欺骗和越来越强大的反欺骗机制进化而来的。
当我们把相互利他行为的概念运用于我们自己这一物种时,我们对这种概念可能产生的各种后果可以进行无穷无尽的耐人寻味的推测。尽管我也很想谈谈自己的看法,可是我的想象力并不比你们强。还是让读者自己以此自娱吧!
第11章 觅母:新的复制因子
行文至此,我还没有对人类做过殊为详尽的论述,尽管我并非故意回避这个论题。我之所以使用“生存机器”这个词,部分原因是“动物”的范围不包括植物,而且在某些人的心目中也不包括人类。我所提出的一些论点应该说确实适用于一切在进化历程中形成的生物。如果有必要把某一物种排除在外,那肯定是因为存在某些充分的具体的理由。我们说我们这个物种是独特的,有没有充分理由呢?我认为是有的。
总而言之,我们人类的独特之处可以归结为一个词——文化。我是作为一个科学工作者使用这个字眼的,它并不带有通常的那种势利的含义。文化的传播有一点和遗传相类似,即它能导致某种形式的进化,尽管从根本上来说,这种传播是有节制的。乔叟(Geoffrey Chaucer)不能够和一个现代英国人进行交谈,尽管他们之间有大约20代英国人把他们联结在一起,而其中每代人都能和其上一代或下一代的人交谈:就像儿子同父亲说话一样,能够彼此了解。语言看来是通过非遗传途径“进化”的,而且其速率比遗传进化快几个数量级。
文化传播并非为人类所独有。据我所知,詹金斯(P.F.Jenkins)最近提供的例子最好不过地说明了人类之外的文化传播。新西兰附近一些海岛上栖息着一种叫黑背鸥的鸟,它们善于歌唱。在他工作的那个岛上,这些鸟经常唱的歌包括大约9支曲调完全不同的歌曲。任何一只雄鸟只会唱这些歌曲中的一支或少数几支。这些雄鸟可以按鸟语的不同被分为几个群体。譬如说,由8只相互毗邻的雄鸟组成的一个群体,它们唱的是一首可以被称为CC调的特殊歌曲。其他鸟语群体的鸟唱的是不同的歌曲。有时一个鸟语群体的成员都会唱的歌曲不止一首。詹金斯对父子两代所唱的歌曲进行了比较之后,发现歌的曲式是不遗传的。年轻的雄鸟往往能够通过模仿将邻近地盘的鸟的歌曲学过来。这种情况和我们人类学习语言一样,在詹金斯待在岛上的大部分时间里,岛上的歌曲是固定的几首,它们构成一个“曲库”(song pool)。每一只年轻的雄鸟都可以从这个歌库里选用一两首作为自己演唱的歌曲。詹金斯有时碰巧很走运,他目睹耳闻过这些小鸟是如何“发明”一首新歌的,这种新歌是由于它们模仿老歌时的差错而形成的。他写道:“我通过观察发现,新歌的产生是由于音调高低的改变、音调的重复、一些音调的省略以及其他歌曲的一些片段的组合等各种原因……新曲调的歌是突然出现的,它在几年之内可以稳定不变。而且,若干例子表明,这种新曲调的歌可以准确无误地传给新一代的歌手,从而形成唱相同歌曲的明显一致的新群体。”詹金斯把这种新歌的起源称作“文化突变”(cultural mutations)。
黑背鸥的歌曲确实是通过非遗传途径进化的。有关鸟类和猴子的文化进化还可以举一些其他的例子,但它们都不过是趣闻而已,只有我们这种物种才能真正表明文化进化的实质。语言仅仅是许多例子中的一个罢了,时装、饮食习惯、仪式和风俗、艺术和建筑、工程和技术等,所有这一切在历史的长河中不断地进化,其方式看起来好像是高速度的遗传进化,但实际上却与遗传进化无关。不过,和遗传进化一样,这种变化可能是渐进的。从某种意义上来说,现代科学事实上比古代科学优越,这是有其道理的。随着时间一个世纪一个世纪地流逝,我们对宇宙的认识不断改变,而且逐步加深。我们应当承认,目前科技不断取得突破的局面只能追溯到文艺复兴时期,在文艺复兴以前人们处在一个蒙昧的停滞不前的时期。在这个时期里,欧洲科学文化静止于希腊人所达到的水平上。但正像我们在第5章里所看到的那样,遗传进化也能因存在于一种稳定状态同另一种稳定状态之间的那一连串的突发现象而取得进展。
经常有人提到文化进化与遗传进化之间的相似之处,但有时过分渲染,使之带有完全不必要的神秘色彩。波珀爵士(Sir Karl Popper)专门阐明了科学进步与通过自然选择的遗传进化之间的相似之处。我甚至打算对诸如遗传学家卡瓦利-斯福尔泽(L.L.Cavalli-Sforza)、人类学家克洛克(F.T.Cloak)和动物行为学家卡伦(J.M.Cullen)等人正在探讨的各个方面进行更加深入的研究。
我的一些热心的达尔文主义者同行对人类行为进行了解释,但我作为一个同样热心的达尔文主义者,对他们的解释并不满意。他们试图在人类文明的各种属性中寻找“生物学上的优越性”。例如,部落的宗教信仰一向被认为是旨在巩固群体特征的一种手段,它对成群出猎的物种特别有用,因为这种物种的个体依靠集体力量去捕捉大型的、跑得快的动物。以进化论作为先入之见形成的这些理论常常含有类群选择的性质,不过我们可以根据正统的基因选择观点来重新说明这些理论。在过去的几百万年中,人类很可能大部分时间生活在有亲缘关系的小规模群体中,亲属选择和有利于相互利他行为的选择很可能对人类的基因发生过作用,从而形成了我们的许多基本的心理特征和倾向。这些想法就其本身来说好像是言之成理的,但我总认为它们还不足以解释诸如文化、文化进化以及世界各地人类各种文化之间的巨大差异等这些深刻的、难以解决的问题。它们无法解释特恩布尔(Colin Turnbull)描绘的乌干达的艾克族人(Ik of Uganda)那种极端的自私性或米德(Margaret Mead)的阿拉佩什人(Arapesh)那种温情脉脉的利他主义。我认为,我们必须再度求助于基本原则,重新进行解释。我要提出的论点是,要想了解现代人类的进化,必须首先把基因抛开,不把它作为我们进化理论的唯一根据。前面几章既然出自我的笔下,而现在我又提出这样的论点似乎使人觉得有点意外。我是达尔文主义的热情支持者,但我认为达尔文主义的内容异常广泛,不应局限于基因这样一个狭窄的范畴内。在我的论点里,基因只是起到类比的作用,仅此而已。
那么基因到底有什么地方是如此异乎寻常呢?我们说,它们是复制因子。在人类可即的宇宙里,物理定律应该是无处不适用的。有没有这样一些生物学的原理,它们可能也具有相似的普遍适用的性质?当宇航员飞到遥远的星球去寻找生命时,他们可能发现一些我们难以想象的令人毛骨悚然的怪物。但在一切形式的生命中——不管这些生命出现在哪里,也不管这些生命的化学基础是什么——有没有任何物质是共同一致的?如果说以硅而不是以碳,或以氨而不是以水为其化学基础的生命形式存在的话,如果说发现一些生物在-100℃就被烫死,如果说发现一种生命形式完全没有化学结构而只有一些电子混响电路的话,那么,还有没有对一切形式的生命普遍适用的原则?显而易见,我是不知道的。不过,如果非要我打赌不可的话,我会将赌注押在这样一条基本原则上,即一切生命都通过复制实体的差别性生存而进化的定律。*基因,即DNA分子,正好就是我们这个星球上普遍存在的复制实体。也可能还有其他实体,如果有的话,只要符合某些其他条件,它们几乎不可避免地要成为一种进化过程的基础。
但是难道我们一定要到遥远的宇宙去才能找到其他种类的复制因子,以及其他种类的随之而来的进化现象吗?我认为就在我们这个星球上,最近出现了一种新型的复制因子。它就在我们眼前,不过它还在幼年期,还在它的原始汤里笨拙地漂流着。但它正在推动进化的进程,速度之快令原来的因子望尘莫及。
这种新汤就是人类文化的汤。我们需要为这个新的复制因子取一个名字。这个名字要能表达作为一种文化传播单位或模仿单位的概念。“mimeme”这个词出自一个恰当的希腊词词根,但我希望有一个单音节的词,听上去有点像“gene”(基因)。如果我把“mimeme”这个词缩短为meme(觅母)**,切望我的古典派朋友们多加包涵。我们既可以认为meme与memory(记忆)有关,也可以认为与法语Même(同样的)有关,如果这样能使某些人感到一点慰藉的话。这个词念起来应与“cream”合韵。
曲调、概念、妙句、时装、制锅或建造拱廊的方式等都是觅母。正如基因通过精子或卵子从一个个体转移到另一个个体,从而在基因库中进行繁殖一样,觅母通过广义上可以称为模仿的过程从一个大脑转移到另一个大脑,从而在觅母库中进行繁殖。一个科学家如果听到或看到一个精彩的观点,会把这一观点传达给他的同事和学生,他写文章或讲学时也提及这个观点。如果这个观点得以传播,我们就可以说这个观点正在进行繁殖,从一些人的大脑散布到另一些人的大脑。正如我的同事汉弗莱(N.K.Humphrey)对本章初稿的内容进行概括时精辟地指出的那样:“觅母应该被看成一种有生命力的结构,这不仅仅是比喻的说法,而是有学术含义的。*当你把一个有生命力的觅母移植到我的心田上时,事实上你把我的大脑变成了这个觅母的宿主,使之成为传播这个觅母的工具,就像病毒寄生于一个宿主细胞的遗传机制一样。这并非凭空说说而已,可以举个具体的例子,‘死后有灵的信念’这一觅母事实上能够变成物质,它作为世界各地人民的神经系统里的一种结构,千百万次地取得物质力量。”
让我们研究一下“上帝”这个概念。我们不知道它最初是怎样在觅母库中产生的,它大概经过许多次独立“突变”过程才出现。不管怎样,“上帝”这个概念确实是非常古老的。它怎样进行自身复制呢?它通过口头的言语和书面的文字,在伟大的音乐和伟大的艺术的协助下,进行复制传播。它为什么会具有这样高的生存价值呢?你应当记住,这里的“生存价值”不是指基因在基因库里的价值,而是指觅母在觅母库里的价值。这个问题的真正含义是,到底是什么东西赋予了“上帝”这一概念在文化环境中的稳定性和渗透性(penetrance)。上帝觅母在觅母库里的生存价值来自它具有的强大的心理号召力。“上帝”这一概念对于有关生存的一些深奥而又使人苦恼的问题提供了一个表面上好像是言之有理的答案。它暗示今世的种种不公平现象可以在来世中得到改正。上帝伸出了“永恒的双臂”来承受我们人类的种种缺陷,宛如医生为病人开的一味安慰剂,由于精神上的作用也会产生一定的效果。上帝这个偶像之所以为人们所乐于接受,并一代一代地在人们大脑里复制传播,其部分理由即在于此。我们可以说,在人类文化提供的环境中,上帝这个形象是存在于具有很高生存价值或感染力的觅母形式中的。
我的一些同事对我说,我这种关于上帝觅母的生存价值的说法是以未经证实的假设作为论据的。归根到底,他们总是希望回到“生物学上的优越性”上去。对他们而言,光说上帝这个概念具有“强大的心理号召力”是不够的,他们想知道这个概念为什么会有如此强大的心理号召力。心理号召力是指对大脑的感召力,而大脑意识的形成又是基因库里基因自然选择的结果。他们企图找到这种大脑促进基因生存的途径。
我对这种态度表示莫大的同情,而且我毫不怀疑,我们现在这个模样的大脑确实具有种种遗传学上的优越性。但我认为,我的这些同事如果仔细地研究一下自己的假设所根据的那些基本原则,就会发现,他们和我一样都在以未经证实的假设作为论据。从根本上说,我们试图以基因的优越性来解释生物现象是可取的做法,因为基因都能复制。原始汤分子一具备能够进行自身复制的条件,复制因子就开始繁盛了起来。30多亿年以来,DNA始终是我们这个世界上唯一值得一提的复制因子,但它不一定要永远享有这种垄断权。新型复制因子能够进行自我复制的条件一旦形成,这些新的复制因子必将开始活动,而且开创自己的崭新类型的进化进程。这种新进化发轫后,完全没有理由要从属于老的进化。原来基因选择的进化过程创造了大脑,从而为第一批觅母的出现准备了“汤”。能够进行自我复制的觅母一问世,它们自己所特有的那种类型的进化就开始了,而且速度要快得多。遗传进化的概念在我们生物学家的大脑里已根深蒂固,因此我们往往会忘记,遗传进化只不过是许多可能发生的进化现象之中的一种而已。
广义地说,觅母通过模仿的方式进行自我复制。但正如能够自我复制的基因也并不是都善于自我复制一样,觅母库里有些觅母比另外一些觅母能够取得更大的成功。这种过程和自然选择相似。我已具体列举过一些有助于提高觅母生存价值的特性。但一般地说,这些特性必然和我们在第2章里提到过的复制因子的特性是一样的:长寿、生殖力和精确的复制能力。相对而言,任何一个觅母拷贝是否能够长寿可能并不重要,这对某一个基因拷贝来说也一样。《友谊天长地久》(Auld Lang Syne)*这个曲调拷贝萦绕在我的脑际,但我的生命结束之日,也就是我头脑里的这个曲调终了之时,印在我的一本《苏格兰学生歌曲集》里的这同一首曲调的拷贝会存在得久些,但也不会太久。但我可以预期,萦绕于人们脑际或印在其他出版物上的同一曲调的拷贝就是再过几个世纪也不致湮灭。和基因的情况一样,对某些具体的拷贝而言,生殖力比长寿重要得多。如果说觅母这个概念是一个科学概念,那么它的传播将取决于它在一群科学家中受到多大的欢迎。它的生存价值可以根据它在连续几年的科技刊物中出现的次数来估算。**如果它是一个大众喜爱的调子,我们可以从街上用口哨吹这个调子的行人的多寡来估算这个调子在觅母库中扩散的程度;如果它是女鞋式样,我们可以根据鞋店的销售数字来估计。有些觅母和一些基因一样,在觅母库中只能短期内迅猛地扩散,但不能持久,流行歌曲和高跟鞋就属这种类型。至于其他,如犹太人的宗教律法等可以流传几千年历久不衰,这通常是由于见诸文字记载的东西拥有巨大的潜在永久性。
说到这里,我要谈谈成功的复制因子的第三个普遍的特性:精确的复制能力。关于这一点,我承认我的论据不是十分可靠的。乍看起来,觅母好像完全不是能够精确进行复制的复制因子。每当一个科学家听到一个新的概念并把它转告给其他人的时候,他很可能变更其中的某些内容。我在本书中很坦率地承认特里弗斯的观点对我的影响非常之大,然而,我并没有在本书中逐字逐句地照搬他的观点,而是将其内容重新安排糅合以适应我的需要,有时改变其着重点,或把他的观点和我自己的或其他的想法混合在一起。传给你的觅母已经不是原来的模样。这一点看起来和基因传播所具有的那种颗粒性的(particulate)、全有或全无的遗传特性大不相同。看来觅母传播受到连续发生的突变以及相互混合的影响。
不过,这种非颗粒性表面现象也可能是一种假象,因此与基因进行类比还是能站得住脚的。如果我们再看一看诸如人的身高或肤色等许多遗传特征,似乎不像是不可分割和不可混合的基因发挥作用的结果。如果一个黑人和一个白人结婚,这对夫妇所生子女的肤色既不是黑色也不是白色,而是介乎两者之间。这并不是说有关的基因不是颗粒性的,事实是,与肤色有关的基因是如此之多,而且每一个基因的影响又是如此之小,以至于看起来它们是混合在一起了。迄今为止,我对觅母的描述可能给人以这样的印象,即一个觅母单位的组成好像是一清二楚的。当然事实上还远远没有弄清楚。我说过一个调子是一个觅母,那么,一部交响乐又是什么呢?它是由多少觅母组成的呢?是不是每一个乐章都是一个觅母,还是每一个可辨认的旋律、每一小节、每一个和音或其他什么都算一个觅母呢?
在这里,我又要求助于我在第3章里使用过的方法。我当时把“基因复合体”(gene complex)分成大的和小的遗传单位,单位之下再分单位。基因的定义不是严格地按全有或全无的方式制定的,而是为方便起见而划定的单位,即染色体的一段,其复制的精确性足以使之成为自然选择的一个独立存在的单位。如果贝多芬的《第九交响曲》中某一小节具有与众不同的特色,使人听后难以忘怀,因此值得把它从整部交响乐中抽出,作为某个令人厌烦的欧洲广播电台的呼号,那么,从这个意义上说,也可被称为一个觅母。附带说一句,这个呼号已大大削弱了我对原来这部交响乐的欣赏能力。
同样,当我们说所有的生物学家如今都笃信达尔文学说的时候,我们并不是说每一个生物学家都有一份达尔文本人说过的话的拷贝原封不动地印在他的脑海中,而是每一个人都有解释达尔文学说的方式。他很可能是从比较近的著作里读到达尔文学说的,而并没有读过达尔文本人在这方面的原著。达尔文说过的东西,就其细节而言,有很多是错误的。如果达尔文能看到拙著,或许辨别不出其中哪些是他原来的理论。不过我倒希望他会喜欢我表达他的理论的方式。尽管如此,每一个理解达尔文学说的人的脑海里都存在一些达尔文主义的精髓,不然的话,所谓两个人看法一致的说法似乎也就毫无意义了。我们不妨把一个“概念觅母”看成一个可以从一个大脑传播到另一个大脑的实体。因此,达尔文学说这一觅母就是一切懂得这一学说的人在大脑中所共有的概念的主要基础。按定义说,人们阐述这个学说的不同方式不是觅母的组成部分。如果达尔文学说能够再被分割成小一些的组成部分,有些人相信A部分而不相信B部分,另一些人相信B部分而不相信A部分,这样,A与B两部分应该看成两个独立的觅母。如果相信A部分的人大多数同时相信B部分——用遗传的术语来说,这些觅母是密切连锁在一起的——那么,为了方便起见,可以把它们当作一个觅母。
让我们把觅母和基因的类比继续进行下去。自始至终,我在这本书中一直强调不能把基因看作自觉的、有目的的行为者,可是,盲目的自然选择使它们的行为好像带有目的性。因此,用带有目的性的语言来描绘基因的活动,正如使用速记一样有其方便之处。例如当我们说“基因试图增加它们在未来基因库中的数量”,我们的真正意思是“凡是由于基因本身的行为而使自己在未来的基因库中的数量增加的,往往就是我们在这个世界上所看到的那些有效基因”。正如我们为了方便把基因看成积极的、为自身生存进行有目的的工作的行为者,我们同样可以把觅母视为具有目的性的行为者。基因也好,觅母也好,都没有任何神秘之处。我们说它们具有目的性不过是一种比喻的说法。我们已经看到,在论述基因的时候,这种比喻的说法是有成效的。我们对基因甚至用了“自私”“无情”这样的词汇。我们清楚地知道,这些说法仅仅是一种修辞方法。我们是否可以本着同样的精神去寻找自私的、无情的觅母呢?
这里牵涉有关竞争的性质这样一个问题。凡是存在有性生殖的地方,每一个基因都同它的等位基因进行竞争,这些等位基因就是与它们争夺染色体上同一位置的对手。觅母似乎不具备相当于染色体的东西,也不具备相当于等位基因的东西。我认为从某种微不足道的意义上来说,许多概念可以说是具有“对立面”的。但一般来说,觅母和早期的复制因子相似,它们在原始汤中混混沌沌地自由漂荡,而不像现代基因那样,在染色体的队伍里整齐地配对成双。那么这样说来,觅母究竟在如何相互竞争?如果它们没有等位觅母,我们能说它们“自私”或“无情”吗?回答是——我们可以这么说,因为从某种意义上说,觅母之间可能进行着某种类型的竞争。
任何一个使用数字计算机的人都知道计算机的时间和记忆存储空间是非常宝贵的。在许多的大型计算机中心,这些时间和空间事实上是以金额来计算成本的。或者说,每个计算机使用者可以分配到一段以秒计算的时间和一部分以“字数”计算的空间。觅母存在于人的大脑中,大脑就是计算机。*时间可能是一个比存储空间更重要的限制因素,因此是激烈竞争的对象。人的大脑以及由其控制的躯体只能同时进行一件或少数几件工作。如果一个觅母想要控制人脑的注意力,它必须为此排除其他“对手”觅母的影响。成为觅母竞争对象的其他东西是收听广播和看电视的时间、广告面积、报纸版面以及图书馆里的书架面积。
我们在第3章中已经看到,基因库里可以产生相互适应的基因复合体。与蝴蝶模拟行为有关的一大组基因在同一条染色体上如此紧密相连,以至于我们可以把它们视为一个基因。在第5章,我们谈到一组在进化上稳定的基因这个较为复杂的概念。在肉食动物的基因库里,相互配合的牙齿、脚爪、肠胃和感觉器官得以形成,而在草食动物的基因库里,出现了另一组不同的稳定特性。在觅母库里会不会出现类似的情况呢?譬如说,上帝觅母是否已同其他的觅母结合在一起,而这种结合的形式是否有助于参加这些结合的各个觅母的生存?也许我们可以把一个有组织的教堂,连同它的建筑、仪式、法律、音乐、艺术以及成文的传统等视为一组相互适应的、稳定的、相辅相成的觅母。
让我举一个具体的例子来说明问题。教义中有一点对强迫信徒遵守教规是非常有效的,那就是罪人遭受地狱火惩罚的威胁。很多小孩,甚至有些成年人相信,如果他们违抗神父的规定,他们死后要遭受可怕的折磨。这是一种恶劣透顶的骗取信仰的手段,它在整个中世纪,甚至直至今天,为人们带来心理上的极大痛苦。但这种手段非常有效。这种手段可能是一个受过深刻心理学训练,懂得怎样灌输宗教信仰的马基雅维利[1]式的牧师经过深思熟虑的杰作。然而,我怀疑这些牧师是否有这样的聪明才智。更为可能的是,不具自觉意识的觅母由于具有成功基因所表现出的那种虚假的冷酷性而保证了自身的生存。地狱火的概念只不过是由于具有深远的心理影响而取得其固有的永恒性。它和上帝觅母联结在一起,因为两者互为补充,在觅母库中相互促进对方的生存。
宗教觅母复合体的另一个组成部分被称为信仰。这里指的是盲目的信仰,即在没有确凿证据的情况下,或者甚至在相反的证据面前的信仰。人们讲述多疑的托马斯[2]的故事,并不是为了让我们赞美托马斯,而是让我们通过对比来赞美其他的使徒。托马斯要求看到证据,而对某些种类的觅母来说,没有什么东西比寻求证据的倾向更加危险了。其他使徒并不需要什么证据照样能够笃信无疑,因此这些使徒被捧出来作为值得我们仿效的对象。促使人们盲目信仰的觅母以简单而不自觉的办法阻止人们进行合理的调查研究,从而取得其自身的永恒性。
盲目信仰的人什么事都干得出来。*如果有人相信另一个上帝,或者即使他也相信同一个上帝,但膜拜的仪式不同,盲目信仰可以驱使人们判处这个人死刑。可以把他钉死在十字架上,可以把他烧死在火刑柱上,可以用十字军战士的利剑刺死他,也可以在贝鲁特的街头枪决他,或者在贝尔法斯特的酒吧间里炸死他。促使人们盲目信仰的觅母有其冷酷无情的繁殖手段。这对爱国主义、政治上的盲目信仰,以及宗教上的盲目信仰都是一样的。
觅母和基因常常相互支持、相互加强,但它们有时也会发生矛盾。例如独身主义大概是不能遗传的。促使个体实行独身主义的基因在基因库里肯定没有出路,除非在十分特殊的情况下,如在社会性昆虫的种群中。然而,促使个体实行独身主义的觅母在觅母库里却是能够取得成功的。譬如说,假使一个觅母的成功严格地取决于人们需要多少时间才能把这个觅母主动地传播给其他人,那么从觅母的观点来看,把时间花在其他工作上而不是试图传播这个觅母的行为都是在浪费时间。牧师在小伙子尚未决定献身于什么事业的时候就把独身主义的觅母传给他们。传播的媒介是各种人与人之间相互影响的方式,口头的言语、书面的文字、人的榜样等等。现在,为了便于把问题辨明,让我们假定这样的情况:某个牧师结了婚,结婚生活削弱了他影响自己教徒的力量,因为结婚生活占据了他一大部分时间和精力。事实上,人们正是以这种情况作为正式的理由要求做牧师的必须奉行独身主义。如果情况果真是这样,那么促使人们实行独身主义的觅母的生存价值要比促使人们结婚的觅母的生存价值大。当然,对促使人们实行独身主义的基因来说,情况恰恰相反。如果牧师是觅母的生存机器,那么,独身主义是他应拥有的一个有效属性。在一个由相互支持的各种宗教觅母组成的巨大复合体中,独身主义不过是一个小伙伴而已。
我猜想,相互适应的觅母复合体和相互适应的基因复合体具有同样的进化方式。自然选择有利于那些能够为其自身利益而利用其文化环境的觅母。这个文化环境包括其他的觅母,它们也是被选择的对象。因此,觅母库逐渐取得一组进化上稳定的属性,这使得新的觅母难以入侵。
我在描述觅母的时候可能消极的一面讲得多些,但它们也有欢乐的一面。我们死后可以遗留给后代的东西有两种:基因和觅母。我们是作为基因机器而存在的,我们与生俱来的任务就是把我们的基因一代一代地传下去,但我们在这个方面的功绩隔了三代就被人忘怀。你的儿女,甚至你的孙子或孙女可能和你相像,也许在脸部特征方面,在音乐才能方面,在头发的颜色方面,等等,但每过一代,你传给后代的基因都要减少一半。这样下去不消多久,它们所占的比例会越来越小,直至达到无足轻重的地步。我们的基因可能是不朽的,但体现在我们每一个人身上的基因集体迟早要消亡。伊丽莎白二世是征服者英王威廉一世的直系后裔,然而在她身上非常可能找不到一个来自老国王的基因。我们不应指望生殖能带来永恒性,但如果你能为世界文明做出贡献,如果你有一个精辟的见解或作了一首曲子、发明了一个火花塞、写了一首诗,所有这些都能完整无损地流传下去。即使你的基因在共有的基因库里全部分解后,这些东西仍能长久存在,永不湮灭。苏格拉底在今天的世界上可能还有一两个活着的基因,也可能早就没有了,但正如威廉斯所说的,谁对此感兴趣呢?苏格拉底、达·芬奇、哥白尼、马可尼等人的觅母复合体在今天仍盛行于世,历久而弥坚。
不管我提出的觅母理论带有多大的推测性,其中有一点却是非常重要的,在此我想再次强调一下。当我们考虑文化特性的进化以及它们的生存价值时,我们有必要弄清楚,我们所说的生存指的是谁的生存。我们已经看到,生物学家习惯于在基因的水平上(或在个体、群体、物种的水平上,这要看个人的兴趣所在)寻求各种有利条件。我们至今还没有考虑过的一点是,一种文化特性可能是按其特有的方式形成的。理由很简单,因为这种方式对其自身有利。
我们无须寻求如宗教、音乐、祭神的舞蹈等种种特性在生物学上的一般生存价值,尽管这些价值也可能存在。基因一旦为其生存机器提供了能够进行快速模仿活动的头脑,觅母就会自动地接管过来。我们甚至不必假定模仿活动具有某种遗传上的优越性,尽管这样做肯定会带来方便。必不可少的条件是,大脑应该能够进行模仿活动:那时就会形成充分利用这种能力的觅母。
现在我就要结束新复制因子这个论题,并以审慎的乐观口吻结束本章。人类的一个非凡的特征——自觉的预见能力——可能归因于觅母的进化,也可能与觅母无关。自私的基因(还有觅母,如果你不反对我在本章所做的推测)没有预见能力,它们都是无意识的、盲目的复制因子。它们进行自我复制,这个事实再加上其他一些条件意味着不管愿意不愿意,它们都将趋向于某些特性的进化过程。这些特性从本书的特殊意义上说,可以称为自私的。
我们不能指望,一个简单的复制实体,不管是基因还是觅母,会放弃其短期的自私利益,即使从长远观点来看,它这样做也是合算的。我们在有关进犯性行为的一章里已看到这种情况。即使一个“鸽子集团”对每一个个体来说比进化稳定策略来得有利,自然选择还是有利于ESS。
人类可能还有一种非凡的特征——表现真诚无私的利他行为的能力。我唯愿如此,不过我不准备就这一点进行任何形式的辩论,也不打算对这个特征是否可以归因于觅母的进化妄加猜测。我想要说明的一点是,即使我们着眼于阴暗面而假定人基本上是自私的,我们自觉的预见能力——在想象中模拟未来的能力——能够防止自己纵容盲目的复制因子干出那些最坏的、过分的自私行为。我们至少已经具备了精神上的力量去照顾我们的长期自私利益而不仅仅是短期自私利益。我们可以看到参加“鸽子集团”所能带来的长远利益,而且我们可以坐下来讨论用什么方法能够使这个集团取得成功。我们具备足够的力量去抗拒我们那些与生俱来的自私基因。在必要时,我们也可以抗拒那些灌输到我们头脑里的自私觅母。我们甚至可以讨论如何审慎地培植纯粹的、无私的利他主义——这种利他主义在自然界里是没有立足之地的,在整个世界历史上也是前所未有的。我们是作为基因机器而被建造的,是作为觅母机器而被培养的,但我们具备足够的力量去反对我们的缔造者。在这个世界上,只有我们,我们人类,能够反抗自私的复制因子的暴政。
第12章 好人终有好报
“好人垫后。”——这句俗语似乎来自棒球界,不过有些权威人士声称它有其他内涵。美国生物学家加勒特·哈丁(Garrett Hardin)用这句俗语来总结“社会生物学”或者“自私的基因”,其中的贴切不言而喻。在达尔文主义中,“好人”是那些愿意自身付出代价,帮助种群中其他成员个体,以此使他们的基因传到下一代的“人”。这么看来,好人的数目注定要减少,善良在达尔文主义里终将灭亡。这里的“好人”还有另一种专有解释,和俗语中的含义相差并不远。但在这种解释里,好人则能“得好报”。在这一章节里,我将阐释这个相对乐观的结论。
想想第10章里的斤斤计较者。那些鸟儿显然以利他的方式互相帮助,但对那些曾经拒绝帮助他人的鸟,它们却怀恨在心,以牙还牙地拒绝给予帮助。比起傻瓜(那些无私奉献却遭遇剥削的个体)和骗子(那些互相无情剥削而共同毁灭的个体),斤斤计较者在种群中占优势,因为它们可以将更多基因传递给后代。斤斤计较者的故事表达了一个重要原则,罗伯特·特里弗斯将此称为“互惠利他理论”。在清洁工鱼(第10章)的例子里,互惠利他不仅局限于单个物种,还存在于所有共生关系中。类似的例子还有蚂蚁为它们的“奶牛”蚜虫挤“奶”(第10章)。当第10章写就时,美国政治科学家罗伯特·阿克塞尔罗德将互惠利他的概念延伸至更为激动人心的方向。阿克塞尔罗德曾与威廉·唐纳·汉密尔顿合作,后者的名字在这本书里已经出现无数次了。开篇已经暗示过,正是阿克塞尔罗德赋予了“好人”一个专有含义。
如同许多其他政治科学家、经济学家、数学家与心理学家一样,阿克塞尔罗德对“囚徒困境”这一简单的博弈游戏很感兴趣。这个游戏极其简单,但我知道许多聪明人完全误解了游戏,以为其复杂无比。不过,它的简单也带有欺骗性。图书馆里关于这个博弈衍生物的书籍多如牛毛。许多有影响力的人认为它是解决战略防御规划问题的钥匙,这个模型需被仔细研究,以阻止第三次世界大战的发生。而作为一个生物学家,我站在阿克塞尔罗德与汉密尔顿一边。许多野生动物和植物正以其演化进程,精确无误地进行着“囚徒困境”的博弈。
在其原始的人类版本中,“囚徒博弈”是这样的:一个“银行家”判定两位玩家的输赢,并付与赢家报酬。假设我们便是这两位玩家,当我们开始博弈时(虽然我们将看到,“对立”是我们最不应该做的),我们手中各有两张卡,分别为“合作”与“背叛”。我们各自选定一张牌,面朝下摆放在桌子上,这样我们都不知道对方的选择,也不会为对方选择所影响,这便等同于我们同时行动。然后我们等待“银行家”来翻牌。我们的输赢不仅取决于我们出的牌,还取决于对方打出的牌。其悬念在于:虽然我们清楚自己的出牌,却并不知道对方的出牌。我们都只能等“银行家”来揭晓结果。
我们一共有2×2=4张牌,于是也便有4种可能的结果。为向这个游戏的发源地——北美致敬,我们以美元来表示这4种输赢结果。
结果1:我们俩都选择了“合作”。“银行家”给我们每个人300美元。这个不菲的总数是对相互合作的奖赏。
结果2:我们俩都选择了“背叛”。“银行家”对每个人罚款10美元。这是对相互背叛的惩罚。
结果3:你选择“合作”,我选择“背叛”。“银行家”付给我500美元(这是背叛的诱惑),罚了你(傻瓜)100美元。
结果4:你选择“背叛”,我选择“合作”。“银行家”将背叛的诱惑付给了你,而罚了我这个傻瓜100美元。
结果3与4明显互为镜像。一个玩家得到好处,则有另一个玩家将付出代价。在结果1与2里,我们俩得到相同的结果,而结果1对我们俩都有好处。这里金钱的具体数目并不要紧,重要的是这个博弈里“囚徒困境”结果的排列顺序:背叛的诱惑>相互合作的奖赏>相互背叛的惩罚>失败的代价。(严格来说,这个博弈还有另一个条件:背叛的诱惑与失败的代价的平均值不可高于相互合作的奖赏。我们将在后边附加条件里提到这个原因。)这四种结果总结于表12-1里。
表12-1 我在囚徒困境博弈里各种结果的输赢状况
那么,为什么这是一个“困境”?看看这张输赢状况的表格,想象一下我在与你博弈时脑海中盘旋着的想法。我知道你只有两张牌,“合作”或者“背叛”。让我们按次序来想想。如果你打出“背叛”(这表示我们将看向表格中的右边一列),我能打出最好的牌也只能是“背叛”。虽然我也将接受相互背叛的惩罚,但我知道,如果选择了“合作”,失败者的代价只会更高。而如果你选择了“合作”(看向左边一列),我最好的结果也只能是选择“背叛”。如果我们合作了,我们都能得到300美元;但如果我选择背叛,我将得到更多——500美元。这里的结论是:无论你选择哪张牌,我最好的选择是永远背叛。
我已经运用我无懈可击的逻辑算出,无论你如何选择,我都必须“背叛”。而你,也将算出同样的结果。于是当两个理性的对手相对时,他们将同时背叛,也将同时被罚款,获得一个较低的分数。虽然每个人都心知肚明,如果他们彼此选择“合作”,两人都将得到较高的相互合作的奖赏(我们的例子里是300美元)。这就是为什么这个博弈被称为困境,自相矛盾得令人恼火。这也就是为什么人们开始提出必须有一个法律来对付这个问题。
“囚徒”来自一个特殊的、想象中的例子,上述例子中的现金被监狱的刑罚取代。两个在监狱中的囚徒——姑且称他们为彼得森与莫里亚蒂,有共同犯罪的嫌疑。囚徒们各自被关押在单独的牢房里,并各自被劝诱背叛他的同伙,将所有犯罪证据栽赃对方。他们的判决结果将取决于两个囚徒的行为,而双方都不知道对方的选择。如果彼得森将所有罪过都推向莫里亚蒂,而莫里亚蒂始终保持沉默(与他从前的朋友、现在的叛徒合作),莫里亚蒂将接受重罚,而彼得森得以无罪释放,享受背叛的诱惑。如果两人互相背叛,便都将获罪,但可以因为供认不讳而得到轻判,这便是互相背叛的惩罚。如果两人互相与对方而不是当局合作,闭口不谈过往,所得证据将不足以把两人判以重罪,则两人也都将得到轻判,得到互相合作的奖赏。虽然将牢狱刑罚称为“奖赏”有点儿奇怪,但比起漫长的铁窗生涯,犯人们肯定会将此看作奖赏的。你可以发现,虽然这里的回报不是美元而是牢狱刑罚,博弈的主要特征依然保存着(看看四个结果可取性的排列顺序)。如果你将自己放在任何一个囚徒的位置上,假设两人都以理性的自我利益为动机,你将看到两人都只能背叛对方,而同样接受沉重的刑罚。
有没有逃离困境的方法呢?双方都知道,无论对方如何选择,他们能做出的最好的选择都是“背叛”。但他们也都知道,如果双方都选择合作,任何一方都可以得到更多的好处。如果……如果……如果能有一个办法让他们达成共识,能有一个办法让双方都坚信对方可以被信任,不至于奔向那个自私的奖赏,能有一个方法来维持双方共识……
在“囚徒困境”这个简单博弈里,没有任何方法可以达成信任。除非其中一方是一个虔诚的傻瓜,善良得根本不可能适应这个世界,这个博弈注定将以相互背叛、相互损伤告终。然而,这个博弈还有另一个版本:“重复博弈”的“囚徒困境”。这个“重复博弈”更为复杂,但复杂性里孕育着希望。
“重复博弈”只是简单将上述博弈与同一个对手无限次重复。你我再次在“银行家”面前左右相对,再次拥有手中的两张牌——“合作”与“背叛”,我们再次各自打出一张牌,由“银行家”根据上述规则给出奖赏与惩罚。但这一次对弈不再是博弈的终结,我们捡起手中的牌,准备着下一轮。下一轮的游戏给予我们机会来重新建立信任与怀疑,实施对抗或和解,给予报复或宽恕。在这无限长的博弈里,我们最重要的任务是:赢了“银行家”,而不是对方。
在10次博弈后,理论上我也许可以获得最多5000美元,但只有在你完全愚不可及,或者大公无私地每次都打出“合作”的时候,我才有可能每次都得到最高奖赏“背叛的诱惑”。在更实际一点儿的情况里,我们各自都在10次对弈中打出“合作”,并各自从“银行家”里得到3000美元。这样,我们并不需要特别大公无私,因为我们彼此都能从对方过往的行为中,知道对方可以信任。我们事实上也在监管着对方的行为。还有另一个也可能发生的结果,我们彼此不信任对方,在10次对弈中都打出了“背叛”,“银行家”则从每个人处得到了100美元。最可能发生的是,我们并不完全信任对方,打出了各种次序的“合作”与“背叛”,双方都得到了并不多的金钱。
在第10章中,那些互相从对方羽毛中捉出蜱虫的鸟,正是进行一场“囚徒困境”的重复博弈。这怎么进行呢?你应该还记得,对于鸟来说,从自己身上清除蜱虫非常重要,但它无法自己清除头部的蜱虫,只能依靠同伴来帮助它,而让它同样报答对方也是公平的。但这项工作耗费了许多时间精力,鸟类在这方面并不宽裕。如果某只鸟能以欺骗方式从这个小圈子中逃出来,让别人清除自己的蜱虫,而拒绝互惠互利,它则能得到所有实惠,而不需支付任何代价。如果你将这些回报结果排列一下次序,你将发现这正是真实的“囚徒困境”博弈。互相合作以清除彼此的蜱虫固然是好事,但还有着更好的诱惑促使你拒绝支付互惠的代价。互相背叛以拒绝清除蜱虫固然不是好事,但也没有比花精力帮别人除虫而自己无人理睬更不好。表12-2展示了这个回报结果。
表12-2 鸟类清除蜱虫的博弈:我从各种结果中得到的回报
但这只是一个例子。如果你继续思考,你更会发现,从人类到动植物,生活中充满了“囚徒困境”的重复博弈。植物?是的。记得我们谈到策略时,我们没有提到有意识的策略(但我们之后可能会提及),但我们提及了“梅纳德·史密斯”的意识,这便是一种预定基因的策略。我们之后还会提到植物、动物甚至细菌,它们都在进行着“囚徒困境”的重复博弈。现在,先让我们详细探索一下,为何重复博弈如此重要。
在简单博弈里,我们可以预见“背叛”是唯一的理性策略。但重复博弈并不相同,它提供了许多选择范围。简单博弈里只有两种策略,合作或是背叛。但重复博弈可以有很多我们想象得到的策略,并没有任何一个是绝对的最佳方案。比如“大部分时间合作,而在随机的时间里背叛”这个策略,便是成千上万的策略里中的一个。也可以基于过往历史来选择策略,我的“斤斤计较者”正是一个例子。这种鸟对脸部有很好的记忆力,尽管它基本采取合作策略,但它也会背叛那些曾经背叛过它的对手。还有一些其他策略可能更为宽容,或者有更短期的记忆。
显然,重复博弈里可用的策略之多取决于我们的创造力。但我们能够算出哪个是最佳方案吗?阿克塞尔罗德也这么问自己。他想出了一个很具娱乐性的方案:举行一场竞赛。他广发通知,让博弈论的专家们来提交策略。在这里,策略指的是事先确定的行动规则,所以竞争者可以用计算机语言编程加入博弈。阿克塞尔罗德总共收到了14个策略。为了得到更好的结果,他还加了第15个策略,取名为“随机”。这个策略只是简单地随机出“合作”或“背叛”牌,基本等于“无策略”。如果任何一个其他策略比“随机策略”的结果更坏,这一定是个非常差的策略。
阿克塞尔罗德将这15个策略翻译成一种常用的计算机语言,在一台大型计算机中设定这些策略互相博弈。每个策略轮流与其他策略(包括它自己)进行重复博弈。15个策略总共组成15×15=225个排列组合,在计算机上轮番进行。每一个组合需要进行200回合的博弈,所有输赢累积计算,以得出最终的赢家。
这里,我们不关心某一个策略是否优于另一个策略,我们只关心哪个策略在与15个对手博弈后,最终赢得最多的“钱”。在这里,“钱”指的是赢得的分数。相互合作的奖赏为3分,背叛的诱惑为5分,互相背叛的惩罚为1分(相当于我们早先例子中的轻判),失败的代价为0分(等同于之前例子中的重罚)。
表12-3 阿克塞尔罗德的计算机竞赛:我在各种结果中所得的回报
无论是哪一种策略,理论上它们能得到的最高总分都是15000分(每一回合5分,15个对手共有200回合),最低分则是0分。不用说,这两个极端都没有实现。实际上,一个策略如果能超过15个对手中的平均水平,最多也只能获得比600分高出一些的分数。因为如果双方决定持续合作,每人在200场博弈中都能得到3分,总共便是600分。我们可以将600分作为基准分,将所有分数表达为600分的百分比。这么算来,理论上面对一个对手的最高分将是166%(1000分)。但事实上,没有任何一个策略的平均分超过600分。
要知道,竞赛中的博弈者并不是人类,而是计算机事先设定好的程序。而基因在这些程序的作者里事先设定了“程序”,使得它们身体力行地扮演同样的角色(想想第4章中的计算机对弈与“仙女座”超级计算机)。你可以将这些策略想象成这些作者的微型代理。虽然一个作者原本可以提交一个以上的策略,但这其实是作弊,这表示作者将在竞争本身中加入策略,使得其中一个角色从另一个角色的牺牲中得到合作的好处。阿克塞尔罗德应该不会接受这一点。
有一些交上来的策略很聪明,当然它们远没有其作者聪明。然而,最后胜出的策略却是一个最简单的,而且看起来最不聪明的一个。这个策略被称为“针锋相对”(Tit for Tat),它来自多伦多一位著名心理学家和博弈学家阿纳托尔·拉波波特(Anatol Rapoport)教授。这个策略在第一回合时采取合作行动,然后在接下来的所有步骤里,只是简单复制对手上一步的行动。
有了“针锋相对”策略的博弈将如何进行呢?一如寻常,下一步的出牌完全取决于对手。假设另一对手也选择了“针锋相对”的策略(每一个策略不止与其他14个对手竞争,也与自己博弈),双方都选择以“合作”开场,第二步中,双方都复制对方上一步的策略,仍然采取“合作”。这样,博弈双方持续合作,直到游戏结束,双方都能获得100%的600分基准分。
那么,假设“针锋相对”与另一个策略“老实人探测器”(Naive Prober)开始博弈。事实上,“老实人探测器”并没有出现在阿克塞尔罗德的博弈竞赛中,但它依然是一个富有指导性的策略。这个策略基本等同于“针锋相对”,但每隔一会儿,比如在每十步中任意选择一步,这个策略会打出恶意的“背叛”牌,而获得最高的分数“背叛的诱惑”。如果“老实人探测器”不打出其试探的“背叛”牌,博弈双方便是两个“针锋相对”,打出一场漫长且互利的“合作”牌,彼此安稳地获得100%的基准分。但突然间(假设在第8回合),“老实人探测器”出其不意地“背叛”了,“针锋相对”却依然不知情地坚持“合作”,也便只能付出“失败者的代价”,得到0分,而“老实人探测器”能得到最高成绩5分。但在下一步里,“针锋相对”开始报复,复制了对手上一步的行动,打出了“背叛”牌,而“老实人探测器”盲目地继续原本设定的程序,复制对手上一步的“合作”牌,于是它只能获得0分,而“针锋相对”得到5分。再下一步,“老实人探测器”极其不公正地又开始了报复,“背叛”了“针锋相对”。反之亦然。在每一轮交替报复的回合里,双方各自平均获得2.5分(5分与0分的平均值)。这依然低于双方持续双向合作所能轻而易举获得的3分(这也是本章前文中尚未解释的“特殊情况”的原因)。于是,当“老实人探测器”与“针锋相对”开始博弈,双方都未能获得两个“针锋相对”博弈时所得的分数。而如果“老实人探测器”互相对弈,其结果只可能更坏,因为这种以牙还牙的冤冤相报可能开始得更早。
让我们再来考虑另一个叫“愧疚探测器”(Remorseful Prober)的策略。这个策略有点类似于“老实人探测器”,但它可以主动终止循环于双方间的交互背叛。这便需要一种比“针锋相对”或“老实人探测器”更长的记忆。“愧疚探测器”能记住自己是否刚刚主动“背叛”,或者只是为了报复。如果是后者,它便“愧疚地”让对手得到一次反击的机会,而不加以报复。这便将此循环报复行为终结在萌芽状态。如果你在想象中旁观“愧疚探测器”与“针锋相对”的博弈,你会发现可能的循环报复行动不攻自破。博弈中大部分时间都采取互相合作,使得双方都能获得相应的高分。在与“针锋相对”的博弈中,“愧疚探测器”能获得比“老实人探测器”更高的分数,但依然没有“针锋相对”与自己对弈的分数高。
阿克塞尔罗德的竞赛里还有一些比“老实人探测器”与“愧疚探测器”更为复杂的策略,但它们平均分都比“针锋相对”低。事实上最失败的策略(除了随机)是最复杂的那一个,作者为“匿名”。这个作者的身份引发了一些饶有兴趣的猜测:五角大楼的高层?中央情报局的首脑?国务卿基辛格?阿克塞尔罗德自己?我们也许永远也不会知道。
不是每个策略的细节都值得研究,这本书也不谈计算机程序员的创造力,但我们可以给这些策略归类,并检验这些类别的成功率。阿克塞尔罗德认为,最重要的类别是“善良”。“善良”类别指的是那些从不率先“背叛”的策略。“针锋相对”便是其中一个例子。它虽然也采取“背叛”的行动,但它只在报复中这么做。“老实人探测器”与“愧疚探测器”也偶尔采取“背叛”,但这种行为是主动起意挑衅的,属于恶意的策略。这场竞赛中的15个策略中,有8个属于“善良”策略。令人吃惊的是,策略中的前8名也是这8个善意的策略。“针锋相对”的平均分504.5分,达到我们600分基准分的84%,是一个很好的分数。其他“善良”策略所得分数要比“针锋相对”少一些,从83.4%到78.6%不等。排名中接下来的则是由格雷斯卡普(Graaskamp)所获得的66.8%,与高分们有很大差距,而这已经是所有恶意策略中的最高分了。令人信服的结果表明,好人在这个博弈中可以胜出。
阿克塞尔罗德提出的另一个术语则是“宽容”。一个宽容的策略只有短期记忆。虽然它也采取报复行为,但它会很快遗忘对手的劣迹。“针锋相对”便是一个宽容的策略,面对“背叛”时它毫不手软,但之后则“过去的让它过去”。第10章中的“斤斤计较者”则是一个完全相反的例子,它的记忆持续了整个博弈,永不宽恕曾经背叛过它的对手。在阿克塞尔罗德的竞赛中,有一个策略与“斤斤计较者”完全相同,由一位名叫弗里德曼(Friedman)的选手提供。这一个“善良”而绝不宽恕的策略结果并不算佳,成绩在所有“善良”策略里排倒数第二。即便对手已经有悔改之意,它也不愿意打破相互背叛的恶性循环,因此无法取得很高的分数。
“针锋相对”并不是最宽容的策略。我们还可以设计一个“两报还一报”(Tit for Two Tats)的策略,允许对手连续两次背叛后才开始报复,这似乎显得过分大度坦荡了。阿克塞尔罗德算出,只要在竞赛中有“两报还一报”策略的存在,它便一定会获得冠军,因为它可以有效避免长期的互相伤害。
于是,我们算出了赢家策略的两个特点:善良与宽容。这几乎是一个乌托邦式的结论:善良与宽容能得到好报。许多专家曾试图在恶意策略里耍点儿花招,认为这可能得到高分。即使那些提交“善良”策略的专家,也未曾敢如“针锋相对”一般宽容。所有人都对这个结论十分惊讶。
阿克塞尔罗德又举办了第二次竞赛。这次他收到了62个策略,再加上随机策略,总共便有了63个策略。这一次,博弈中的回合数不再固定为200,而改为开放式的不定数(我之后会解释这么做的理由)。我们依然将得分评判为基准分“永远合作”分数的百分比,不过现在基准分需要更为复杂的计算,并不再是固定的600分。
第二次竞赛的程序员们都得到了第一次竞赛的结果,还收到了阿克塞尔罗德对“针锋相对”与善良、宽容策略获胜的分析。这么做是为了让参赛者们能从某种方向上了解比赛的背景信息,来权衡自己的判断。事实上,这些参赛者分成两种思路。第一种参赛者认为,已经有足够证据证明善良与宽容确实是获胜因素,他们便随即提交了善良与宽容的策略。参赛者约翰·梅纳德·史密斯提交了一个最为宽容的“三报还一报”(Tit for Three Tats)的策略。另一组参赛者则认为,既然对手们已经读过了阿克塞尔罗德的分析,估计都会提交善良宽容的策略。他们于是便提交了恶意的策略,以期在善意对手中占到便宜。
然而,恶意再一次没有得到好报。阿纳托尔提交的“针锋相对”策略再一次成为赢家,获得了满分的96%。善意策略再一次赢了恶意策略。前15名中只有一个策略是恶意策略,而倒数15名中只有一个是善意策略。然而,最为宽容的、可以在第一次竞赛中胜出的“两报还一报”策略,这次却没有成功。这是因为本次竞赛中有了一些更为狡猾的恶意策略,它们善于伪装自己,无情地抛弃那些善良的人。
这揭晓了这些竞赛中非常重要的一点:成功的策略取决于你的对手的策略。这是唯一能解释两次竞赛中的不同结果的理由。然而,就像我之前说过的那样。这本书并不是关于计算机程序员的创造力的,那么,是否有一个广泛客观的标准来让我们判断,哪些是真正好的策略?前几章的读者们估计已经开始准备从生物进化稳定策略理论中寻找答案了。
当时的我也是阿克塞尔罗德传播早期结果的小圈子中的一员,我也被邀请在第二次竞赛中提交策略。我并没有参赛,但我给阿克塞尔罗德提了一个建议。阿克塞尔罗德已经开始考虑进化稳定策略这个理论了,但我觉得这个想法太重要了,于是写信给他建议,让他与汉密尔顿联系一下。虽然当时阿克塞尔罗德并不认识汉密尔顿,但汉密尔顿正与阿克塞尔罗德在同一所大学——密歇根大学的另一个系里。阿克塞尔罗德迅速联系了汉密尔顿。最终,他们合作的结果是一篇卓越的论文,发表在1981年的《科学》杂志上,也获得了美国科学促进会(AAAS)的纽科姆·克里夫兰奖(Newcomb Cleveland Prize)。阿克塞尔罗德和汉密尔顿除了讨论重复“囚徒困境”在生物学上有趣的例子外,我还觉得他们给予了进化稳定策略方法应有的认可。
让我们来比较一下进化稳定策略与阿克塞尔罗德两次竞赛中的“循环赛”机制。循环赛好比足球联盟中的比赛,每一个策略都与其他策略对战同等次数。策略的最后得分则是它与所有其他策略对弈后的所得总分。如果一个策略想要在竞争中成功,它必须在所有提交的策略中最富有竞争力。阿克塞尔罗德将胜过其他对手的策略定义为“强劲”。“针锋相对”便是一个强劲的策略。但参与竞赛的策略对手们则相当主观,只取决于参赛者所提交的策略水平,这一点使我们相当头疼。阿克塞尔罗德的第一个竞赛里,刚好参赛的策略基本都是善意策略,所以“针锋相对”赢得了竞赛,而如果“两报还一报”参赛了,则会赢了“针锋相对”。但如果几乎所有参赛策略都为恶意策略,情况就不同了。这个假设发生的概率还是很大的,毕竟人们提交的14个策略中有6个是恶意策略。假如13个策略全为恶意策略,“针锋相对”则不可能成功,因为“环境”太差了。提交策略的不同,决定了策略所赢得的金钱和它们的排名位置。也就是说,竞赛结果将取决于参赛者的心血来潮。那么,我们如何减少竞赛的主观性呢?答案是:进化稳定策略。
你也许还记得,进化稳定策略在众多的种群策略中占有许多席位,也一直得到不错的结果。如果说“针锋相对”是一种进化稳定策略,这便是说,“针锋相对”策略在充满“针锋相对”策略的大环境下能得到不错的结果。这便是一种特殊的“强劲”。作为进化论者,我们一直很想找到一种唯一的、可以直接决定结果的“强劲”。为什么这很重要呢?因为在达尔文主义的世界里,成功并不是赢得金钱,而是获得后裔。对于一个达尔文主义者,一个成功的策略将是一个在策略种群中数量众多的策略。如果这个策略要保持成功,它必须在同类众多时——也就是充满了自身拷贝的大环境中得到特别好的结果。
阿克塞尔罗德又模仿自然选择,进行了第三场竞赛来寻找进化稳定策略。事实上,他并没有称之为第三次竞赛,因为他并没有邀请新的参赛者,而只是使用了第二次竞赛中的63个策略。但我觉得称它为第三次竞赛比较合适,因为它和前两次“循环赛”有根本性的不同。
阿克塞尔罗德将这63个策略再次丢给计算机,来制造进化演替的“第一代”。“第一代”的大环境中由这63个策略组成。结束后,赢家不再得到“金钱”或者“分数”,而是与其完全相同的“后代”。世世代代如此传递,一些策略逐渐变得数目稀少,甚至完全绝迹,另一些策略则数目众多。当环境中策略的比例出现变化,博弈中策略的出牌也在随之变化。
最终在1000代之后,种群不再变化,环境也没有再改变,稳定的状态已经形成。在此之前,各种策略的命运起伏不定,正如我模拟的“骗子”“傻瓜”和“斤斤计较者”的命运一样。一些策略在博弈开始便已经灭绝,大多数则在200代之后彻底灭绝。在那些恶意策略中,有一两个一开始蓬勃发展,但它们的繁荣正如我的模拟预测一样,只是昙花一现。唯一活过200代的一个策略叫作“哈灵顿”(Harrington),它的数目在前150代中直线上升,而后逐渐减少,在1000代之后终于完全灭绝。“哈灵顿”短期繁荣的原因跟我的“骗子”是一样的。当那些如“两报还一报”之类的老实人(过于宽容)还在世时,它欺负它们以获得发展。但在这些老实人消失之后,“哈灵顿”失去了猎物,也跟随着它们的命运而灭绝。剩下的策略都类似于“针锋相对”,既善良又容易被煽动报复。
“针锋相对”本身在第三轮竞赛中,6次中有5次得了第一,重复其在第一、二次竞赛时的好运。另外5个虽善良但容易报复的策略则几乎和“针锋相对”一样成功(在种群数目上),还有一个策略甚至赢了第6次博弈。当所有恶意策略都灭绝后,所有的善良策略与“针锋相对”都无法辨认彼此了,因为它们都很善良,只是简单地与所有对手“合作”到底。
这种“无法辨认”的情况使得“针锋相对”在严格意义上不是一个真正的进化稳定策略,即使它看起来确实很像。一个策略要成为进化稳定策略,意味着当它是常见策略时,它不可被少数变异策略同化。虽然“针锋相对”不会被任何恶意策略同化,但另一个善良策略可能做到。正如我们所看到的,在善意策略的群体里,它们面目模糊,行为相同,始终“合作”。因此,有一些其他善良策略,比如“永远合作”这种选择优势不如“针锋相对”的策略,也可以溜进种群里而不被发现。所以严格地说,“针锋相对”并不是进化稳定策略。
你也许会认为,如果世界充满善良,我们便可以认为“针锋相对”是一个进化稳定策略了。但即使如此,接下来的故事也并不如意。“永远合作”与“针锋相对”不同,它并不能抵挡一些恶意策略的入侵。比如,“永远背叛”的攻击便可以打败“永远合作”,它可以每次都得到“背叛诱惑”的最高分。类似“永远背叛”这样的恶意策略会减少过分善良策略的数目,比如“永远合作”。
虽然严格来说,“针锋相对”并不是一个真正的进化稳定策略,但在实际操作中,将这一类基本善意又宽容、与“针锋相对”类似的策略近似看作进化稳定策略,也是可行的。这一类策略里甚至可以包括一小部分恶意策略。阿克塞尔罗德的研究后继有人,罗伯特·博伊德与杰弗里·洛伯鲍姆的研究成果是这些后续研究中最为有趣的。他们将“两报还一报”与另一个“针锋相对多疑版”(Suspicious Tit for Tat)的策略组合到一块儿。“针锋相对多疑版”近似于“针锋相对”,但本质上是一个恶意策略,虽然恶意程度不高。它只在第一回合采取“背叛”行动,之后的所有出牌与“针锋相对”完全相同。在一个“针锋相对”占主要地位的环境中,“针锋相对多疑版”并不走运,因为它的先行背叛导致了互相背叛的恶性循环。但当它遇上了“两报还一报”时,这场冤冤相报因对方的慈爱宽恕化解了,双方都能至少得到满分,而“针锋相对多疑版”还会因为其最初的背叛而获得更高的分数。博伊德和洛伯鲍姆的研究结果表明,“针锋相对”的群体可以被“两报还一报”与“针锋相对多疑版”的组合入侵影响。从进化论角度上说,则是“两报还一报”与“针锋相对多疑版”共生繁荣,进而影响了“针锋相对”的种群。几乎可以肯定,这种组合不仅不会消亡,还会以这种方式入侵相对稳定的种群。事实上,也许还有很多其他稍微恶意与极度圣洁策略的组合可以入侵种群。有人也许可以从这里看到人类生活的对照。
阿克塞尔罗德意识到“针锋相对”并不是严格意义上的进化稳定策略。于是他又创造了一个术语:集体稳定策略。由于在真正的进化稳定策略中,可以有不止一个策略同时达成集体稳定,另一方面,决定一个策略是否可以控制种群更取决于其运气,因此“永远背叛”的策略也可以和“针锋相对”一样稳定。在一个被“永远背叛”控制了的种群中,没有任何其他策略可以取胜。我们也可以将这种系统称为“双稳态”,而将“永远背叛”作为其中一个稳定点,“针锋相对”(或者其他最善良宽容策略的组合)为另一个稳定点。无论哪一方首先在种群中达到数量优势,都将继续保持稳定。
然而,这个数量优势如何量化?一个群体中,究竟需要多少“针锋相对”来保证其战胜“永远背叛”?这取决于“银行家”愿意在这场博弈中付出的具体数额。我们可以将此概括为一个决胜点。如果“针锋相对”可以超过这个决胜点,自然选择便会愈加偏爱“针锋相对”。另一方面,如果“永远背叛”超出了这个决胜点,自然选择则会更加偏爱它。你也许还记得,我们在第10章斤斤计较者与骗子的故事里,也曾与这个决胜点相遇过。
于是,获胜的关键显然取决于哪一方首先超过决胜点,而且我们还需要知道,有时主导种群还会变化,从一方变成另一方。我们假设现有的种群已经由“永远背叛”主导了,少数派的“针锋相对”难以互相碰面以获得共享利益。自然选择于是将该种群推向了“永远背叛”的极致。只有该种群通过随机转换,使主导的一方变为“针锋相对”,它才能继续推进“针锋相对”的发展,使得所有人都能从“银行家”(或者自然)处得到利益。然而,种群没有集体意愿,也没有集体意识或目的,它们不能控制发展走向。主导方的转换只能发生在自然界间接力量的作用下。
这种情况如何发生呢?一种回答是“运气”。但这个单词只能显示无知。它表示“由一些尚未知道、未能分辨的方式来决定”。我们可以比“运气”做得更好一些。我们可以想象少数派的“针锋相对”个体如何通过一个实际方法来增加其关键数目,探索“针锋相对”个体如何集合成足够的数量,使它们都可以从“银行家”处得到回报。
这种想法貌似可行,但实际上机会渺茫。这些相似的个体如何在小范围内集合到一起?在自然界中,最明显的方式是因基因关系——亲属而集合。大多数动物喜欢同自己的兄弟姐妹与表亲们,而不是种群中其他成员居住在一起。这并不一定是出于选择,而是自动跟随种群中的“黏性”。这里的“黏性”指的是任何使个体持续居住于出生地的趋势。比如在人类历史上,大部分地区的人都只居住在出生地以外几英里的地方(虽然现代社会已经不再如此)。因此,以亲属关系为线索的小团体逐渐形成。我曾经到访过爱尔兰西海岸一个偏远的岛,令我吃惊的是,那里几乎所有人都拥有巨大的耳朵。其中的原因很难解释为大耳朵适应当地天气(那里岸边的风特别大),这只能是因为岛上大多数居民都是亲缘相近的亲属。
基因相近的亲属们不仅面部特征相似,其他方面也有相近之处。比如,他们会因其基因趋势而互相模仿着采用(或不采用)“针锋相对”。于是,即使“针锋相对”在种群整体中已经稀少,它依然可能在局部广泛使用。在这个小圈子里,“针锋相对”的个体可以互相博弈,采取互相合作的方式来达到数目繁荣,即使在总体计算里它们依然处于弱势地位。
由此,最初仅占领小片地区的“针锋相对”个体,将随着小团体的逐渐扩大,逐渐向其他地区分散,甚至包括“永远背叛”群体占主导的地区。如果用区域地理的方式思考,我举的爱尔兰岛的例子则有些误导,因为那里的人被自然地理隔绝了。想象另一个例子:在迁入人口不多的人群中,即使这片地区的人们已经有了广泛持续的亲缘关系,所有人也只复制近邻(而不是远邻)的行为。
回头看看,“针锋相对”是可以超越决胜点的,它所需的只是这些个体的聚合,这一点在自然选择里可以很自然地发生。这个与生俱来的优点使得“针锋相对”即使在数目稀少的时候,也可以成功跨越决胜点而获得成功。但这个跨越只是单向的。“永远背叛”作为一个真正的进化稳定策略,并不可以使用个体聚合来跨越决胜点。相反的是,“永远背叛”个体的聚合,不仅不能彼此互助而获得群体繁荣,还会使各自的生存环境更加恶劣。它们无法暗自帮助对方获得“银行家”的奖赏,而只能把对方也拖下水。于是与“针锋相对”相反,“永远背叛”在亲属或种群聚合中得不到任何帮助。
所以,即使“针锋相对”并非真正的进化稳定策略,它却拥有更高的稳定性。这意味着什么?如果我们用长远的目光来看,“永远背叛”可以在相当长的一段时间内抵制其他策略的影响,但如果我们等上很长一段时间,也许是几千年后,“针锋相对”将最终聚集到足够的数目,跨越决胜点,其数量终将反弹。而反方向的发展并不可能,“永远背叛”无法在个体聚集中获得好处,因此也无法得到这种更高的稳定性。
如我们之前所见,“针锋相对”是一个善良的策略,这表示它永远不会首先背叛。它又是一个宽容的策略,表示它对过往的恩怨只有短期记忆。阿克塞尔罗德对“针锋相对”还有另一个令人回味的定义:不嫉妒。在阿克塞尔罗德的定义中,嫉妒是希望获得比对手更多的金钱,而不是追求从“银行家”手中得到绝对数量较大的收获。“不嫉妒”表示当对手获得与你一样的金钱时,只要大家都能从“银行家”处获得更大收获,你也同样高兴。“针锋相对”从没有“赢得”比赛,它从未从其对手处获得更多的利益,因为它除了报复之外从未背叛。它能得到的最好结果是与对手分享平局,但它尽量争取在每一场对弈中都能获得尽量高的共享分数。当我们考虑“针锋相对”与其他策略时,“对手”一词其实并不准确。然而,令人失望的是,当心理学家在人群中实验重复囚徒困境的博弈时,几乎所有选手都会嫉妒,于是获得的金钱也并不多。这表示许多人在潜意识中更倾向于击败对手,而不是与他人一同合作击败“银行家”。阿克塞尔罗德的实验表明,这是一个多么严重的错误。
但在所有博弈里并不都是错误。博弈理论家将博弈分为“零和”与“非零和”两种。“零和博弈”指一方的胜出即是对方的损失。棋类游戏便是一种“零和博弈”,因为博弈双方的目标是胜过对方,使对方产生损失。囚徒困境则是一种“非零和博弈”,在这里,“银行家”支付了金钱,博弈双方可以携手合作,一起笑到最后。
这让我想起了莎士比亚写过的一句精彩的台词:
“我们要做的第一件事,就是把所有律师都先杀了。”
——《亨利六世》
在所谓“民事争议”中,事实上经常有很大空间可以合作。一个看似“零和博弈”的争议也许只要加入少许善意,便可以转化为双方互利的“非零和博弈”。下面拿离婚作为例子。一段好的婚姻明显是一个“非零和博弈”,充满了互助合作的空间。即使它瓦解,夫妻依然可以继续合作,以“非零和博弈”来看待离婚,并从中得到好处。如果孩子抚养权的判决问题并不是一个足够劝服夫妻合作的理由,双方律师的高昂费用也许更有说服力,因为它将给家庭财政造成巨大创伤。那么,如果一对理性文明的夫妻从一开始便一起雇用同一个律师,这是不是更合理呢?
答案却是否定的。至少在英格兰,还有今天美国几乎50个州中,法律——或者更严格地说,律师本身的职业规范并不允许他们这么做。律师只能接受夫妻双方中的一位作为客户,而拒绝另一方,迫使对方去寻找另一个律师,或者完全失去法律服务。这便是乐趣的开始。在另一个房间里,律师们开始谈“我们”和“他们”。这里的“我们”指的不是我和我的妻子,而是我和我的律师对抗她与她的律师。法庭上陈述的则是“史密斯诉史密斯”!(英国妻子多用夫姓。)无论夫妻双方是否感觉抗拒对方,或者他们是否愿意和睦解决问题,法庭已经假设他们之间存在对抗关系。谁能在这场“我赢你便输”的游戏里胜出呢?只有律师。
倒霉的夫妻被拖进了这么一场“零和博弈”中,律师们则可以享有油水肥厚的“非零和博弈”——因为史密斯夫妇提供了回报,而律师们专业剥削顾客的方式已经通过行业合作精细地被规范了。他们合作的一种方式是提出知道对方完全不会接受的提议,这可以激发对方提出另一个明知双方都不会接受的提议,循环往复。这些事实合作的“对手”所发的每一封律师函、每一个电话都在账单上多加一笔数目。运气不好的话,这个过程将持续几个月甚至几年,双方的花费越来越多。律师们并不需要坐在一起计算这些事情,相反,他们严格的独立性正是他们合作的主要方式,以此消耗着顾客的腰包。律师们甚至都没有感觉到他们所做的一切正是一个“非零和博弈”。就像我们有时见到的吸血蝙蝠一样,他们以一种精心设计的仪式进行着这场游戏。这个系统无须任何有意识的计划或者组织,已然自成一体。它逼迫我们走进一场“零和博弈”,顾客们得到了零,律师们得到了丰厚的非零。
我们该怎么做呢?莎士比亚的方法太过残酷,单单改变法律就简单多了。但大多数国会议员有法律背景,只有“零和博弈”心理。很难想象哪里存在比英国下议院更具对抗性的氛围了。(法庭至少还保持了辩论的斯文,因为律师们可以抱着“我博学的朋友将和我合作而笑到最后”的心理。)也许那些用心良苦的立法者和良心发现的律师需要学一点博弈论。只要律师以完全相反的方式工作,劝说顾客们放弃零和博弈的厮杀,就可以从庭外和解的非零和博弈中得到更多好处。
那么人类生活中的其他博弈呢?哪些是零和,哪些又是非零和?它们并不相同。我们应该在生活的哪些方面追求零和博弈,又在哪些方面追求非零和博弈呢?生活中哪些方面值得“嫉妒”,哪些又值得合作并打败“银行家”呢?举个例子,当我们和老板对工资讨价还价时,我们是被“嫉妒”驱使,还是通过合作让我们的真实收入最大化呢?在现实生活中,我们是否把“非零和博弈”误会为“零和博弈”,正如我们在那个心理实验中一样呢?我只能简单提出这些复杂的问题,因为他们的答案已经超出本书涵盖的范围了。
足球就是一场零和博弈。至少它一般是这样。少数情况下它能变成一个非零和博弈(英式橄榄球、澳大利亚橄榄球、美式橄榄球、爱尔兰橄榄球则一直是非零和博弈),这在1977年的英格兰足球联赛中发生过。联赛中的队伍被分为四级。俱乐部在比赛中互相对抗,以积分决定它们的晋级或降级。甲级联赛声名远扬,俱乐部可以趁机从巨大观众群中捞得丰厚利润。在赛季结束时,甲级中排名最后的3个俱乐部降级,进入下一赛季的乙级联赛。降级是一个惨痛的命运,值得不惜一切去避免。
1977年5月8日是本赛季的最后一天。甲级联赛中3个保级名额中的2个已经被确定,第三个正等待揭晓,它将从桑德兰队、布里斯托队与考文垂队中诞生。如果桑德兰队输了这场比赛,布里斯托与考文垂只要打成平手,便可以共同留在甲级联赛。但如果桑德兰赢了,布里斯托与考文垂比赛中的输家就会被降级。这两场关键比赛理论上是同时进行的。但事实上,布里斯托对考文垂的比赛刚好推迟了5分钟开始。这种情况下,桑德兰队的结果在布里斯托对考文垂的比赛结束前便为两队所知晓了。这便埋下了这个复杂故事的伏笔。
布里斯托与考文垂间的大部分比赛时间,用当时一份新闻报道来说,是“迅猛激烈”的,激动人心。赛前双方各自定下的2个进球的目标,在比赛80分钟时已经达到。比赛结束前2分钟时,桑德兰输了的消息迅速传了过来。考文垂的经理迅速让场边的巨大电子信息屏放出了这条消息。所有22名队员显然都看到并且意识到无须多事了,一个平局足以让双方都能逃避保级的命运。而如果试图进球会使情况更糟,这意味着把球员从防守转向进攻,将承担战败而降级的风险。我们还是引用那份新闻报道吧。“在唐·吉利斯(Don Gillies)80分钟时的进球帮助球队和布里斯托战成平手时,双方的支持者1秒钟前还是分外眼红的仇人,1秒钟后却迅速加入一场共同的狂欢庆祝中。裁判查利斯(Ron Challis)无奈地看着球员们把球传来传去,于对手完全没有任何威胁。之前的零和博弈在外界新闻的影响下迅速变成一场非零和博弈。在我们早先的讨论情况下,就好比外部的“银行家”奇迹般地出现了,使得布里斯托和考文垂从平局结果中得到好处。
类似足球这种观赏运动通常是零和博弈,理由是观看双方的剧烈对抗比友好比赛更为激动人心。但现实生活——无论是人类生活或者是植物、动物的生活中——并非为观众所设计。事实上,现实生活中的大部分情况都是非零和博弈,社会扮演了“银行家”的角色,个人则可以从对方的成功中获益。我们可以看到,在自私的基因的基本原理的指导下,即使在自私的人类世界里,合作与互助同样促使社会兴旺发展。我们现在可以从阿克塞尔罗德的定义出发去理解,好人确实有好报。
但这只能在博弈重复进行下才能发生。博弈者必须清楚这并不是他们之间最后一场博弈。用阿克塞尔罗德艰涩的用语来说,“未来的阴影”还很长。但这需要有多长?它不可以无限长。理论上说,博弈的长度并不重要,重要的是博弈双方必须都不清楚博弈结束的时间。假设你我正在进行一场博弈,我们都知道博弈的重复次数为100回合,那么我们彼此清楚,第100回合将等同于一场简单的一次性“囚徒困境”。这种情况下,最理性的决策是我们双方各自在最后一轮打出“背叛”。自然,我们也彼此能预测对方也会“背叛”,这使得最后一轮的结果毫无悬念。既已如此,第99轮则相当于一次性博弈,而双方能做出的唯一理性决策则是“背叛”。第98轮同理。在两个完全理性并假设对方同样理性的博弈者处,如果他们知道比赛的回合数,他们只能彼此不停“背叛”。于是当博弈理论家谈论“重复囚徒困境”时,他们经常假设博弈的终点不可知,或者只有“银行家”知道。
即使博弈的重复次数不得而知,在现实生活中,我们经常可以采用统计方法来预测博弈的持续时间长度。这种预测则成了博弈策略中很重要的一部分。如果我注意到“银行家”开始坐立不安,不停地看他的手表,我可以猜到此游戏即将结束,那么我便可以尝试背叛。如果我发现你也注意到银行家的坐立不安,我也会开始担心你背叛的可能性。我也许会过于紧张,而提前让自己先背叛,即使我开始担心你也许会担心我……
在一次性与重复囚徒困境博弈中,数学家简单的直觉也许太过于简单。每一个选手都可以持续预测博弈进行的长度。他的估计越长,他的选择就会越接近数学家在重复博弈中的预测,更善良,更宽容,更不嫉妒。反之,他的选择就会更接近数学家在一次性博弈中的预测,更恶劣、更不宽容。
阿克塞尔罗德对“未来的阴影”的重要性的阐述来自第一次世界大战时形成的“自己活,也让别人活”的现象。他的研究资源来自历史学家与社会学家托尼·阿什沃思(Tony Ashworth)。“一战”时的圣诞节,英军与德军有时会友好相处,在无人区一起喝酒。这种现象早已为世人所知。但事实上,更为有趣的是,这种非正式非官方,甚至没有口头协定的友好协议,这种“自己活,也让别人活”的系统,早在1914年便在前线上下流行,持续了至少2年。一个英国高级将领在巡视战壕时,曾提及他看到德国士兵在英军前线来复枪射程内散步时的惊讶:“我们的士兵好像并没有注意。我私下决定当我们接手它时,应该阻止这种事情的发生,决不能允许这种事情出现。这些人似乎并不知道这是一场战争。显然双方都相信‘自己活,也让别人活’的想法。”
博弈论与囚徒困境在当时还未出现,但如今在事后,我们可以清楚地理解当时的情况。阿克塞尔罗德提供了一个精彩的分析。在当时的壕堑战中,每个野战排的“未来的阴影”都很长。这便表示,每支英军的挖掘队伍都可能需要与同一支德军队伍对峙好几个月。另外,普通士兵永远不知道他们是否,或何时会离开,因为大家都知道军队的决策专断随意,变化无常。在这里“未来的阴影”长而不定,促使了“针锋相对”式合作的开始。这种情况已经类似于一场囚徒困境的博弈了。
我们还记得,要成为一场真正的“囚徒困境”,回报必须有特定的次序规则。双方必须同时认为共同合作优于互相背叛。在对方合作时背叛则为更佳,在对方背叛时合作为最劣。彼此背叛则是将军们所喜的,他们想看到他们的士兵在机会到来之时将对方捏得粉身碎骨。
将军们并不愿意看到互助合作的场面,这对于赢得战争毫无帮助。但这对于双方的普通士兵而言却是求之不得的好事,他们并不愿意付出生命的代价。必须承认,他们也许认可将军的观点,希望己方能获得胜利,这便是形成囚徒困境的第二层回报,但获得战争胜利并不是每个普通士兵的选择。战争的最终结果并不太可能从物质上极大地惠于个人。虽然无论是出自爱国主义抑或是遵守纪律,你可能觉得从背叛循环中逃出去也是不错的。但与你穿越无人区后的某些敌军士兵互助合作,则很可能影响你本人的命运,而且这大大优于互相背叛。这便使整个情况形成一个真正的囚徒困境。类似“针锋相对”的行为注定要发生,也确实发生了。
在任何战壕前线上的局部稳定策略并不一定是“针锋相对”,后者是属于善良,虽报复但宽容的策略家族中的一员。这些策略即使在理论上也并不完全稳定,至少很难在兴起时被改变。比如,根据一份当时的记录,三次“针锋相对”在一个区域同时形成。
我们走出深夜的战壕……德国人也走了出来,所以出于礼貌,我们不该开枪。最恶劣的事情是枪榴弹……它们如果落入战壕,就会杀死大概9~10个人……但除非德国人特别吵,否则我们不应该使用这些武器。因为他们也可以采取报复,我们也许没有一个人可以回去。
“针锋相对”家族中这些策略有一个很重要的共同点:背叛的选手将得到惩罚。复仇的威胁必须始终在此。在“自己活,也让别人活”系统中,报复能力的展示通常引人注目。双方不断攻击敌军不远处的虚拟目标——一种如今也在西方电影中使用的技巧,比如射灭蜡烛火焰,而不是敌军本身,以展示其百发百中、极具威胁的攻击。在另一个问题上——为什么美国罔顾顶尖物理学家们的愿望,使用了两颗原子弹来毁灭两座城市,而不是用类似攻击蜡烛的策略——这一机制也能圆满地回答。
与“针锋相对”类似的策略都有一个重要的特征:它们都很宽容。这有助于减少长期报复恶性循环的产生。这位英国军官再次戏剧化地描述这种平息报复的重要性:
当我正在与某连的人喝茶时,我们听到许多喊叫声,于是出来查看。我们看见我们的人与德国人各自站在战壕前的矮墙上。突然炮声骤响,却无人受伤。双方很自然地卧倒,我们的人开始咒骂德国人。这时一个勇敢的德国人站起身来大喊:“我们很抱歉,我们希望没有人受伤。我们不是故意的,都是那个该死的普鲁士大炮!”
阿克塞尔罗德对这个道歉的评价是:“仅将责任推卸给机械,有效阻止了报复。它表达了道德上对于辜负信任的歉意,也表达了对有人可能受伤的关切。这确实是一个令人钦佩的勇敢的德国人。”
阿克塞尔罗德还也强调,在保持互相信任的稳定状况时,预见性与仪式感十分重要。一个愉快的例子是:一个德国士兵提到,英国大炮每天晚上会根据钟点有规律地在前线一些地方开火:
七点钟到了,英国人开炮了。他们十分准时,你都可以据此来校正手表……他们永远有着相同的目标,非常准确,从未在前后左右偏移过标志……甚至有一些好奇的同伴……会在七点前一点爬出去看英国人开炮。
根据英军的记录,德国大炮也在做同样的事情:
(德国人)选择的目标、射击的时间与回合都十分规律……琼斯上校知道每一炮发出的时间。他的计算十分准确。他甚至敢于做一些初生牛犊式的行为,冒险去到炮击的地点。因为他知道炮击将在他到达前停止。
阿克塞尔罗德对此的评注是:“这种仪式性的炮击与规律性的开火表达了双重信息。于上级军官,它们表达了抗争,而对于敌军,它们传递了和平。”
这种“自己活,也让别人活”的系统本可以通过口头沟通获得,由理性的策略家在圆桌上讨价还价得到。事实上它无法这么做。它通过人们回应对方行为的方式传递,在一系列的局部约定中形成。阿克塞尔罗德计算机中的策略完全没有意识。它们的善意或恶意、宽容或记仇、嫉妒或大气,仅由其行为定义。程序员也许有其他的想法,但这并不相关。一个策略是否善良,仅通过行为确认,而并非通过其动机(因为它没有)或作者的性格(当程序运行时这已经成为历史了)。一个计算机程序可以以其策略方式来施为,它并不需要知道自己的策略如何,或者任何其他事情。
我们当然知道策略家是否有意识并不相关。这本书已经提到许多无意识的策略家。阿克塞尔罗德的程序便是我们在这本书里用以思考动植物,甚至基因的优秀模型。我们现在可以问问,他那些关于宽容善良不嫉妒的成功例子与优化结论是否可以用于自然世界?答案是肯定的,自然界一向如此。唯一条件是自然优势需要设定未来的阴影很长的囚徒困境,而且是非零和博弈。这些条件在生物王国中一直成立。
没有人会认为细菌是一个有意识的策略家,但寄生菌们天衣无缝地与它们的寄主演绎着囚徒困境。我们没有理由不采用阿克塞尔罗德的理论——善良、宽容、不嫉妒等等,来研究它们的策略。阿克塞尔罗德和汉密尔顿指出,那些无害且有益的细菌可以在人们受伤时,变成有害甚至致命的败血症。医生会说人体的“自然抵抗能力”在受伤时会下降。但也许真实的原因正是囚徒困境的博弈。在人体内,细菌是否有所收获,同时也不停检验其回报呢?在人体和细菌的博弈中,“未来的阴影”通常很长,因为一个普通人可以在任何起始点活上很多年。然而,一个严重伤者则可能给其寄生菌带来较短的未来。“背叛的诱惑”突然比“互相合作的奖赏”更有诱惑力。当然,细菌在它们邪恶的小头脑里可没有计算这些东西!代代细菌的自然选择已经将它们培养成一个无意识的生物,首要任务是以生物化学来维系生命。
根据阿克塞尔罗德和汉密尔顿的分析,虽然植物明显没有意识,但它们懂得复仇。无花果树和榕小蜂享有紧密合作的关系。我们所吃的无花果其实不是果实,无花果顶端有一个小洞,如果你可以缩小成榕小蜂的尺寸,进入这个小洞(榕小蜂非常小,小得当我们吃无花果时都不会注意到它),就可以看见无花果壁上有许许多多小花。无花果其实是花朵们的阴暗温室与授粉房间,而授粉过程要靠榕小蜂来完成。无花果树为榕小蜂提供栖息地,而榕小蜂在这些小花里产卵。对于榕小蜂来说,“背叛”指的是在无花果内的许多花朵中产卵,使得它们无法互相授粉。无花果树如何“报复”呢?阿克塞尔罗德和汉密尔顿说:“许多情况下,如果榕小蜂进入一棵年轻的无花果,却不为花朵授粉,而是在大部分花朵中产卵,无花果树将除去这颗还处于生长中的无花果,使得所有榕小蜂的后代都走向死亡。”
艾瑞克·费希尔则在海鲈鱼——一种雌雄同体的鱼身上发现了一个奇怪的现象,正好说明了自然界的“针锋相对”。与我们不同,这种鱼的性别不是由生命孕育时的染色体决定的。每一条鱼都有雄性与雌性的功能,交配时可以选择产生卵子或精子。他们双双缔结一夫一妻的组合,轮流交换性别分饰雌雄角色。我们也许可以推测,由于雄性角色相对方便,海鲈鱼也许更愿意饰演雄性角色,而逃离合作关系。也就是说,如果其中一条鱼可以成功劝服伴侣持续饰演雌性角色,它就可以逃离其对孵卵生产的责任,而将资源投入其他事情,比如和其他鱼交配等。
事实上,费希尔却发现海鲈鱼以一种严格的轮换机制进行其繁衍过程。这就是我们所预料的“针锋相对”。这个博弈正是一个真正的囚徒博弈,虽然有些复杂,但这说明了鲈鱼们为何采取这个策略。在这里,“合作”表示在轮到其产卵时扮演雌性角色,“背叛”则是在轮到时试图扮演雄性角色。这种“背叛”很容易引起报复,伴侣可能会在下一次拒绝扮演雌性角色,或者“她”可以直接中断伴侣关系。费希尔确实也发现了,那些性别角色担当次数不等的伴侣容易分手。
社会学家和心理学家会提出一个问题:为什么有人会愿意捐赠血液(在英国等国家,血液捐赠为无偿)?我不觉得这个答案在互惠或伪装的自私下有那么简单。当这些长期血液捐赠者需要输血时,他们并未得到任何优先次序,也没有人给他们颁发金星奖章。也许我过于天真了,但我觉得这是一种真正的、纯粹的无私利他主义。这是因为吸血蝙蝠之间的血液共享刚好符合阿克塞尔罗德的模型。G.S.威尔金森(G.S.Wilkinson)的研究表明了这一点。
吸血蝙蝠以在夜里吸血为生。它们要得到食物并不容易,但每每得到的都是大餐。当黎明降临,一些不走运的蝙蝠可能会空着肚子回家,另一些则可能找到一个受害者,吸了充足的血液。第二天晚上,同样的故事又在上演。在这种情况下,一个互助的利他主义是可能产生的。威尔金森发现那些在夜里吸饱血液的幸运儿确实会将一些血液返流,捐赠给不走运的同伴。威尔金森观察了110例血液捐赠,其中有77次是母亲喂养孩子,而大部分其他的血液捐赠发生在近亲中。在完全没有血缘的蝙蝠中,一些血液捐赠的例子依然存在,“血浓于水”的说法看来并不完全符合事实。但是,这些共享血液的蝙蝠也经常是室友,它们有许多机会与对方持续打交道,这正是重复囚徒博弈所必须满足的条件。但囚徒博弈的其他条件呢?表12-4的回报表格显示了我们对此的预期。
表12-4 吸血蝙蝠的血液捐赠:在各种情况下我的回报
吸血蝙蝠的情况真的和这张表格一样吗?威尔金森对那些饿肚子的蝙蝠的体重下降速率进行计算。通过对饱食、饥肠与处于中间段的蝙蝠饿死速率进行分别计算,他算得血液得以维持生命的时间。他发现了一个并不惊奇的结论:这些速率并不相等,取决于蝙蝠的饥饿程度。比起吃饱喝足的蝙蝠,相同的血液量可以为饥肠辘辘的生命维持更多的时间。也就是说,虽然捐血可以增加捐赠者饿死的速率,但救助濒死生命的意义要大得多。这似乎表示蝙蝠的情况确实符合囚徒困境的规则。将血液捐赠给同伴中的所需者,比留着自用更为珍贵。在雌蝙蝠(吸血蝙蝠的社交范围为雌性)饥肠辘辘的夜里,可以从伙伴的捐赠中获益良多。当然,如果雌蝙蝠选择“背叛”,拒绝给同伴捐赠血液,逃离互助的责任,雌蝙蝠可以受益更多。在这里,“逃离互助责任”只在蝙蝠确实采取“针锋相对”策略时才有意义。那么,“针锋相对”在演化中的其他条件是否能满足呢?
重要的是,这些蝙蝠是否能够互相辨别呢?威尔金森的实验结果是肯定的。他俘虏了一只蝙蝠,将其与同伴隔离,并饿了雌蝙蝠一夜,其他同伴则得以饱食。当这只不幸的俘虏返回巢穴时,威尔金森就观察是否有任何蝙蝠给予其食物。这个实验重复了许多次,不同的蝙蝠轮流作为饥饿的俘虏又被送返。俘虏的蝙蝠们来自相隔数英里的两个巢穴,两个独立的组织。如果蝙蝠可以辨别它们的朋友,这只饥饿的蝙蝠将可以从也只能从自己的巢穴中获得帮助。
这正是事实。在观察到的13个血液捐赠者中,12个捐赠者是饥饿者的“老朋友”,来自同一个巢穴。来自不同巢穴的“新朋友”只喂养了1次饥饿的蝙蝠。这也许是个巧合,但当我们计算这个范例时,它发生的概率只小于。我们可以信心十足地总结,蝙蝠确实更偏爱帮助老朋友,而不是另一个巢穴的陌生人。
吸血蝙蝠是神秘的。对于维多利亚哥特小说的迷恋者来说,它们经常是在夜里恐吓他人、吸食血液、牺牲无辜生命以满足私欲的黑暗力量,再加上其他维多利亚时期的神秘事件,以及蝙蝠天生鲜红的牙齿和爪子,吸血鬼蝙蝠不正是自然界自私基因的最令人恐惧的力量的化身吗?我对于这些神秘事件嗤之以鼻。如果我们想知道一个事件背后的真相,就需要研究。达尔文主义赋予我们的并不是对一个特定生物的详细描述,而是一个更微妙,却更有价值的工具:对原理的理解。如果我们一定要加进一个神秘事件,那便是真相——关于吸血蝙蝠高尚品格的故事。对于蝙蝠自身,血并不浓于水。它们超越亲属关系,在忠诚的朋友间形成它们长久坚实的纽带。吸血蝙蝠可以讲述一个新的神秘故事,一个关于共享、互助、合作的故事。它们昭示这一个善良的思想:即使我们都由自私的基因掌舵,好人终有好报。
第13章 基因的延伸
自私基因的理论核心中有个矛盾很令人不安,这个矛盾存在于基因与生命的载体——生命体之间。一方面,我们已经得到一个漂亮的故事:独立的DNA复制因子如羚羊般灵活,它们自由奔放地世代相传,在一次性的生物容器中临时组合,不朽的双螺旋则不停改组演替,在形成终将腐朽的肉体时磨炼,最终走向各自的永恒。另一方面,如果我们只观察生命个体本身,每一个生命都是一台自成一体的仪器,它完美无缺,复杂精密,却又统一结合,组织紧密。生命体并非只是一个松散临时的基因组合所构成的产品。在精子与卵子即将开启一个新的基因混杂过程时,这些“交战”的基因载体并非刚刚认识彼此。生命体凭借专注的大脑协调着肢体与感觉器官进行合作,以完成各种生物目的。作为载体,它的工作已臻极致。
在本书的一些章节里,我们已经考虑过将个体生物看作一个载体,这个载体的任务是努力扩大传递基因的成功率。我们想象个体动物进行着复杂的思考,计算着各种行为的基因优势。但在另一些章节里,这些基础的理性思维则是从基因角度出发考虑的。如果失去了基因的角度,生命体便失去“关照”其繁衍成功率与亲属的理由,会转而考虑其他因素,比如它自身的寿命。
这两种对生命的思考方式之间的矛盾如何解决?我曾经在《延伸的表型》一书中尝试回答这个问题。这本书是我职业生涯中最高的成就,是我的骄傲与乐趣。本章节是该书几个主题的简要概括,但我更希望你们合上现在手中这本书,打开《延伸的表型》开始阅读。
达尔文主义的自然选择一般不直接作用于基因本身。DNA隐藏于蛋白质中,包裹于细胞膜里,与世隔绝,不为自然选择所见。即使自然选择试图直接选择DNA分子,它也找不到任何选择规则。所有基因看似相同,就像所有磁带从外表看都无甚区别一样。它们的不同之处在于其在胚胎发育过程中发挥的作用,还有进而对生物体的不同外表与行为的塑造作用。成功的基因对胚胎有良性影响,即使环境中还有许多其他基因也同时作用于同一个胚胎。这里的良性影响指的是它们让胚胎有可能成功发育为健康的成人,而此成人有可能制造后代,将相同的基因传递给子孙。有一个专业词汇“表型”,专指基因的生物表征,也就是一个基因相对于其等位基因在发育中对生物体的作用。举个例子,一些基因的表型为绿颜色的眼珠。不过事实上,大部分基因都有超过一个以上的表型:比如绿眼和卷发。自然选择会偏爱某一些基因而摈弃另一些基因,这取决于基因的作用结果——表型,而不是基因本身。
达尔文主义者通常只选择那些表型有助于或有害于生物体生存或繁殖的基因予以讨论,他们倾向于不考虑基因本身的利害,部分原因是这个理论核心的矛盾。比如,某个基因也许有助于提高捕食者的奔跑速度。捕食者的身体——包括所有基因——都会因其较快的奔跑速度而获得成功,它的速度有助于其生存、繁衍后代,更多地传递自身基因,包括那个加快奔跑速度的基因。理论的矛盾迎刃而解,于基因有利者亦有利于整个生命体。
但如果这个基因的表型只对其有利,却对整个身体的其他基因有害呢?这个问题并非异想天开。有一个意味深长的现象便是既存实例:减数分裂驱动。你也许还记得,减数分裂是一种特殊的细胞分裂,染色体的数目减半,产生精子和卵子。正常的减数分裂是一个绝对公平的抽奖项目。在每一对等位基因中,只有幸运的那个可以进入给定的精子或卵子。但它分配的概率相当平均,如果拿许多精子(或卵子)取平均数以计算一对等位基因的不同数目,你将发现,其中的一半将得到一个等位基因,另一半则得到另一个等位基因,如同掷硬币一般公正。事实上,掷硬币看似随机,也有许多物理因素叠加式地影响着这个过程,比如环境中的风速、掷硬币的力度等等。减数分裂也是一个物理过程,受基因影响。如果存在一个基因,它并不作用于那些类似于眼睛颜色或头发之类明显的形状,而作用于减数分裂本身呢?比如说,这个基因可以促使自身在减数分裂中进入卵子。事实上,这种基因确实存在,名为分离变相因子。它们的工作原理简单而无情:在减数分裂时,分离变相因子广泛取代其等位基因以进入精子(卵子)。这种过程便是减数分裂驱动,甚至在该基因将对整个身体的形状,也就是全部基因产生致命的效果时,减数分裂驱动也可能发生。
在本书中我们已知道,生物可以用巧妙的方式“欺骗”它的社交同伴。而现在,我们讨论单个基因欺骗与它们共享同一身体的其他基因。遗传学家詹姆斯·克罗(James Crow)称他们为“破坏系统的基因”。有一个著名的分离变相因子为老鼠的t基因。当老鼠有一对t基因时,它们便会幼年夭折,或者胎死腹中。因此t基因在纯合子状态时,对生物体是致命的。如果一只雄性鼠只有一个t基因,可以正常健康地生活。然而,如果你检验一下这只雄鼠的精子,你将发现它有近95%的精子含有t基因,只有5%为正常的等位基因。这比我们通常想象的50%的概率要高出许多。如果在野生群体中,一个t基因由变异产生,它将立即星火燎原般地遍布整个种群。既然这个减数分裂的分配如此不公,t基因又怎能不占尽天机?由于它传播迅速,种群中的大量老鼠会从父母处遗传得一对t基因,使得整个族群很快趋向灭绝。已有证据表明,t基因传染病式的疯狂传播曾使野鼠彻底灭绝。
并非所有分离变相因子都如t基因一般具有极强的毁灭性,大部分只会导致一些不良的后果(几乎所有基因的副作用都是不良结果,一些新变异只会在优不敌劣时才会传播。如果良性作用与不良作用同时发生于生物体中,其结果依然有助于整个身体。但如果对身体只有不良作用,而基因独享好处,其结果对于生物体则是灾难)。除去这些有害的副作用外,如果变异产生了分离变相因子,它则一定倾向于在种群中传播。自然选择(最终毕竟还是发生于基因层面)偏爱分离变相因子,即使这对于生物体本身可能是灭顶之灾。
虽然分离变相因子存在于世间,但它们并不常见,可我们要追问:它们为何不常见?这其实也相当于问:为什么减数分裂通常如掷骰子般公平分配可能性?只有我们理解为什么生物存在时,这个答案才会水落石出。
许多生物学家认为生物的存在理所当然,这可能是因为它的构成部件完整无缺,浑然一体。生命的问题通常集中在生物层面。生物学家不停地问:为什么生物这么做?为什么生物那么做?他们会问:为什么生物聚集成社会群体?却不问(虽然他们更应该问):为什么有生命的物质们最初组成了生物?为什么海洋不能如原始状态一般,自由漂浮着独立的复制因子?为什么古老的复制因子要聚集定居于肉体里?为什么这些肉体——正如你我般的个体生物——如此庞大,又如此复杂?
许多生物学家甚至很难发现这其实是一个问题,因为他们自然而然地在个体生物层面提出问题。一些生物学家走进微观,将DNA看作生物体用以复制自身的工具,就像眼睛是生物体观察世界的工具一样。这本书的读者们会发现这种错误的荒谬,认识非凡的真相,他们也将会认识到另一种态度:自私基因角度的生命层面也有许多问题。这个问题——几乎与前者完全相反——则是:为什么生物体会存在于世间,如此天然庞大,浑然一体,目的明确,迷惑了生物学家,使他们完全把问题搞错了次序?为了解决我们的问题,我们需要从清除大脑中的旧思想开始,不再把生物作为理所当然的事物。这种用以改变思想的工具,我把它称为“延伸的表型”。在这里,我开始做出改变。
在传统的定义里,基因的表型可见诸其对身体的作用,但我们将看到,基因的表型需要从其对整个世界的作用这一角度去思考。一个基因也许只能局限于其代代相传的生物体内,但这只是部分事实,不是我们的定义。要记住,基因的表型是用以在下一代中撬动自身的工具。我还要补充,这个工具也许不只限于此生物个体。这是什么意思?生物制造的工具便是一个例子,比如海狸的河坝、鸟巢与石蚕蛾的房子。
石蚕蛾是一种其貌不扬的棕色昆虫,当它们笨拙地在河面上飞舞时,一般不会引起我们的注意力。在化蛹前,它们需要经历一个很长的幼虫期,在河底闲庭信步。而石蚕蛾的幼虫与成虫截然不同,是地球上最神奇的生物之一。它们在河床上收集各种材料,利用自身制造的黏合剂,技艺精湛地为自己建造了一座管状房屋。这个房屋是可移动的,随着石蚕蛾一同行走。与蜗牛壳和寄居蟹的房子不同的是,石蚕蛾的房子是自己亲手建造的,而不是靠天资生长或觅得的。石蚕蛾会用树枝、枯叶的残片、小蜗牛壳等作为建筑材料。最神奇的要数那些建于石头上的房子。石蚕蛾仔细挑选石头,抛弃那些相较墙缝过大或过小的石头。它甚至会旋转石头,以寻求最合适的拼接角度。
为什么石蚕蛾的行为让我们如此惊讶?从另一个角度来说,我们应该会更欣赏石蚕蛾的眼睛或肘关节的结构,而不是它相对简单的石头房子。无论如何,眼睛和肘关节要比房子更复杂,更有“设计”感。然而,因为石蚕蛾与我们一样,眼睛与肘关节都是在娘胎中发育而成的,所以虽然听似不合逻辑,但我们对这些房子印象更加深刻。
虽然我已经越讲越远了,但我还是忍不住要继续讲下去。虽然我们被石蚕蛾的房子吸引,我们却自相矛盾地对那些与我们更接近的动物的类似成就更感兴趣。想象一下,这样的新闻可以很容易成为报纸头条:海洋生物学家发现一种海豚可以编制巨大而复杂、有20条海豚长的渔网!但我们对蜘蛛网却习以为常,视之为屋子里的垃圾而不是世界奇观。再想想珍妮·古道尔从贡贝河带回的那些轰动照片,野猩猩不厌其烦地选择可以粘连上浆的石头,以建造有屋顶、能保暖的房屋。而石蚕蛾也做着同样的事情,却只能吸引昙花一现的注意力。虽然你可以以双重标准的视角说蜘蛛和石蚕蛾只是基于本能去建造建筑,但那又怎样?这表示它们更值得叹服。
让我们先回到主题吧。没有人会怀疑石蚕蛾的房子是为了适应环境,由达尔文主义的自然选择而进化成的。它一定曾经受自然选择的偏爱,正像自然选择偏爱龙虾的硬壳一般,它们都是身体的保护层。于生物体与其全部基因而言,石蚕蛾的房子都是有益处的。然而,现在我们已经知道,当我们考虑自然选择时,某些对生物体的益处只是附带条件。只有对那些给予外壳保护性能的基因有益的性能,才适应自然选择。这便是龙虾的故事了,因为龙虾的壳确实是身体的一部分。那么石蚕蛾的房子呢?
自然选择钟爱石蚕蛾体内可以建造好房子的基因。这些基因作用于行为学,大约在胚胎的神经系统发育阶段起作用。实际上,遗传学家还可以看到基因对房子形状与其他性能的作用,他甚至可以辨认出那些作用于房子形状的基因,正如他辨认作用于大腿形状的基因一样。必须承认,没有人实际研究过指导石蚕蛾建房子的基因。如果要这么做,你需要单独饲养石蚕蛾,并仔细记录其家族历史。但养殖石蚕蛾十分困难。然而,你并不需要研究石蚕蛾的基因,便已可以确定基因曾经——至少一次——造就了不同的石蚕蛾的房子。你只需要相信石蚕蛾的房子来自达尔文主义的适者生存,因为如果没有遗传的差异可供选择,自然选择无法产生适者生存,所以,控制石蚕蛾房子差异的基因一定存在。
于是,我们便可以将基因们称为“控制石头形状的基因”“控制石头尺寸的基因”“控制石头硬度的基因”等等,尽管遗传学家会觉得这也许不是一个好主意。任何反对这种称谓的人,也会反对诸如“控制眼睛颜色的基因”“控制豌豆皱褶的基因”等说法。反对的理由有:石头并非生物,而且基因不直接作用于石头的形状。遗传学家可能会说:“基因直接影响了神经系统,调节石头选择行为,而不是石头本身。”但是,我会叫这个遗传学家来好好研究:基因作用于神经系统究竟是什么意思?所有基因可以直接影响的只有蛋白质合成。说基因作用于神经系统,进而影响眼睛颜色、豌豆皱褶等,都是基因的间接作用。基因决定了蛋白质序列,而后影响了X,进而影响了Y,又接着影响了Z,最终导致豌豆表面出现皱褶,或者说神经系统细胞接线。石蚕蛾的房子只是这种次序的进一步延伸,石头的硬度受石蚕蛾基因的延伸表型的影响。如果我们可以说基因影响了豌豆的皱褶或动物的神经系统(所有遗传学家都认可这一点),那么我们也可以说,基因影响了石蚕蛾房子的石头硬度。这听起来可能有点惊世骇俗,但其推理无懈可击。
我们可以进一步推理:一个生物体内的基因可以对另一个生物体有延伸表型影响。石蚕蛾的房子帮助我们理解了上一步,下一步我们则需要蜗牛壳来帮忙。蜗牛壳的作用与石蚕蛾的房子很相似,它由蜗牛自身的细胞分泌而成。一个传统的遗传学家应该会高兴地说:“基因控制了蜗牛壳的性能,比如壳的厚度。”但研究发现,被某种吸虫(扁虫)寄生的蜗牛有特别厚的壳。这是什么意思呢?如果被寄生的蜗牛壳特别薄,我们可以解释为蜗牛体质衰弱所致,但厚壳可以更好地保护蜗牛,似乎这些寄生吸虫用增强蜗牛壳来保护宿主。这可能吗?
我们需要更仔细地想想了。如果厚壳对蜗牛有益,为什么不是所有蜗牛都拥有厚壳呢?答案也许在于成本效益。蜗牛造壳花费巨大,它们需要从难得的食物中吸取钙和其他化学物质来完成这一过程。如果这些资源不用于制造蜗牛壳,则完全可以用于其他用途,比如制造更多的后代等。蜗牛辛苦耗资建造厚壳,只为了让自己安全度日。虽然它可以延年益寿,却付出了繁衍后代减少与无法传递基因的风险代价,这些被淘汰的基因里就有制造厚壳的基因。也就是说,蜗牛壳是可厚可薄(后者原因显而易见)的。如果吸虫使得蜗牛分泌厚壳,它并没有让蜗牛得到好处,除非它承担了制造厚壳的代价。另一方面,我们也可以有把握地说:吸虫不可能如此慷慨。它分泌的一些秘密化学物质作用于蜗牛,使其抛弃进化偏爱的蜗牛壳厚度。这也许有助于蜗牛长寿,但它对蜗牛的基因无甚好处。
吸虫是怎么做到的呢?它又为什么要这么做?我的猜想是:在其他条件相同的情况下,蜗牛基因与吸虫基因都可从蜗牛的生存中得到好处。但生存并非繁衍,蜗牛基因自然可从蜗牛的繁衍中得到收获,但吸虫的基因不能,因为吸虫无法将其基因转移到蜗牛的后代中,但吸虫的天敌们也许可以。蜗牛的长寿固然将耗费其繁衍的效率,蜗牛的基因不会愿意付出这个代价,因为它们的未来完全寄托于蜗牛的繁衍上。因此,我认为吸虫的基因对蜗牛分泌细胞产生影响,这种影响对双方都有益,而只耗费蜗牛基因。这种理论尚未经过实验,尽管实验结果可以轻易确定这个猜想。
我们现在可以总结一下石蚕蛾教给我们的事情了。如果我对于吸虫基因的推测是正确的话,我们便可以有把握地说,吸虫基因与蜗牛基因对于蜗牛身体的作用是相似的。基因从其自身身体中逃逸出,操纵着外部世界,而石蚕蛾仅满足于基因作用被限制于其体内。虽然这句话可能会使遗传学家觉得不舒服,但如果仔细研究遗传学家所说的“基因作用”,他们的不舒服只是不在点上。我们需要接受的只是吸虫适应了蜗牛壳的变化。若果真如此,它便是通过吸虫基因的自然选择实现的。表型可以延伸的对象不只是无生命的石头,还有其他生命体。
蜗牛与吸虫的故事只是个开始。大家都知道,所有寄生虫都对其宿主有巨大而隐秘的影响。有一种原生寄生生物叫微孢子虫,可以侵入面粉甲虫的幼虫体内。研究发现微孢子虫可以制造一种对甲虫特别特殊的化学物质。如同其他昆虫一样,面粉甲虫能产生一种保幼激素,当甲虫幼虫停止分泌保幼激素时,身体内其他要素便被“触发”而发育成成虫。微孢子虫则可以合成这种保幼激素。成千上万的微孢子虫聚集一处,在甲虫幼虫体内产生大量的保幼激素,阻止其变成成虫。幼虫持续发育,体形逐渐长大,体重可以超过正常成虫的两倍。这对甲虫基因的传播没有好处,但却是微孢子虫生长的聚宝盆。甲虫的巨型幼虫便是原生动物基因的一种延伸表型。
“寄生去势”的故事可能会让你得到更多弗洛伊德式的忧虑,而不是幼虫们彼得·潘式的浪漫。一种叫蟹奴的生物寄居于螃蟹身上,它看起来像是一种寄居生物,但与藤壶亲缘相近。它可以将其细密的足部系统深深扎入螃蟹的组织中,从这只不幸的螃蟹体内吸取营养。也许并非偶然,螃蟹第一个受攻击的地方是其睾丸或卵巢,其他生存所需(而非繁衍所需)的器官则得以暂保安全。螃蟹由此被寄生的蟹奴去势。正如被阉割以育肉的牛犊一样,被去势的螃蟹将能量与资源转向自身身体,以失去繁衍的代价喂肥了寄生生物。这个故事和我之前关于微孢子虫与面粉甲虫、吸虫与蜗牛的故事非常相似。在这三个例子中,如果我们接受寄主的改变是为满足寄生生物利益的达尔文主义的适者生存,它们便可看作寄生生物基因的延伸表型。在这里基因离开某一个体身体,影响了其他个体的表型。
在很大程度上,寄生生物和宿主的基因利益可能重合。从自私基因的角度看,我们可以认为吸虫基因与蜗牛基因都是蜗牛体内的“寄生虫”。它们都从相同的保护壳中得到益处,尽管它们对具体保护壳厚度有分歧。这种分歧从根本上来自它们离开蜗牛身体的方式、进入另一个身体的方式的不同。对于蜗牛基因而言,离开身体的方式是通过蜗牛的精子或卵子,而吸虫基因非常不同,具体方式非常复杂,我们就不多说细节了,重要的是它们的基因并不通过蜗牛的精子或卵子离开蜗牛的身体。
我认为对于任何寄生生物而言,最重要的问题是:它将基因传递给后代的方式是否和宿主的基因相同。如果不同,我便认为它通过各种方式损害了宿主。但如果相同,寄生生物可以做的便是帮助其宿主生存并繁衍。随着演化的进行,它将不再是一个寄生生物,而将与宿主合作,甚至最终融入宿主组织,完全无法辨认其原为寄生虫。我在第10章曾提出过,我们的细胞已经走过这种演化过程,我们实际上是所有古代寄生生物合成的遗物。如果寄生生物与宿主的基因共享一种离开方式,会是怎样的情况?有一种细菌寄生于擅长钻木的豚草甲虫(属于Xyleborus ferrugineus一种)中,它不仅居住于宿主体内,还会利用其卵作为交通工具,以寻得另一个新宿主。这种寄生细菌基因的得益方式与其寄宿基因几乎完全相同,可以预料,这两组基因由于相同的原因被绑在一起,正如一个生物体的全部基因一样,哪些是“甲虫基因”,哪些是“细菌基因”已经无关紧要了。两组基因都寄希望于甲虫的生存与甲虫卵的传播,因为甲虫卵是它们共同抵达未来的方式。于是,细菌基因与宿主基因共享一个命运,在我的解释中,我们可以预计细菌将在生活中的各个方面与甲虫共同合作。
事实上,“合作”一词还不足以形容它们之间的关系,这些细菌与甲虫简直是亲密无间的。这种甲虫和蜜蜂、蚂蚁一样,都是单倍体生物(见第10章),受精卵始终发育为雌性,而未受精卵永远为雄性。这也就是说,雄性昆虫并没有父亲,而是由卵子未经受精发育而成。但和蜜蜂、蚂蚁的卵子不同,豚草甲虫的卵子需要被刺破才能发育为雄性。细菌便应召而到,刺破未受精的卵子,使它们成为雄性甲虫。这些细菌便是我说的那些停止寄生而与宿主共生的“寄生生物”,它们随着宿主的卵子、宿主本身的基因一起传播。最终,它们的身体很有可能消失殆尽,完全融入宿主的身体中。
这种神奇的现象如今依然能在水螅身上找到。水螅是一种静止不动、有触手的微小动物,是淡水中的海葵,水藻可以寄居于它们的组织中。在两种水螅庶民水螅(Hydra vulgaris)与薄细水螅(Hydra attenuata)中,水藻是真正的寄生生物,可以损害水螅的健康。而在绿色水螅(Chlorohydra viridissima)中,水藻则始终存在于水螅的组织中,并供予其氧气,帮助水螅维持健康。这里开始有趣了,正如我们所预料的,在绿色水螅中,水藻通过水螅卵子将其传递到下一代,而在另两种水螅中,水藻并没有这么做。水藻与绿色水螅的基因利益重合,它们都愿意尽其所能来制造水螅卵子。但另两种水螅的基因与水藻基因不合,它们也许在水螅生存上有共同利益,但由于只有水螅基因关系水螅的繁衍,水藻于是成为有害寄生物,而不是通过合作与水螅一同演化。再重复一次,这里的要点是:寄生生物的基因需要与宿主基因追求共同命运,享有共同利益,这样寄生生物最终会停止寄生行为。
命运在这里指的是未来的后代。绿色水螅与水藻的基因、甲虫与细菌的基因都只能通过寄主的卵子而拥有未来,因此,无论寄生基因如何“计算”其最佳策略,它们都会精确,或者接近精确地得到与宿主基因计算所得的相同最佳策略。在蜗牛和吸虫寄生中,我们认为它们偏好的蜗牛壳厚度并不一致。在豚草甲虫与细菌的例子中,寄主和寄生动物可能对甲虫翅膀长度等身体的各个特征都有相同的偏好。我们不用具体知道甲虫如何使用其翅膀或者其他身体特征的细节,就能通过推理预测到:甲虫与细菌的基因都会竭尽所能,使甲虫得到相同的宿命——任何有利于传递甲虫卵子的宿命。
我们可以将这个推理推至一个逻辑性的结论,再用以分析正常的“自体的”基因。我们自己的基因互相合作,这不是因为它们都属于一个身体,而是因为它们共享一条未来的出路——精子或卵子。任何生物(比如人)的基因如果可以找到一条非常规的、不依赖精子或卵子的出路,它们就会选择这个新方向,并表现得不再合作。这是因为它们可以比其他体内的基因得到更好的未来。我们已经发现在一些例子中,基因因其自身利益而偏向减数分裂。也许还有其他基因可以从精子或卵子的“正常通道”中逃逸,另辟蹊径。
有些DNA片段并不在染色体中,而是在细胞液(特别是细菌细胞)中自由漂浮复制。它们的名字各异,比如类病毒或质粒等。质粒比细菌还要小,它通常只包含少数一些基因。一些质粒可以天衣无缝地将自身拼接为染色体,你甚至都不能发现它是拼接而成的,因为它的拼接极其自然,无法与染色体其他部分分辨开来。质粒还可以将自身分割。这种DNA的分割和拼接、从染色体中进出的能力,是本书第一版出版后发现的最激动人心的科学事实之一。这些近来关于质粒的证据可支持本书第10章的猜想(当时它还被认为有点荒谬)。从某些方面来说,这些片段是否来自入侵的寄生动物或者异己生物,其实并不重要,它们的行为可能是相同的。我会多讨论一点入侵片段,以阐释我的观点。
想想一个“叛逆”的人类DNA,可以从自身染色体中逃出,自由漂浮于细胞中,甚至可以将其自身复制无数遍,再自己拼接成另一个染色体。这种“叛逆”的复制因子能找到怎样非常规的未来路径呢?我们的皮肤不断失去细胞,房子里的灰尘很多都是我们脱落的细胞,我们又呼吸着别人的细胞。如果你用指甲在嘴里划一圈,数以千计的活细胞将跟着你的指甲离开。情人之间的亲吻和爱抚也交换着无数的细胞。“叛逆”的DNA可以随着任何一个这种细胞搭上便车。如果基因发现进入另一个身体的非常规路径(或者非常规的精子/卵子途径),我们可以预测到,自然选择将促使并推动它们进行机会主义行为。对于一个自私的基因/延伸表型的理论学家而言,它们具体运用的方法则毫无疑义地与任何病毒诡计一模一样。
当我们感冒咳嗽时,我们通常认为这些惹人心烦的症状是病毒行为的副作用。但在某些情况下,它们更可能是病毒精心策划控制的方法,以帮助其寻得下一个宿主。病毒会使我们打喷嚏或剧烈咳嗽,从而使自己被呼出,进入大气。狂犬病病毒则由动物撕咬时的唾液传播。狂犬病是发生在狗身上的一种症状,它使得原本和善友好的动物变得凶猛,爱咬其他动物,口中始终充满唾液。更令人不安的是,正常的狗只在离家1英里(约1.6千米)的范围内待着,得狂犬病的狗则不眠不休地奔跑,使病毒可以散播得更远。甚至有人认为,狂犬病的恐水症状使病犬不停将唾沫从口中喷出,同时也传播着病毒。我没听说任何直接证据表明性传播疾病可以增加患者性欲,但我觉得这值得研究。有一种叫“西班牙苍蝇水”的春药据说是在让人发痒的时候发挥作用的,而发痒通常是一些病毒的拿手好戏。
如果比较一下叛逆的人类DNA与入侵的寄生病毒,可以发现它们之间没有什么重要的不同。实际上,病毒很可能是由一些入侵基因的集合演化而成的。如果我们一定要提出一些不同,那便是基因通过常规的精子/卵子途径在人体之间传播,而病毒另辟蹊径地通过非常规手段传播于人体之间。它们都可能包括来自自身染色体的基因,还有来自外来入侵的寄生生物的基因。或者就像我在第10章中推测的那样,也许所有“自身”染色体基因都可以被看成互相共生、寄生于彼此的。这两类基因最重要的不同处是它们的未来。一个感冒病毒基因与一个外来人类染色体基因都“希望”宿主打喷嚏,一个常规的染色体基因和一个性传播病毒都“希望”宿主交配。这样看来,耐人寻味的是,后两个基因也许都会希望宿主有性吸引力。而一个常规的染色体基因与传播进入宿主卵子的病毒,不仅都会希望宿主求欢成功,还会对其生活各个细节寄予厚望,甚至希望其成为忠诚的关爱孩子的父母,甚至祖父母。
石蚕蛾住在其房子中,而我一直在讨论的寄生动物居住于其宿主体内,这些基因则与它们的延伸表型在地理上非常接近,其接近程度不逊于基因本身的常规表型。但基因可以在一定距离外产生作用,延伸表型可以延伸至很远。我可以想到的最长的距离可以跨越一个湖。正如蜘蛛网和石蚕蛾的房子一样,海狸的河坝是真正的世界奇观之一。它肯定有其达尔文主义的目的,尽管现在尚不清楚。海狸建的“人工湖”可能用以保护海狸的住所不受捕食者侵害,也提供了方便的水路交通用以出行和运输货物。它的方法与加拿大木材公司的河流运输、18世纪煤炭商人的运河运输出于完全相同的理由。无论谁受益,海狸的“人工湖”都是自然环境中引人注目的奇观。它如海狸的牙齿和尾巴一样,是一种表型,受达尔文主义的自然选择影响演化而成。自然选择需要基因差异,这里的差异则是功能优异的“人工湖”和不那么优异的“人工湖”。正如自然选择偏爱的基因能制造锋利的牙齿一样,它偏爱的基因也可以造出适合运输树木的“人工湖”。海狸的“人工湖”是海狸基因的延伸表型,它们可以延伸至上百码。多么长的地理延伸啊!
寄生动物也不一定要居住在其宿主身体中,它们的基因可以与宿主保持一定距离时发挥作用。布谷鸟的雏鸟并不在知更鸟或苇莺体内,它们并不需要吸血或者吞噬身体组织,但我们也毫不犹豫地将之标注为寄生动物。布谷鸟的自然适应性表现在控制养父母的行为上,这也可以看作布谷鸟基因在一定距离开外的延伸表现行为。
这些养父母被欺骗而帮助孵化布谷鸟蛋的行为很好解释。即使拾鸟蛋的人类也会被布谷鸟蛋迷惑,它们与草地鹨或苇莺蛋实在太相像了,不同的雌性布谷鸟还有与之对应的不同宿主。但之后,养父母对于成熟的小布谷鸟的态度比较难以理解。布谷鸟通常比其养父母体形都大,有时甚至巨大得十分怪异。我此时正看着成年岩鹨的照片。相比起庞然大物的“养子”,它的体形如此娇小,给养子喂食时只能攀上它的背部才能够得着。我们并不十分同情这些宿主,它们的愚蠢和轻信实在令人轻蔑。任何傻瓜都能轻易看出这种孩子肯定有问题。
我觉得布谷幼鸟肯定不止在外表上“欺骗”它们的宿主,它们似乎给宿主的神经系统“施了魔法”,作用类似那些容易上瘾的药。即便你对上瘾药物没有经验,也能够理解、同情宿主们的境遇。给一个男人看女性身体的图片,便可以唤起其性冲动,甚至勃起。他并没有被“欺骗”而认为这张图片其实是真实的女人,虽然他知道他只是对着铅墨打印的图片,他的神经系统依然有着和面对真实女性时相同的反应。我们可能会对某位异性无法抗拒,即使理智告诉我们他/她并不可能是长期的约会对象。这种感觉同样适用于对垃圾食品的无法抗拒。岩鹨也许对最佳长期利益并没有意识,它便更容易任其神经系统摆布,无法抗拒某些外界刺激。
布谷雏鸟的红色大嘴有着挡不住的诱惑力,鸟类学家甚至经常发现宿主鸟给另一只宿主巢内的布谷雏鸟喂食!这只鸟也许正带着喂养自己孩子的食物回家,但当它飞过另一只完全不同的宿主鸟巢边时,布谷雏鸟的红色大嘴突然出现于它的眼底,它便不由自主地停留,将原本留给自己孩子的食物投进布谷鸟的嘴中。这种“不可抗理论”与早期德国鸟类学家的理论不谋而合,这些鸟类学家认为养父母的行为如同“上瘾”,而布谷雏鸟是它们的“软肋”。尽管这种理论在现代实验学家处不是很受欢迎,但毫无疑问,如果我们假设布谷鸟的大嘴是一种超级刺激,类似于容易上瘾的强劲药物,我们就更容易解释事情的经过,也更容易同情这些站在庞大孩子背上的娇小父母了。它们并不愚蠢,“欺骗”也不是一个合适的词汇。它们的神经系统受到控制,正如一个不可救药的瘾君子一般不可抗拒药瘾,布谷鸟则好像一个科学家一样,将“电极”插进养父母的大脑。
但即使我们对这些受控制的养父母有了更多的同情,我们依然会问:为什么布谷鸟得以逃脱自然选择?为什么这些宿主的神经系统无法演化得更为坚强,从而抵挡住红色大嘴药物的诱惑?也许自然选择还没来得及完成这项工作,也许布谷鸟只是在最近几个世纪才开始寄生于现在这些宿主中的,也会在接下来几个世纪里被迫放弃而加害于其他种类的鸟。这个理论已经有一些证据了,但我还是觉得事情不这么简单。
在布谷鸟和其宿主们的进化“军备竞赛”中根植着不公,这是因为双方失败的代价并不等同。每一只布谷雏鸟都是经过一连串古代布谷鸟进化而得的后代,其中任何一只古布谷鸟都曾成功操纵了养父母,而那些无法操纵宿主,甚至只是暂时失去控制的布谷鸟都已在繁衍前死亡了。但对于每一只宿主鸟而言,它们的许多祖先都从未见过布谷鸟。那些被布谷鸟寄居的祖先也许短暂屈服了,但下一季依然有机会生养自己的后代。在这里,失败的代价并不等同。知更鸟或岩鹨的“无法抵抗布谷鸟”的基因可以轻易传给下一代,布谷鸟的“无法操纵养父母”的基因则无法传递给自身后代,这就是我所说的“根植不公”和“失败的代价不等同”。《伊索寓言》中有一句话可以概括这个故事:“兔子跑得比狐狸快,因为狐狸奔跑是为了晚餐,而兔子奔跑是为了活命。”我和我的同事约翰·克雷布斯将此概括为“生命与晚餐的原则”。
由于“生命与晚餐的原则”,动物们有时并不追求其最佳利益,而受到其他动物的操纵。事实上,它们确实是在追求其最佳利益。“生命与晚餐的原则”表示,它们理论上可以抗拒被操纵,但代价巨大。也许你需要更大的眼睛或大脑来抵挡布谷鸟的操纵,这是个不小的代价。因此,这种基因趋势实际上在传递基因时并不成功。
但我们再一次回到原先的观点:从生物体个体的角度去思考,而不是基因。当我们讨论吸虫和蜗牛时,我们已经习惯于认为,正如动物基因可以在自身身体产生表型影响一样,寄生生物的基因也可以在宿主身体中产生表型影响。我们所谓“自身身体”这个概念只是加重语气的假设。在某种意义上,身体内所有基因都是“寄生”基因,无论我们是否愿意称之为“自身”的基因,或者是其他。布谷鸟基因是作为不居住于寄主身体的一个例子出现在我们的讨论中的,它们操纵宿主的方式正如寄生的动物一样,也如其他体内药物或激素一样强大而不可抗拒。那么正如寄生生物的例子一样,我们现在需要把这个故事以基因和延伸表型的概念再讲一遍。
在布谷鸟和宿主的进化“军备竞赛”中,双方的进度均以基因变异产生与被自然选择选中的方式来决定。无论布谷鸟的大嘴是以怎样的方式如药物般作用于宿主的神经系统的,它都来自基因变异。这种变异通过其作用表现出来,比如作用于布谷鸟鸟嘴的颜色和形状,但这依然不是其最直接的影响。最直接的影响其实是细胞内肉眼不可见的化学变化,间接影响则是鸟嘴颜色和形状。现在我们来分析最重要的一点,只有一部分间接影响是这些布谷鸟基因作用于被迷惑的宿主。正如我们说布谷鸟基因对鸟嘴颜色和形状有表型作用一样,布谷鸟基因对宿主行为也有(延伸性)表型作用。寄生生物基因对宿主身体产生作用的方式并不限于寄生生物居住于宿主身体中,直接以化学作用操纵宿主,还包括当寄生虫离开宿主身体后,依然在一定距离外操纵着宿主。事实上,我们还将看到,即使化学作用也能在体外进行。
布谷鸟是一种神奇的、引人深思的生物,但昆虫的成就可以超过任何脊椎动物,它们的优势在于数量。我的同事罗伯特·梅(Robert May)正好有个结论:“可以说所有生物都是昆虫,这是一个生物数量的好的近似。”昆虫中的“布谷鸟”数不胜数。它们数量众多,习性经常改变。我们将看到的一些例子已经超越了我们熟悉的“布谷鸟模式”,而抵达“延伸表型”所能启发的最荒诞的想象。
布谷鸟将鸟蛋寄居于宿主处,而后消失不见,而一些雌性蚂蚁“布谷鸟”将它们的献身演绎成一场更戏剧性的演出。我不经常在书中给出动物的拉丁名,但这两个拉丁名Bothriomyrmex regicidus(弑君者)和B.decapitans(斩首者)本身已经讲述了一个故事。这两种蚂蚁都是寄居于其他蚂蚁种群中的寄生生物。当然,所有的小蚂蚁通常都由工蚁喂养,而不是父母,工蚁被这些“布谷鸟”操纵愚弄。它们第一步是设法使目标工蚁的母亲产下另一种蚂蚁。这两种蚂蚁的寄生蚁后都可以偷偷进入另一种蚂蚁的巢穴,找到宿主蚁后,爬上其背部,而后的故事且让我直接引用爱德华·威尔逊(Edward Wilson)轻描淡写却令人毛骨悚然的语句:“(它安静地)进行一项它独特而擅长的工作:慢慢砍下受害者的头部。”然后,这个凶手收养了已成孤儿的工蚁们,而后者依然毫不知情地照料凶手的卵和幼虫。其中一些也被培养成工蚁,并逐渐取代巢穴中原来的蚂蚁。其他后代则成长为蚁后,离开巢穴去寻找新的空缺王位。
但砍头的工作量毕竟不小。如果刚好有替身可以被要挟,寄生生物并不愿意展现自我。在威尔逊的《昆虫社会》一书中,我最喜欢的角色是另一种蚂蚁Monomorium santschii。这种蚂蚁在进化中失去了它们的工蚁。寄主中的工蚁们为其寄生蚂蚁做所有事情,包括最恐怖的任务——谋杀。在入侵的寄生蚁后的命令下,它们可以谋杀自己的母亲。篡位者运用意念控制宿主,根本不需要动用自己的颚。它是怎么做到的?这至今依然是个谜。也许它用了一种化学物质,可以高度控制蚂蚁的神经系统。如果它的武器确实是化学物质,这可是科学至今所知道的最阴险的药物。想想它是怎么完成任务的:它流经工蚁的大脑,紧握住它肌肉的缰绳,驾驶着它偏离其最根深蒂固的责任,使它转而攻击自己的母亲。弑母对于蚂蚁而言,是一种特殊的基因失常。这种如此强大的力量只能来源于药物,使它们不顾一切地走向毁灭。在延伸表型的世界里,不要问动物的行为如何使自己的基因受益,要问的是谁的基因能够受益。
蚂蚁被寄生动物利用的故事并不奇怪。寄生于蚂蚁的生物除了其他种类的蚂蚁,还有一连串专业的“食客”。工蚁们在各处寻得食物,大量集中囤积,这对于不劳而获者是一个唾手可得的诱惑。但蚂蚁们也有很好的自我保护机制,它们“装备”完善,数目巨大。第10章的蚜虫便用自产的蜜汁来换取蚂蚁保镖。多种蝴蝶在幼虫时都住在蚂蚁的巢穴里,有一些是赤裸裸的掠夺者,另一些则付出代价来换取蚂蚁的保护,后者通常拥有许多操纵保护者的设备。有一种蝴蝶叫Thisbe irenea,它的头部有一个制造声音的器官,用以召唤蚂蚁,尾端还有一对伸缩嘴,用以生产诱惑蚂蚁的蜜汁。它肩膀上的一对喷嘴更可以施展更为微妙的魔法,其分泌的蜜汁并不像是蚂蚁的食物,而是一种挥发性的药水,对蚂蚁的行为影响巨大。受蛊惑的蚂蚁会在空中跳跃,其颚大张,行为也变得更具攻击性,比往常更渴望进攻、撕咬或蜇伤任何运动中的物体——幼虫显然给蚂蚁下了药。更有甚者,被这些幼虫“药贩子”蛊惑的蚂蚁最终进入“结合”(binding)的状态,在很多天内无法离开蝴蝶幼虫。这些幼虫则像蚜虫一般,利用蚂蚁作为保镖。但蚜虫只是利用蚂蚁正常的攻击行为来保护其不被捕食者侵害,而蝴蝶幼虫棋高一着,可以使用药物让蚂蚁变得更具攻击性,还能使蚂蚁对此上瘾,与其“结合”而不离不弃。
我选择的例子过于极端了,但自然界中动植物控制自身或其他物种的例子比比皆是。在这些例子中,自然选择偏爱于控制他人的基因,我们便可以合情合理地说,这些基因对受控制的生物体有“延伸表型”的作用。这个基因实际存在于哪个身体并不重要,它控制的对象也许是自己的身体,也可以是其他生物。对那些通过控制世界而得以繁衍传播的基因,自然选择并不吝啬其偏爱。这便是我所说的“延伸表型”的中心法则:动物行为倾向于最大化指导此行为的基因的生存,无论这些基因是否在做出此行为的动物体内。这里我讲的是动物行为,但这个中心法则当然可以用在其他方面:颜色、尺寸、形状,所有一切。
我们终于可以回到最初的问题,来谈谈个体生物与基因在自然选择中竞争中心位置的矛盾关系。在前边的章节里,我假设这里没什么问题,因为个体繁殖等同于基因存活,你可以说“生物体为了传播其基因而工作”或者“基因迫使个体繁衍从而传播基因自身”。它们似乎是一件事情的两种说法,无论你选择哪一个说法,只是个人偏好问题。但这里的矛盾依然存在。
解决这个问题的一个方法是使用“复制因子”和“载体”。复制因子是自然选择的基础单位,生死存亡的根本个体,联系了代代本质相同或随机变异的复制血脉。DNA分子便是复制因子,它们通常连接一起,形成较大的公共基因存留机器——“载体”,这里的原理我们等会儿再讲。我们了解最多的“载体”便是我们的身体。因此,身体并不是复制因子,而是载体。我必须反复强调一下这一点,因为它经常被误解。载体并不复制其本身,它们只传播复制因子。复制因子并不作为,不观察世界,不捕食也不从捕食者处逃离,它们只让载体来做这些事情。出于许多原因,生物学家只集中所有注意力于载体水平上,因为这更为方便。但出于另一些原因,他们更应该将注意力集中到复制因子上。基因与个体生物在达尔文主义的戏剧里并不主演着对手戏,它们分别以复制因子与载体的角色饰演着不同角色,互相补充,同等重要。
“复制因子”和“载体”这些术语在许多方面都很有帮助,比如,它帮助清除了那个长久不衰的争议——自然选择在哪一个层次起作用。表面上看,将“个体选择”放在“基因选择”(第3章拥护的理论)之下、“类群选择”(第7章批判的理论)之上的阶梯选择层次里,似乎很符合逻辑。“个体选择”似乎可以模糊地处于两个极端之间,许多生物学家和哲学家因此被引诱上了这条不归路。但我们现在可以看到,事情并不是这么回事。我们可以看到在这个故事里,生物个体与群体是载体角色的真正对手,但两者都根本无法扮演“复制因子”的角色。“个体选择”和“类群选择”之间的争议是两种载体间的争议,而“个体选择”和“基因选择”间根本不存在争议,因为在这个故事里,基因与生物体分饰着复制因子与载体这两个完全不同却又互相补充的角色。
生物个体与群体在载体角色中的竞争——真正的竞争,也是可以解决的。在我看来,因为其结果是个体生物决定性的胜利,群体作为竞争实体显得软弱无力。鹿群、狮群和狼群都拥有整齐的一致性与共同目标,但与单独一只鹿、狮子或狼身体中的一致性与共同目标相比,前者显得极其微不足道。这个正确观点已被广泛接受,但为什么它是正确的呢?延伸表型与寄生动物在这里可以再次帮助我们。我们看到寄生动物的基因相互合作,与宿主的基因对立(宿主的基因也同时相互合作),这是因为这两组基因离开共同载体——宿主身体的方式确实不同。蜗牛的基因以蜗牛的精子和卵子的形式离开蜗牛身体这一载体,因为它们参与了相同的减数分裂,它们为了共同目标一起奋斗,这便使蜗牛的身体成为一个一致的、有共同目标的载体。寄生的吸虫不被认为是蜗牛身体的一部分,不将其目标和身份与寄主的目标和身份统一,是因为吸虫的基因并不以蜗牛基因的方式离开它们共同的载体,它也不参与蜗牛的减数分裂——它们有自己的减数分裂。因此,两个载体因蜗牛与蜗牛体中的吸虫而保持距离。如果吸虫的基因经过蜗牛的卵子和精子,这两个身体将会演化成为同一个肉躯,我们将不再能够分辨这两个载体。
生物“个体”——正如你我的身体,是许多这种融合的化身,而生物群体——如鸟群、狼群,则无法融合为一个单独的载体,因为群体中的基因并不共享离开现有载体的共同渠道。更确切地说,母狼可以产出小狼,但父母的基因却不会与子女基因同享一个载体出口。狼群中的基因并不在同一个未来事件得到相同的回报。一个基因可以通过偏爱自身个体,而利用其他狼付出代价,使自身得到未来的好处。个体狼因此只是自身的载体,狼群则不可能是载体。从基因角度上讲,这是因为一只狼身上的细胞(除了性细胞)都有相同的基因,而所有基因都有相同的概率成为性细胞基因的一部分。但狼群中的细胞并不相同,它们也没有相同概率成为后代细胞。它们必须通过与其他狼身体中的细胞竞争来获得未来(虽然事实上狼群更可能作为一个整体来求得生存)。
个体如果想要成为有效的基因载体,必须具备以下条件:对所有其中的基因提供相同概率的、通往未来的出口通道。这对于个体狼是成立的,这里的通道是由减数分裂制造的精子或卵子,而这对于狼群不成立。基因需要自私地争取其身体的所得,牺牲狼群中其他基因来取得收获。蜂群类似狼群,也是通过大量繁殖得以生存的。但如果我们更仔细地观察,我们会发现,从基因角度看,它们的命运在很大程度上是共享的。蜂群的基因未来至少很大一部分依赖于那唯一一只蜂后的卵巢。这便是为什么蜂群看起来,甚至在行为上表现为一个真正的有机结合的独立载体——这只是表达我们前面章节信息的另一种说法。
事实上我们处处可以发现,这些独立、有个体追求的载体经常组成群体,个体生命被紧紧捆绑于其中,正如狼群和蜂群一般。但延伸表型的理论告诉我们,这并没有必要。根本上讲,我们从理论中所看到的是复制因子的战场,它们互相摩擦、争夺、战斗,以争取基因的未来。它们用以作战的武器则是表型。基因对细胞有直接的化学作用,从而表现在羽毛、尖牙,甚至其他更遥远的作用。这个现象毫无疑异地表现在以下情景中:当这些表型组成独立的载体时,每一个基因都井然有序地朝着未来前进——千军万马地挤向那个为大家共享的精子或卵子的“瓶颈”通道。但这个情况不可以被想当然地信服,而应该被质问或挑战:为什么基因走到一起组成大型载体,而这些载体都有自身的基因出口?为什么基因选择聚集,为自身制造大型的身体以供居住?在《延伸的表型》里我试图回答这个困难的问题。在这里我只讲讲一部分答案——当然在写作此书7年之后,我现在还可以试着回答得更深入些。
我要把这个问题分成3个小问题:为什么基因要组成细胞?为什么细胞们要组成多细胞生物?为什么生物采纳“瓶颈”般的生命循环?
首先,为什么基因要组成细胞?为什么那些原始复制因子放弃在“原始汤”中享受自由自在的骑士生活,而选择在巨大群落里举步维艰地生存?为什么它们选择了合作?我们可以从观察现代DNA分子在活细胞的“化学工厂”里的合作方式找到部分答案。DNA分子制造蛋白质,后者则以酶的作用方式催化特定的化学反应。通常,单独一个化学反应并不足以合成有用的人体最终产品,人体的“制药工厂”需要生产线。最初的化学物质并不直接转化为所需的最终产品,这中间需要经过一系列有严格次序的合成步骤。化学研究者的聪明才智大多花费在为起始化学物质与最终产品间设计合理的中间步骤。同样,活细胞中一个单独的酶也无法凭自身力量将最初给定的化学物质合成为有用的最终产品。这个过程需要一整套蛋白酶,由第一种酶将原材料催化转化为第一个中间产品,第二种酶将第一个中间产品催化转化为第二个中间产品,以此接力继续。
每种蛋白酶都由一个基因制造而成。如果一个合成过程需要6种系列蛋白酶,则必须有6个基因存在以制造它们。这样就有可能出现两条都可以制得相同产品的不同合成路线,每条路线分别需要6种不同蛋白酶,两条路线之间无法混合选择,这种事情在化学工厂里经常发生。大家可能会因为历史偶然原因而选择某一条路线,或者化学家会对某一条路线有更精心的设计。在自然界的化学工厂中,这种选择从来不会被“精心设计”。相反,它完全由自然选择决定。这两个路线并不混合,每一路线中的基因互相合作,彼此适应。自然选择如何看待这个问题呢?这跟我在第5章做的比喻“德国与英国的桨手”很是类似。最重要的是第一路线的基因可以在其路线中其他基因存在的前提下繁荣生长,而对第二路线的基因视而不见。如第一路线的基因已经占据了群体中的大多数位子,自然选择便会偏向第一路线,而惩罚第二路线的基因,反之亦然。如果说第二路线中的6种蛋白酶是以“群体”而被选择,则大错特错,虽然这种说法很是诱人。每一种蛋白酶都作为一个单独的、自私的基因被选择,但它只能在其他同组基因存在的情况下才能生长繁荣。
现在这种基因间的合作可以延伸到细胞之间。这一定始于“原始汤”中(或者其他什么原始媒介中)自我复制因子间的基本合作。细胞膜也许是作为保持有效化学物质、防止它们渗漏的介质而出现的。细胞中的许多化学反应事实上发生在细胞膜内,细胞膜起到传输带和试管架的作用。但基因间的合作并不止于细胞生化。细胞们走到一起(或者在结合后无法分离),形成了多细胞生物。
这便将我们带到第二个问题:为什么细胞们组合到一起?这是合作的另一个问题,这将我们的讨论从分子世界带到一个更大的范围里。多细胞生物已经不适用于显微镜的范围了,我们这里讲的对象甚至可以是大象或蓝鲸。大并不一定是好事,细菌在生物界中的数目比大象要多得多。但当小型生物用尽其所能的生活方式,尺寸大一些的生物可能还有繁荣的空间。比如,体形大的生物可以吃小动物,还可以防止被它们吃。
细胞结合的好处并不止于体形上的优势。这些细胞结合可以发挥其专有特长,每一个部件在处理其特定任务时就可以更有效率。有专长的细胞在群体里为其他细胞服务,同时也可以从其他有专长的细胞的高工作效率中得益。如果群体中有许多细胞,有一些可以成为感觉器官以发现猎物,一些可以成为神经以传递信息,还有一些可以成为刺细胞以麻醉猎物,成为肌肉细胞移动触须以捕捉猎物,成为分泌细胞消化猎物,还有其他细胞可以吸收汁水。我们不能忘记,至少在像你我这样的现代生物中,细胞其实是克隆所得的,它们都拥有相同的基因。但不同的基因可以成为不同的专长细胞,每一种细胞中的基因都可以从少数专长复制的细胞中得到直接利益,形成不朽的生殖细胞系。
那么,第三个问题:为什么生物体参与“瓶颈”般的生命循环?
先解释一下我对“瓶颈”的定义。无论大象体内有多少细胞,大象的生命都始于一个单独的细胞——一个受精卵。这个受精卵便是一条狭窄的“瓶颈”,在胚胎发育中逐渐变宽,成为拥有成千上万细胞的成年大象。而无论成年大象需要多少细胞,或者多少种专长细胞来合作完成极其复杂的生物任务,所有这些细胞的艰苦工作都会汇聚成最终目标——再次制造单细胞:精子或卵子。大象不仅始于受精卵这一单细胞,它的最终目标也是为下一代制造受精卵这一单细胞。这只巨大笨重的大象,生命循环的起始都在于狭窄的“瓶颈”。这个瓶颈是所有多细胞动植物在生命循环中的共同特征。这是为什么呢?它的重要性在哪里?在回答这个问题前,我们必须考虑一下,如果生命没有这个“瓶颈”,会是怎样的情况。
让我们先想象两种虚拟的海藻,姑且称它们为“瓶藻”和“散藻”。海里的散藻有杂乱无章的枝叶,这些枝叶时不时断落并漂浮离去。这种断落可以发生在植物的任何部位,碎片可大可小。正如我们在花园里剪去植物的枝叶一样,散藻可以像断枝的正常植物一样重新生长。掉落枝叶其实是一种繁殖的方法。你将会注意到,这其实和生长并不是特别不同,只是生长的部位并不与原来的植物相连接而已。
瓶藻和散藻看起来同样杂乱无章,但却有着一个重要的不同处:它繁殖的方式是释放单细胞孢子,由其在海里漂浮离去并成长为新的植物。这些孢子只是植物的细胞,和其他植物细胞没有区别。瓶藻没有性生活,子女所含的细胞只是父母植物细胞的克隆。这两种海藻的唯一不同是:从散藻处独立的生物有许多细胞,而瓶藻释放的永远是单细胞。
这两种植物让我们看到“瓶颈”生命循环和非瓶颈循环的根本不同。瓶藻的每一个后代都是通过挤压自己,经过单细胞瓶颈繁殖而成的。散藻则在生长之后分成两截,很难说是传递单独的“后代”,还是其已包含了许多单独的“生物”。而瓶藻呢?我马上会解释,但我们已经可以看到答案的痕迹了。难道感觉上瓶颈不是已经更像一个更独立的生物吗?
我们已经看到,散藻繁殖与生长的方式是相同的,事实上它基本不繁殖。而瓶藻在生长和繁殖间划分了清晰的界限。我们已经来到了这个不同处了,接下来呢?它的重要性是什么?为什么它很重要?我对这个问题已经想了很长时间,现在我觉得我已经知道答案了。(顺便说一句,提出问题比找到答案要难得多!)这个答案可以分成三个部分,前两个部分和演化与胚胎发育间的关系有关。
首先想想这个问题:简单器官如何演化为复杂器官?我们不必局限于植物,而且在这个讨论阶段里,转向讨论动物可能更好些,因为它们明显有更复杂的器官。我们也没有必要考虑性。有性和无性繁殖在这里只会造成误解。我们可以想象动物以发送无性孢子的方式繁殖。孢子为单细胞,如果不考虑变异,它们在基因上与体内其他细胞完全相同。
在类似人或土鳖虫这种高等动物中,复杂的器官是由祖先的简单器官逐渐演化而成的。但祖先的器官并不像刀剑被打成铧一般,它们并不直接转变为后代器官。这不是做不做的问题,我要指出,在大多数情况下,它们根本做不到。“从剑到铧”的直接转化方式只能获得很小的一部分改变。真正彻底的变化只能由“回到绘图板”的方式完成,抛弃之前的设计,重新开始。当工程师们回到绘图板前,重新创造一个新设计时,他们并不需要完全抛弃旧设计的灵感,但他们也不是将旧的物件改造成新的,旧物件承载着太多历史。也许你可以将剑打成铧,但将一个螺旋桨发动机“打成”喷气式发动机呢?你做不到。你必须抛弃螺旋桨发动机,回到绘图板重新再来。
自然,生物从来不曾在绘图板前设计而成,但它们也愿意回到最初的开始,在每一代有一个干净的起点。每一个新生物由单细胞开始成长,它在DNA程序中遗传祖先设计的灵感,但并不遗传祖先自身的器官。它们并不遗传父母的心脏,并重制为改进过的新心脏。它们只愿意从头以单细胞开始,利用与其父母心脏相同的设计程序,长成一个新的心脏,也许还加入一些改进。你现在可以看到我接下来的结论了。“瓶颈”般的生命循环的重要性在于它使“回到绘图板”成为可能。
“瓶颈”生命循环还有第二个相关的结果:它为调节胚胎发育过程提供了一个“日历”。在“瓶颈”生命循环中,每一个崭新的世代需经过几乎相同的旅程。生物体以单细胞为始,细胞分裂以生长,传输性细胞以繁殖。它想必会走向死亡,但更重要的是,它看起来更像是不朽的。对我们的讨论而言,只要现存的生物已经繁殖,而新一代的循环再次开始,那么前一次循环也就可以结束了。虽然理论上生物可以在其成长过程中任何时间进行繁殖,但我们可以预料到,繁殖的最佳时间最终将会被发现。生物在过于幼小或老迈时,只能释放少量孢子,这将使其不敌那些积蓄能量以在生命重要时间中释放大量孢子的对手。
我们的讨论方向已经转向了那些定型的、有规律重复的生命循环,每一个世代的生物都从单细胞的“瓶颈”开始。另外,生物还有相对固定时长的生长期,或者说“童年”。这个固定时长的生长阶段使得胚胎发育可以在特定时间里发生特定变化,正像有一个严格遵守的日历一样。在不同的生物中,发育中的细胞分裂以不同规律的次序进行,这个规律则在生命循环的每一个循环中持续发生。当细胞分裂时,每一个新细胞都有其出现的特定时间与地点。巧合的是有时这个规律如此精确,胚胎学家可以以此给每个细胞命名,而每一个生物体中的细胞都有在另一生物体中相对应的细胞。
所以,这个定型的成长循环提供了一个时刻表或是日历,定点激发胚胎发育事件。想想我们自己如何轻而易举地运用地球的每日自转与每年围绕太阳公转,以规划与指导我们的日常生活。同样,这些来自“瓶颈”生命无限循环的生长规律也几乎不可避免地被用以规划和指导胚胎发育。特定的基因在特定的时间被打开或关闭,因为“瓶颈”生命循环日历确保了这些事件发生的特定时间。基因这种精确的行为规划是胚胎得以进化形成复杂组织与器官的先决条件。鹰的眼睛、燕子的翅膀,这些精确与复杂的奇观无法在没有时间规则的情况下出现。
“瓶颈”生命历史的第三个结果关乎基因。在这里,我们可以再次使用瓶藻和散藻的例子。我们再次简单假设两种藻类都是无性繁殖,再想想它们将怎样演化。演化需要基因的变异,而变异可以在任何细胞分裂中产生。与瓶藻相反的是,散藻的细胞生命谱系相当广泛,每一个断裂而漂离的枝条都是多细胞,这便可能使得后代植物体内细胞之间的亲缘较其与母植物细胞间的亲缘关系更远(这里的“亲缘”指的是表亲、孙辈等。细胞有明确的直系后代,这些亲缘关系盘根错节,所以同一个身体里的细胞可以用“第二代表亲”这种词汇来表达)。瓶藻在这一点上和散藻十分不同,一株后代植物的全部细胞都来自同一个孢子,所以一棵植物中所有细胞的亲缘关系都比另一株植物要亲近得多。
这两种藻类的不同可以产生非常重要的不同基因结果。想想一个刚刚变异的基因在散藻和瓶藻中的命运。在散藻中,植物的任何枝条上的任何细胞都可以产生变异。由于子植物为发芽生长所得,变异细胞的直系后代将和子植物、祖母植物等的无变异基因共享一个身体,而这些无变异基因相对亲缘较远。而在瓶藻中,所有细胞在植物上最近的共同亲属也不会比孢子更老,因为孢子提供了这个生命的开端。如果孢子里包含着变异基因,新植物里的所有细胞都将包含这个变异基因。如果孢子没有变异,则所有细胞都无变异。瓶藻里的细胞比散藻中的在基因上更为统一(即使有偶尔的回复突变)。瓶藻作为单独的植物是一个基因身份的整体,是实际意义上的“独立”。而散藻植物的基因身份相对模糊,“独立”意义较瓶藻弱了许多。
这不仅是一个术语定义的问题。散藻植物的细胞如果有了突变,便不再从“心底”与其他细胞享有共同的基因兴趣。散藻细胞中的基因可以通过促使细胞繁殖而得到优势,而并不需要促使“独立”植物的繁殖。基因突变使得植物中的细胞不再完全相同,也便使细胞不再全心全意互相合作,来制造器官与后代。自然选择选中了细胞,而不是“植物”。瓶藻则不一样。植物中的所有细胞很有可能拥有相同的基因,只有时间上非常临近的突变才可能使基因不同。因此,这些细胞可以为制造有效的生存“机器”而快乐合作。不同植物上的细胞更倾向于有不同基因,于是,通过不同“瓶颈”的细胞可以有显著不同(除了最近的突变),这便是大多数植物的情况。自然因此选择以对手植物为单位,而不是散藻中的对手细胞。于是我们可以看到植物器官与其策略的演化,都服务于整株植物的利益。
顺便说一下,单单对那些有专业兴趣的人来说,这里其实可以拿类群选择打个比方。我们可以把一个单独生物看作一“群”细胞。类群选择的理论在这里也可以使用,只要能找到增加群体间差异对群体内差异的比例数目的方法。瓶藻的繁殖正是增加这个比例数目达到的效果,而散藻完全相反。在这里,关于这章里“瓶颈”理论与其他两个理论的相似之处也已经呼之欲出了,但我还是先不揭晓。这两个理论分别是:1.寄生生物与宿主在某种程度合作,已使得它们的基因在相同的繁殖细胞中一同传递到下一代,因为寄生生物和宿主的基因需要经过相同的“瓶颈”。2.有性繁殖生物的细胞只与自身互相合作,因为减数分裂公正得不差毫厘。
总结一下,我们已经可以看到,“瓶颈”生命历史倾向使生物演化为独立而统一的载体,这个理论的三个支持理由可以分别称为“回到绘图板”“准时的时间循环”和“细胞统一”。是先有“瓶颈”生命循环,还是先有独立的生物体?我倾向于认为它们是一同进化而成的。事实上,我猜想独立生物体不可或缺的、决定性的特点,便是其作为一个整体,以单细胞“瓶颈”开始与结束生命历程。如果生命循环成为“瓶颈状”,有生命的材料会逐渐聚集一起,形成独立与统一的生物体。有越多的生命材料聚集形成独立的生存载体,则有更多的载体细胞凝结其努力,作用于特殊种类的细胞,使得它们可以承载其共同的基因,通过瓶颈走向下一代。瓶颈生命循环与独立的生物体,两种现象密不可分。每一个现象的进化都在加强对方的进化,它们互相增强,正如爱情中的男女不断互相加深的情感一般。
《延伸的表型》这本书很长,它的理论也无法轻易塞进一个章节。我被迫在这里采用了浓缩版本,直观性与趣味性不免少了许多。我希望无论如何,我已经成功将这个理论的感觉传递给你们了。
让我以一个简短的宣言,一个自私基因与延伸表型眼中的生命总结来回顾前面的章节。我坚持,这是一个可以用以看待宇宙中任何地方、任何生命的观点。所有生命的基本单位与最初动力都是复制因子,它制造了宇宙中所有的复制。复制因子最终因机缘巧合,由小颗粒随机聚合而形成。当复制因子来到世间,便为自身制造了大量无限的复制品。没有任何复制过程是完美的,复制因子也因此有了许多不同的种类变异。一些变异失去了其自我复制的能力,它们的种类则随着其自身消亡而灰飞烟灭。但许多变异还是在这过程中找到新的窍门:它们逐渐变成更好的自我复制者,比其祖先和同类都要更好地复制着自身。
它们的后代最终成了大多数。时间流逝,世界逐渐被大多数强大而聪明的复制因子占领。复制因子逐渐发现越来越多巧妙的方法,它们并不只是因其本质性能而生存,而是由其对世界的改变结果而存在。这些改变可以是非常间接的,它们只需要最终反馈并影响复制因子,使其成功复制自己,无论过程多么艰难和曲折。
复制因子的成功最终取决于其所处的世界——先存条件,其中最重要的条件是其他复制因子与它们已造成的改变。正像英国与德国桨手一般,互相受惠的复制因子可以帮助对方生存。从地球生命演化的某一点开始,这种互相合作的复制因子聚集一处,形成了独立载体——细胞,以及之后形成的多细胞生命。由“瓶颈”生命循环进化而成的载体繁荣发展,逐渐变成愈加独立的载体。
这种将有生命的材料聚集为单独载体的方法,成为个体生命突出与决定性的特点。当生物学家来到这里,开始询问关于生命的问题,他们的问题大多数是关于载体的。这些个体生命体最初得到生物学家的注意力,而复制因子——我们现在知道它们叫基因,则被看作个体生命中的部分零件。我们需要刻意的脑力劳动来将这种生物的思维方式调个头,并时刻提醒自己,复制因子在历史上来得更早,也更为重要。
提醒我们的一个方法是:即使在今天,不是所有基因的表型作用都只限制在其所在的个体生物里。在理论上,也在实际中,基因跨越个体生物的界限,操纵体外世界的物体,包括无生命的事物、有生命的生物体、距离遥远的事物。我们只需要一点想象力,就可以看见基因端坐于延伸表型放射网的中心位置。世界上任何一个物体都处于这张影响力网中的节点上,这些影响力来自许多生物体内的许多基因。基因的触及范围没有明显的界线。整个世界是一个十字,是由聚集的基因指向表型作用的因果箭头,或远或近。
还有另一个现象:这些十字正在逐渐聚集。这个现象事实上非常重要,难以被忽视为附带现象,但在理论上又不足以彻底立足。复制因子不再自由徜徉于海洋,而是聚集成巨大的群体——个体生物。而表型的改变也不再均匀分布于实际中,许多情况下聚合在相同的身体中。我们熟悉地球上的个体生物,但是它们曾经都不存在于地球上。无论在宇宙中哪一个地方,生命出现唯一需要的,只有不朽的复制因子。
第14章 基因决定论与基因选择论
阿道夫·希特勒死后很久,仍有一些谣言流传不息,坚持说有人看到他好端端地生活在南美地区或是丹麦。多少年来,还是有不少对希特勒并无热爱之心的人不愿接受这个人已然毙亡的事实,其人数之众令人惊异(Trevor-Roper 1972)。在第一次世界大战期间有一个广为散布的传言,说是有十万俄军士兵已经在苏格兰登陆了,“靴子上还覆盖着雪”。显然,这则传言来自那场难以忘却的大雪留下的鲜活记忆(Taylor 1963)。我们这个时代也有它自己的都市传说,比如有计算机持续不断地给住户发去百万英镑的电子账单(Evans 1979),或是领着救济金的乞丐却衣着光鲜,住着政府救助性质的公租房,房子外面停着两辆价值不菲的汽车。类似这样的传闻已经听得人耳朵起了茧子。有些谎言,或是半真半假的传言,似乎会令我们积极主动地想要去相信并传播它们,哪怕这些消息令我们感到不舒服。而有悖常理之处在于,我们这样去做的原因之一,可能恰恰就是因为这些消息令我们感到不舒服。
在这类流言之中,有相当高的比例是与计算机和电子“芯片”有关的,或许是因为计算机技术的发展速度真的有如闪电一般。我就认识一位老人,言之凿凿地宣称“芯片”正在越俎代庖,代行人类之职,从“开拖拉机”到“让女人怀孕”,不一而足。正如我后面会向大家展示的那样,基因则是另外一大批流言的源头所在,甚至比计算机相关的流言还要多。想象一下吧,要是我们把基因和计算机这两类影响力巨大的流言结合在一起会怎么样?我觉得我很可能不小心做出了这样的事情,在我前一本书的读者心中完成了这一不幸的组合,而其后果是可笑的误解。好在,这样的误解并未广泛传播,但是仍然值得吸取教训,避免在此再犯同样的错误——这正是写作本章的目的之一。我将会揭穿基因决定论的迷思,并为大家解释:为什么有些说法会被不幸地被误解为基因决定论,可我们还是不得不使用这样的说法。
曾有一位书评人针对威尔逊1978年出版的《论人的天性》(On Human Nature)评论道:“虽然他并未像理查德·道金斯在《自私的基因》里那般激进,将与性有联系的基因都认为是‘薄情’的,但是威尔逊还是认为人类男性有着遗传而来的一种天性,倾向于实行一夫多妻制,而女性倾向于忠贞的两性关系。他的潜台词无非是:女士们,别责怪你的丈夫出去乱搞了,他们在遗传上就是如此编程设置的,那可不是他们的错。基因决定论一直就徘徊在后门外,想要偷偷潜入进来。”(Rose 1978)。这位书评人的暗示很明确:他批评该书的作者相信存在一些会迫使男人们不可救药地成为玩弄女性的人的基因,别人却还不能因此指责他们婚内出轨。看到这篇书评,读者就会产生这样的印象:那些书的作者在“天性与教化”的争论[1]中支持前者,甚至是彻头彻尾的遗传论者,有着男性沙文主义的倾向。
实际上,我的书中关于“薄情的雄性”那一段,原本并非是关于人类的。那只不过是一个数学模型,对象不是任何一种确定的动物(我写的时候心里想的是某种鸟,不过也无所谓啦)。很明确的一点是,那不是关于基因的数学模型(下文会谈到这一点),要真是关于基因的模型,那它们就不是与性有联系的了,而是受到性的限制。在梅纳德·史密斯(Maynard Smith 1974)看来,那是关于“策略”的数学模型。之所以设定“薄情”的策略,不是因为这是雄性们的行为方式之一,而是因为它是两种假设出来的可选策略之一——与之相对的是“忠诚”的策略。这个非常简略的模型是为了描绘某些特定条件而存在的:处在一些条件之下,薄情的策略会为自然选择所青睐;而处在另一些条件之下,得到青睐的则是忠诚的策略。在这样的研究中,并没有预先假定雄性会更有可能拈花惹草,而非忠诚。事实上,在我发表的一项模拟运行中,最精彩的就是一个混合型的雄性群体,其中采取忠诚策略的比例还略微占优一些(Dawkins 1976a, p.165,还可以参见Schuster & Sigmund 1981)。罗斯评论中的误解还不止这一处,而是多处混合式的误解,体现了一种毫无节制地急于去误解的冲动。这与覆雪的俄军军靴,或是正渐渐取代男人的角色、夺走拖拉机驾驶员工作的小小黑色芯片本质上是一回事,它们都是某类有着强大影响力的迷思的表现形式。具体到我们要谈的问题上,那就是关于基因的巨大迷思。
基因的迷思集中体现在了罗斯的评论里插入的那段小幽默中,说女士们不应该责怪丈夫们出去乱搞。这正是关于“基因决定论”的迷思。显然,对于罗斯而言,基因决定论的“决定”有着全然哲学意味上的不可逆转的必然性。他毫无根据地认定,如果存在一个基因以实现目标X为目标,那就意味着X将是不可避免的结果。如另一位“基因决定论”的批评者古尔德[2](Gould 1978, p.238)所说:“要是有什么编好了的程序决定着我们成为什么样的人,那我们的这些特征就是不可抗拒的。我们最多也就能引导这些特征,但绝不可能通过我们的意志、教育或文化来改变它们。”
若干个世纪以来,哲学家们和神学家们一直都在争论决定论观点是否正确,以及它与一个人为自身行为所需承担的道德责任之间是否有关联性。毫无疑问,这样的争论还将持续若干个世纪。我猜罗斯和古尔德[3]都是决定论者,因为他们都相信我们的所有行为都有着物质的、唯物的基础。我也相信这一点,我们三个人可能也全都认同:人类的神经系统太复杂了,所以在实际处理问题时,我们大可以忘了决定论,就当作是我们真的有自由意志一样。神经元或许能够放大在根本上具有不确定性的物理事件。我唯一希望在此说明的观点是:无论一个人在决定论的问题上持何种立场,前面再多加上“基因”二字并不会导致任何改变。如果你是一个纯粹的决定论者,你会相信你的所有行为都是由之前的物质因素预先决定好的,而且你或许会相信或不相信,你因此不能够为自己肉体上的不忠负责。但是,倘若真是如此,那些物质因素是否是基因的因素,又能导致什么不同呢?为什么基因的决定因素就会被认为比“环境的”因素更加不可抗拒,更能够让我们免于被指责呢?
有些人虽然没有任何理由,却还是相信:与环境的因素相比,基因才具有超级决定性。这种想法就是一种迷思,并且有着非比寻常的顽固性,还能够带来真实的痛苦情绪。本来,我并没有明确地认识到最后这一点,直到1978年美国科学促进会某次会议上的提问环节,我才因一件事情受到触动,有了这样的认识。当时,一位年轻的女士向演讲者——一位著名的“社会生物学家”——发问:在人类心理学上,有没有任何基因证据支持两性差异?我几乎没太听清演讲者的回答,因为我被这个问题所夹带的强烈情绪震惊了。那位女士似乎认为这个问题的答案非常重要,几乎都要哭出来了。有那么一小会儿,我是真的犯傻了,对她的表现备感迷惑,但是我马上就意识到了她这种表现的原因所在。之前有什么事情或是什么人——当然不会是那位令人尊敬的社会生物学家——误导了她,令她以为基因的决定力是永久性的。她一定是当真相信,如果她提的问题真要有个“肯定”的答案,那么她作为一名女性就注定无法逃避一辈子围着孩子和厨房打转的家庭妇女式生活。但是如果她与我们大多数人不同,是一位特别加尔文主义[4]式的决定论者,那么无论那些决定因素是基因的还是“环境的”,她苦恼的程度应该会是一样的。
当我们说一样事物决定另一样事物时,到底意味着什么?哲学家更多考虑的是因果关系,可能还会给出证明。但是对于专业的生物学家而言,因果关系只不过是简单的统计学概念而已。从实践上来讲,我们永远不可能证明一个特定的观察到的事件C导致了一个特定的结果R,尽管我们常常会认为这是极有可能发生的。生物学家在工作中往往会从统计角度来证明:R类事件总接着C类事件发生。要得出这样的结论,他们需要这两类事件的若干对实例才行,一则传闻可远远不够。
即便是观察到事件R很可靠地趋向于发生在事件C之后,并总是间隔一个相对固定的时间,那也只能得出一个可能会成立的假说,认为事件C会导致事件R。在统计学方法的限制之下,只有当事件C由实验者来实现,而非仅仅由观察者记录到,并且仍能可靠地导致随之而来的事件R发生时,这个假说才算是被证实了。并非每个事件C都必须跟着一个事件R,也并非每个事件R都必须接在一个事件C之后。(谁还没面对过这样的争辩——“吸烟不可能导致肺癌,因为我就认识一个不吸烟的人死于肺癌,还认识一个烟瘾很大的人活到九十多岁,身体还很硬朗。”)统计学方法本就是用以帮助我们去评估,在任意确定的概然性置信度水平上,我们所得到的结果是否确实意味着一种因果关系的方法。
那么,如果拥有一条Y染色体真的能够造成一些因果性的影响,比如音乐能力或者对编织的喜爱,这将意味着什么?那就意味着,在某些确定的人群内,在某些特定的环境下,一个观察者如果掌握了某个人的性别信息,那么相对于不掌握这些信息的观察者,前者就将能够对这个人的音乐能力做出统计学上更为准确的预测。重点在于“统计学上”。另外,为了更便于评价,让我们再加入“其他一些让两者相同的条件”。观察者可能会得到一些附加的信息,比如说这个人的受教育程度,或是家庭教养情况。这些信息可能会让观察者调整甚至反转自己先前基于性别做出的预测。如果女性在统计学意义上比男性更享受编织的乐趣,这并不意味着所有女性都享受编织的乐趣,甚至都不意味着女性中的大多数会享受这种乐趣。
这样的结论也并不会排斥另一种观点:女性享受编织的乐趣是因为社会教育她们去享受编织。如果社会系统性地训练没有阴茎的孩子去编织和玩娃娃,训练有阴茎的孩子玩枪和士兵模型,那么在喜好问题上,男性与女性之间得出的任何差异严格来讲都是基因决定的差异!它们是通过社会习惯这种介质来决定的,基于是否拥有阴茎这样一个事实。在一个没有精妙的整形手术或激素治疗的正常的社会环境中,上述这种情况就是由性染色体决定的。
显然,以这种观点来看,如果我们做一个实验,教育一小部分男孩玩娃娃,教育一小部分女孩玩枪,那么我们应该期待这样的结果:正常的兴趣喜好很容易就被反转。这或许是个做起来很有趣的实验,因为它的结果很可能会是:女孩还是喜欢娃娃,而男孩还是喜欢枪。如果的确如此,这或许能让我们对于基因差异面对特定的环境操纵时所体现出来的顽固性多一些了解。但是,所有的基因因素起作用的时候,都要处在某一种环境中。如果一个由基因带来的性别差异通过依据性别区别对待的教育系统而得以体现,那么它仍是一种基因的差异。如果它能通过其他一些体系得以体现,以至于教育系统的操纵不会扰乱它,那么在理论上,它也是一种基因的差异,与之前对于教育体系敏感的情况没什么差别——因为毫无疑问还可以找到能够扰乱它的其他环境因素。
人类的心理学特性几乎会根据心理学家所能检测的每一方面条件的变化而变化。以下要做的事情在实践上很难操作(Kempthorne 1978),但是在理论上的确可以把这种心理学特性的变化分隔到不同的推定因素上去,比如年龄、身高、教育年限、以多种不同方式划分的教育形式、同胞兄弟姐妹的数量、在兄弟姐妹中的排行、母亲眼睛的颜色、父亲给马打马掌的水平,当然还有性染色体。我们还可以检查这些因素中的两者或多者之间的相互作用。对于当前的目标来说,最重要的是我们想要为之寻找解释的那个变化量有着众多的原因,它们以复杂的方式相互作用着。无疑,对于人群中观察到的很多表型的差异而言,基因的差异是一个重要的原因,但是它的效果可能会被其他原因压制、改变、增强,或是反转。基因可能会改变其他基因的效果,可能会改变环境起的作用。内部以及外部的环境事件可能会改变基因的效果,也可能会改变其他环境事件的效果。
人们在接受以下观点时似乎没什么困难:“环境”在一个人的成长过程中所发挥的影响作用是可以被改变的。如果一个孩子有过一个糟糕的数学老师,那么人们可以接受这样的场景:由这位糟糕老师所引发的数学知识匮乏可以通过接下来一年好老师的教学加以弥补。可要是说这孩子的数学问题可能有着基因上的根源,那就会让听者的想法向着“没希望了”那个方向发展:如果是基因的原因,“那就是写在基因里的”,是“确定性的”,无论做什么也挽救不了了。你可能还会放弃继续教授这个孩子数学的打算。这根本就是有毒的垃圾思想,恶劣程度几乎与占星术差不多。理论上来讲,基因的原因和环境的原因是彼此没有差别的,两者造成的某些影响都是很难逆转的,而另一些影响很容易逆转。有些影响可能通常是难以逆转的,但只要用对了方法就会变得很容易。重点在于,没有什么一般性的原因令我们可以去期望:基因的影响会比环境的影响更难以逆转。
基因到底干了些什么,才会有了如此邪恶而又势不可当的名声?为什么我们没有把托儿所教育或是坚信礼课程[5]妖魔化成类似的怪物?为什么相对于电视、修女或是书籍,只有基因被认为有着更确定的效果,更不可抗拒?女士们,不要责怪你们的丈夫出去乱搞,受到了色情文化的刺激可不是他们的错!所谓的耶稣会会士常常自夸:“把你孩子的头七年给我,我就会还给你一个男人。”这话或许有点道理。在某些条件下,教育或是其他一些文化上的影响可能会像基因的影响一样无法改变,难以逆转,而更多的人相信“星辰”才有这样的影响力。
我猜想,基因之所以变成了决定论的怪物,部分原因在于一个广为人知的事实所造成的混乱,那就是习得性特征的不可遗传性。在这个世纪[6]之前,人们广泛相信一个人一生的经验以及其他知识收获都能够通过某种方式印记在遗传物质上,从而传递给孩子。后来人们抛弃了这一认知,将其替换为魏斯曼关于种质连续性的学说,以及其在分子层面的对应学说“中心法则”,这是现代生物学的伟大成就之一。如果我们置身于魏斯曼遗传学派正统学说的推论之中,那么基因看来似乎的确有些不可改变,难以抗拒。它们一代又一代地流传下去,在形式和行为两方面影响着一代又一代难逃一死的躯体。但是,除了那些罕见的非特异性的突变效应以外,基因从不会受到这具躯体的经验或所处环境的影响[7]。我身体里的基因来自我的四位祖辈。这些基因从他们那里直接流经我的父母,到达了我这里。而我父母所取得、获得、习得或体验到的一切,都不会在这些基因流经他们时对基因本身产生任何影响。关于这一点,或许是有一些邪恶的意味。但是,无论这些基因在它们一代代流传时有多么不可改变和坚定不移,在它们流经的身体上所展现出来的表型的性状却一点都说不上不可改变和坚定不移。如果我是基因G的纯合体,除了突变以外没有什么能够阻挡我把基因G传给我的所有孩子。但是不可改变之处也就这么多了。至于我,或者我的孩子是否能展现出一般来说与拥有基因G相关联的表型特征,往往更多地取决于我们是如何被抚养长大的,吃着什么样的餐食,经历过怎样的教育,以及我们恰好拥有哪些其他基因。所以,在基因的两大效应——制造自身更多的拷贝,以及影响表型——当中,第一个效应的确是不会轻易改变的(如果抛开罕见的突变不谈的话),而另一个效应是高度可变的。我想,将进化与发育混为一谈也对基因决定论的迷思负有部分的责任。
但是,还有另一个迷思让事情变得更复杂了,而我在本章的开始部分已经提到过它了。在现代人的思想中,关于计算机的迷思几乎与基因的迷思一样根深蒂固。请注意,我在本章开始部分引用的两段表述中都包含“编程”的说法,所以罗斯用讥讽的语调说拈花惹草的男人们应该免于被指责,因为他们在基因上已经编好了程序,古尔德则说如果我们已经被编好了程序去成为怎样的人,那么这些性状就将是必然的结果。的确,我们通常会用“编程”这种说法来表示与思考无关的僵化性,与之相对的是自由行动。计算机和“机器人”一直都是众所周知的僵化的东西,按照一个一个字母去执行指令,哪怕结果明显是荒谬的也要坚持去做。要不然的话,它们怎么会寄出那些广为人知的百万英镑的账单呢?每个人都有个朋友的朋友的表哥的熟人一直都会收到那种账单。我以前忘记了还有伟大的计算机迷思这回事儿,当然也没意识到伟大的基因迷思,否则的话,我写下基因聚集在“庞大的步履蹒跚的‘机器人’体内”,或是写下我们自己就是“生存机器——作为运载工具的机器人,其程序是盲目编制的,为的是永久保存所谓基因这种禀性自私的分子”(Dawkins 1976a)这些话的时候,就会更小心一些了。这些语言已经被成功地引用为偏激的基因决定论的例证,有时还是从二手甚至三手的来源进行的再引用[例如《先知》(Nabi),1981)]。我并不准备为使用了机器人等说法而道歉,我会毫不犹豫地再次使用这样的语言,但是现在我意识到有必要做出更多的解释。
有了13年教授自然选择理论的经验之后,我已经知道,使用“让自私的基因得以存续的机器”这种方式来看待自然选择的主要问题在于,它存在着特定的被误解的风险。其中最有影响力也最有启发性的一个误解就是,针对基因的拟人手法似乎意味着基因总在算计如何才能最大化地确保自己的存续(Hamilton 1972)。但是,只是让基因自己干活,让假定有着意识和智慧的基因预见性地计划它们的“策略”,这也太省事儿了吧。在十二个有关近亲选择的误解(Dawkins 1979)之中,至少有三个可以归咎于这个基本的错误。一次又一次地,总有非生物学家试图向我证明类群选择的正确性,而他们所用的方式实际上就是赋予基因预见性:“基因的长期利益需要物种的持续存在,因此,你难道不应该期望适应性去阻止物种灭绝的发生吗?就算以短期内的个体生殖成功率为代价也在所不惜。”正是为了试图预先阻止这类错误的发生,我才使用了自动化和机器人这样的说法,并用了“盲目地”这个词来修饰基因编程。但是,基因当然是盲目的,而它们所编程的动物却不是盲目的。神经系统像人造的计算机一样,能够复杂到足以展现出智能和预见性。
西蒙斯[8](Symons 1979)明确地阐述了计算机迷思的问题:
我希望指出的是,认为道金斯通过使用像“机器人”和“盲目地”这些词汇来暗示进化论是认同决定论的,是全然没有根据的……一个机器人是没有思想的自动机器。或许有的动物是机器人(我们没有办法确切知晓),但是道金斯所指的不是“某些”动物,而是指全体动物,并在这件事上特指人类。现在,要想解释清楚斯戴宾(Stebbing)的意思,“机器人”可以是“有思想的东西”的对立面,或者也可以用来形象地指称一个看起来像机器一样行动的人类,但就是没有一种日常生活中的语言会赋予“机器人”这个词一种含义,让“所有活着的生命都是机器人”这句话可以成立。(第41页)
西蒙斯从斯戴宾的观点展开的这段话所阐述的观点是有道理的:只有当非X的事物存在时,X才是一个有用的词汇。如果所有一切都是机器人,那么机器人这个词就没有任何有用的含义了。但是,机器人还有着其他的引申含义,而僵化的不可变通性并不是我使用它时所想到的那个含义。一个机器人是一台编好了程序的机器,而对于编程来说,一件重要的事情就是:它区别于行为本身的实施,而且要在行为实施之前完成。试想有一台计算机被编好程序去执行计算平方根或下国际象棋的任务。这台下象棋的计算机与为它编制程序的人之间的关系并非是显而易见的,实际上很容易令人产生误解。可能有人会认为,编程者关注着棋局的进程,并且对于每一步该如何下都向计算机发出指令。然而实际上,编程是在棋局开始之前就已经完成的。编程者尽量只是作为处理意外情况的后备力量参与到棋局中,并且为计算机编写了有着巨大复杂度的条件性指令,但只要棋局开始,他就得放手不管。在棋局进行过程中,他被禁止给计算机任何新的提示。如果他违反了这些规则,他就不是在编程了,而是在执行,并且他的参赛资格也会被取消。在西蒙斯所评论的那部作品中,我大量使用了关于计算机下国际象棋的类比来解释一个观点:基因不会以干预行为实施过程的方式来直接地控制行为。唯一的控制来自在实施行为之前对机器的编程。与机器人这个词之间的上述这种联系才是我想要引用的,而非与没有思想的僵化性之间的联系。
至于说与没有思想的僵化性之间的联系,在另一个历史时期可能会找到证明。彼时,最高级的自动化就是用连杆和凸轮控制船只引擎的系统。对此,吉卜林[9]在诗作《麦坎德鲁的赞美诗》(‘McAndrew’s Hymn’)中写道:
从成对的法兰盘到锥轴导轨,我所见是你的手,我的神!
在彼处连杆的步伐中是预言。
约翰·加尔文或许铸造过相同的一切。
但那是1893年,蒸汽时代的巅峰时期。我们现在则处于电气时代的黄金时期[10]。如果机器曾经与僵化的不变性有关联的话——我承认它们曾经有过这样的关联——现在也正是时候该忘掉这种关联了。现在,编制好的程序能够让计算机的国际象棋水平达到国际大师级(Levy 1978),使用准确的、语法无比复杂的英语进行交流和推理(Winograd 1972),对数学定理给出简洁而优美的证明(Hofstadter 1979),或作曲和诊断疾病。而且,这个领域的前进步伐没有显现出任何减慢的趋势(Evans 1979)。先进的计算机编程领域被称为人工智能,目前正处于信心满满的上升阶段(Boden 1977)。只要是研究这个领域的人,没有谁现在敢打赌说:计算机程序无法在未来10年内战胜国际象棋的特级大师。过去在大众的认知中,“机器人”是弱智、僵硬、呆头呆脑的僵尸的同义词,但它有一天会成为灵巧、敏捷的智能体的代名词。
糟糕的是,前面引用那段有点跑题了。我写这部分的时候刚刚参加完一个令人目瞪口呆的关于人工智能程序技术水平的会议。当时我心中满怀热情,完全忘记了机器人总是被人们普遍地认为应该是僵硬的呆瓜模样。我还必须要为一件事致歉:在我不知情的情况下,《自私的基因》的德语版封面是一个人偶吊在几根从“基因”这个词下面伸出来的线上;法语版的封面是一群小人,戴着圆顶高帽,背上露着上发条用的钥匙。我曾经用这两个封面做成了幻灯片,用以描述什么是我不想要表达的意思。
所以,给西蒙斯的回应是:他对于自己自以为是地认定的我想要表达的观点提出了批评,这当然是正确的;但问题在于,我说的根本不是他所以为的那个意思(Ridley 1980)。毫无疑问,这最初的误解中也有我的一部分责任,但我现在只能做如下主张:让我们都把从词语的日常用法中得来的先入为主的理解放到一边(“很多人对于计算机丝毫不理解”——Weizenbaum 1976, p.9),实实在在地去阅读一些时下关于机器人技术和计算机智能的精彩文献(例如:Boden 1977; Evans 1979;Hofstadter 1979)。
当然,像之前讨论的争议一样,哲学家们或许对于那些通过编程来做出人工智能式的行为的计算机所具备的终极决定性也有争议,但是如果我们要在哲学上走到那一步的话,很多人也会把同样的争论用在人类自己的智能上(Turing 1950)。他们会问:什么才是脑,而不是计算机?什么才是教育,而不是某种形式的编程?如果我们不把脑看作编好程序的、自动控制的机器,那么对于人类的情绪、感觉,以及表象上的自由意志,我们很难找到“超自然”解释之外的其他解释。我们所有的进化生物学家应该如何去看待神经系统?我觉得似乎天文学家弗雷德·霍伊尔爵士(Sir Fred Hoyle 1964)给出了一个无比生动的表述:
回过头来看(进化论),令我印象极其深刻的是化学逐步让位于电子系统的方式。把最初的生命描述为整体都是化学性的,这并非没有道理。虽然电化学过程在植物中是重要的,但是能够处理数据的有序的电子信号却没有进入植物的世界。不过,当世界上有了到处活动的生物之后,原始的电子信号就开始承担重要职责了。……原始的动物所拥有的最初的电子系统本质上是制导系统,逻辑上讲近似于声呐或雷达。如果我们看看进一步进化出来的动物,就会发现电子系统不仅仅被用于制导,还被用于把动物导向食物。……
这幅场景类似于制导导弹,它的任务是拦截并摧毁另一枚导弹。正如现代世界的进攻与防御在方式上变得越来越精细一样,动物的处境也如是。精细的程度越来越高,就必须要有越来越好的电子系统。自然界中发生的情况与现代军事应用中电子设备的发展历程近乎一致。……在一个充满尖牙与利爪的丛林中,我们不应该能够拥有我们进行智慧思考的能力,不应该能够探索宇宙的结构,不应该能够欣赏贝多芬的交响乐。我发现这样的想法很令人警醒。……虑及于此,有时总会被问到的一个问题“计算机能思考吗?”就多多少少显得令人啼笑皆非了。我这里说的计算机当然是指我们自己用无机材料制造出来的那种。问这个问题的那些人到底以为他们自己又是什么呢?简单来说就是计算机,但比我们目前的知识所能制造出来的都要复杂得多。要知道,我们的人造计算机工业只有二三十年的历史,而我们自己却是一个进化过程持续操作数亿年的产物。(第24—26页)
别人或许不赞同这样的结论,然而我怀疑唯一能替代这一结论的就是宗教的解释了。让我们回到基因以及本章的主要论点上来,无论上述争论的结果如何,都不能改变以下这一点:你恰好认同基因是因果性的因素也好,环境性的决定因素也罢,根本就不会对决定论与自由意志的讨论产生任何正面或负面的影响。
不过,要说世上没有空穴来风的事,这话也有些道理。功能行为学家[11]和“社会生物学家”肯定是说过某些话,活该被贴上基因决定论的标签。或者说,如果这只是误解罢了,那就一定要有一个合理的解释,因为就算有像基因迷思和计算机迷思的邪恶联盟这样强大的文化迷思在旁助阵,一个传播如此广泛的误解也不可能是毫无缘由的。仅代表我自己来说,我认为自己知道其中的原因。这是个有趣的原因,而且会占据本章的剩余部分。这种误解起源于我们讨论另一个不太一样的话题时所采用的方式,这个话题就是自然选择。作为一种表述进化论的方式,基因选择论由于基因决定论而被人们误解了,而基因决定论其实是关于成长发育的一种观点。像我一样的很多人不断地在讨论时首先假定基因是“为了”这个目的或“为了”那个目的而存在的。我们给了别人一种印象,认为我们着迷于基因,以及“由基因编程”的行为。如果把这一点再和两种流行的迷思联系起来,一是基因所具有的加尔文主义式的决定性,二是像迪士尼乐园里标志性木偶一样的“编好程序”的行为,那么别人指责我们是基因决定论者还有什么可奇怪的呢?
那为什么功能行为学家总是在谈论基因呢?因为我们对于自然选择很感兴趣,而自然选择就是众多基因的差异化存活。如果我们特别想要讨论自然选择所驱动的进化过程中的一种行为模式的可能性,那我们就必须预先假定存在一种基因变化与执行这一行为模式的趋向和能力有关。这并不是说对于任何特定的行为模式都一定要有这样的基因变化,而只是说必须要先有基因的改变,我们才能把行为模式当成一种达尔文主义适应性来加以对待。当然一种行为模式也可能不是达尔文主义适应性,那么此时上述讨论就不再适用了。
附带地,我应该为自己使用“达尔文主义适应性”来等价表述“通过自然选择产生的适应性”做一番辩护,因为古尔德和莱文廷[12](Gould& Lewontin 1979)近来就强调过,有证据表明,达尔文自己的进化论思想是具有多元化特性的。的确存在的一个事实是:达尔文在批评者的压力之下——这些批评者的观点如今看来都是错误的——向“多元主义”做出了妥协,尤其是在他晚年时期。也就是说,达尔文并不认为自然选择是进化唯一的重要驱动力。正如历史学家R.M.扬[13](R.M.Young 1971)所做的讽刺性评述:“到了第六版的时候,这书[14]的名字大概是印错了,应该叫作‘通过自然选择及其他所有方式实现的物种起源’才合适。”因此,事实证明使用“达尔文主义的进化”来等价表述“通过自然选择实现的进化”是不正确的。但是达尔文主义适应性是另一码事。适应性不可能从随机漂移或是其他任何现实的进化动力之中获得——除了自然选择之外。的确,达尔文的多元主义曾经短暂地允许另一种驱动力或许在理论上可以导致适应性,但是与那种驱动力不可分割的名字是拉马克[15],而非达尔文。“达尔文主义适应性”不可能有“由自然选择产生的适应性”之外的任何其他含义,我使用的也正是这个含义。在本书中的其他几处,我们要解决显而易见的争论时,就要在整体而言的进化与特别而言的适应性进化之间加以区分。比如说,中性突变的固定能够被认为是进化,但不是适应性进化。如果一位研究基因替换的分子遗传学家与一位研究主要趋势的古生物学家,或是一位研究适应性的生态学家发生争论的话,他们很可能发现自己仿佛是鸡同鸭讲,因为他们每个人所强调的都是进化论含义的不同侧面。
“令人类可以顺从、憎恶外族、具有攻击性的基因都只不过是预先假定出来的,因为理论需要它们的存在,而非有确凿的证据证明它们的存在。”(Lewontin 1979b)。对于爱德华·威尔逊来说,这是一个还算公道的评论,并非十分刻薄。除了可能会导致不幸的政治后果之外,谨慎地推断“憎恶外族”或其他人类性状可能具有的达尔文主义的存续价值,这并没有什么错。然而无论你多么谨慎,如果没有预先假定一项性状发生变化的基因基础,那么你就无法着手推断它的存续价值。对于外族的憎恶当然可能不是基于基因来变化的,而且它也当然可能不是一个达尔文主义适应性,但是如果我们不给它假定一个基因基础,那么我们甚至都无法去讨论它是达尔文主义适应性的一个可能性。莱文廷自己也曾如其他人一样表达过这样的观点:“要让一个性状通过自然选择获得进化,那么种群中就必须要有为了这样一个性状而发生的基因改变。”(Lewontin 1979b)此处所说的为了性状X的“种群中的基因改变”恰恰等同于我们以简洁的方式所谈论的“为了”X而存在的基因。
把“憎恶外族”视为性状是有争议的,所以让我们来考虑一种没有人会害怕将之视为达尔文主义适应性的行为模式。挖坑对于蚁狮而言显然是一种为了捕捉猎物而存在的适应性。蚁狮是脉翅目昆虫的幼虫,有着如同外太空怪兽一样的外观和行为方式。它们是守株待兔式的捕猎者,会在松软的沙地上挖一个坑,陷住蚂蚁或其他小型的爬行昆虫。这种坑是一个几乎完美的圆锥形,侧壁非常陡,以至于猎物一旦掉进去就不可能爬出来。蚁狮就藏在坑底的沙子下面,向着任何掉进坑里的猎物猛地刺出它的巨颚,这件武器的可怕程度恐怕只有在恐怖电影里才见得到。
挖坑是一种复杂的行为模式,它要花费时间和能量,并且非常符合可以视之为适应性的确切标准(Williams 1966; Curio 1973)。它肯定是通过自然选择进化而来的,那么又是如何进化而来的呢?这个问题答案之中的细节并不影响我在此想要讨论的深意。可能曾经存在一只蚁狮祖先,它并不挖坑,而只是潜伏在表层的沙子之下,等待倒霉的猎物走到它头顶上。实际上,的确有些种类的蚁狮还在这么干。后来,在沙地上制造一个浅浅洼地的行为可能会为自然选择所青睐,因为这个洼地稍稍地阻碍了猎物的逃脱。通过许多代之后,这种行为逐渐发生了程度上的改变,以至于曾经浅浅的洼地变得越来越深,越来越宽。这不仅仅妨碍了猎物的逃脱,也增加了捕捉行为可以覆盖的面积,让更多的猎物可能在一开始就陷进去。后来挖坑的行为继续发生着改变,以至于得到的坑变成了一个侧壁陡峭的圆锥状,并且铺有一层光滑的细沙,让猎物不可能爬出去。
上面这个段落中没有任何可争议或值得争议之处。它会被视为关于我们无法直接观察到的历史事件的合乎逻辑的推断,或许还会被认为是有可能成立的。它之所以会被人们视为无争议的历史推断而接受,其中的一个原因是它没有提到基因。但我要说的是,在进化过程的每一步中,要是行为的背后没有基因的改变,那么上述历史或是任何类似的历史都不可能发生。蚁狮的挖坑行为只是可供我选择的成千上万个例子中的一个。除非自然选择有遗传变异的作用,否则就不可能产生进化上的改变。由此可以得出结论:无论你在哪儿找到达尔文主义适应性,那儿就一定会有基因的改变存在于你所考察的那种性状中。
还没有人做过蚁狮挖坑行为的基因研究(J.Lucas,私人通信)。如果我们想要的只是为了找到行为模式背后有时会存在的基因变化,从而让我们自己感到满意的话,那也没必要去寻找了。只要论证过程能让我们相信这是达尔文主义适应性,那就足够了。要是你对于挖坑行为是这样一种适应性感到无法信服,那就换一个你能信服的例子好了。
我刚才说的是“有时”会存在的基因变化,这是因为,就算今天有一项关于蚁狮的基因研究,也很有可能无法发现任何与挖坑行为有关的基因变化。一般来说,我们可以预期存在这样一种状况:当存在着青睐某些性状的强烈选择作用时,最初让选择作用施加其上,从而导引这一性状的进化历程的基因变化,也将变得枯竭了。这就是人们熟知的“悖论”(这一点如果仔细去想的话,也并非真的悖论):强选择作用下的性状倾向于有着低的可遗传性(Falconer 1960);“自然选择实现的进化会摧毁滋养它的基因变化。”(Lewontin 1979b)功能性的假说常常考虑表型的性状,例如拥有眼睛已经是种群里全体性的性状了,因此就没有与之同时期的基因改变了。当我们对于一种适应性的进化过程做出推断或建立模型时,我们有必要去谈论还存在着适当的基因改变的时间点。在这样的讨论中,我们就必定要预先假定“为了”所要讨论的适应性而存在的基因,无论是以含蓄的还是明确的方式。
有些人可能不敢把“在X变化中基因所做的贡献”等价表述为“为了X而存在的基因”,但这是一种常规的遗传学做法,仔细想一想就会发现这是无可避免的。在分子层面上,一个基因能够直接编码一条蛋白质链的生产,但是遗传学家的做法却不一样,他们从不会去统一表型的数量。事实上,他们总是在处理差异。当一位遗传学家谈论果蝇的一个“为了”产生红眼而存在的基因时,他不是在谈论为红色素分子的合成提供模板作用的顺反子,他是在含蓄地说:在这个果蝇种群中有眼睛颜色的变化;在其他性状相同的情况下,拥有这个基因的果蝇比没有这个基因的果蝇更有可能长出红色的眼睛来。这就是我们表述一个“为了”产生红眼而存在的基因时所要讲的意思。这个例子刚好是个形态方面的例子而非行为方面的,但应用于行为方面也是一模一样的。一个“为了”行为X而存在的基因,就是一个“为了”能够产生这种行为所需要的形态方面或生理方面的状态而存在的基因。
与此相关的一个问题是:使用单基因位点的模型只是为了概念上的简洁方便,对于适应性的假说是如此,对于普通的种群遗传模型也是如此。当我们在讨论适应性假说时使用单基因的说法,并非是要有意表示这是单基因模型,不是多基因模型。我们通常用基因模型来说明论点,是相对于非基因模型而言的,比如说相对于“为了物种的利益”这样的模型。人们应该完全以基因的角度来考虑这些问题,而不是以物种的利益等其他的角度。要说服大家去相信这一点已经是很困难的事情了,实在没有理由一开始就让人们去接触多基因的复杂性,这只会让事情变得更困难。劳埃德[16](Lloyd 1979)所说的OGAM(单基因分析模型)当然不是遗传学精确性方面的什么新创造。我们最终当然应该面对多基因的复杂性。但是OGAM比那些完全抛弃了基因分析出来的适应性模型要可取得多——这才是我在此所要说明的唯一问题。
与此类似,我们或许会发现有人强烈地质疑我们,要我们拿出证据来证明我们所“声称”的“为了”实现他们感兴趣的某些适应性的基因的确存在。但是,如果这真的就是质疑而已的话,这样的质疑应该被导向整个新达尔文主义“现代综合论”以及整个种群遗传学。用基因的方式来表述一个功能方面的假说,根本就不是做出了一个关于基因的强有力的论断——那只不过是做了个明确的假设,它也是现代综合论不可分割的内在组成部分。不过,它有时的确比较含蓄,不那么明确。
少数研究者的确已经向整个新达尔文主义的现代综合论抛出了这样的质疑,并声明自己不是新达尔文主义者。古德温[17](Goodwin 1979)在与底波拉·查尔斯沃思[18]和其他一些人的公开论战中说过:“新达尔文主义的内在有着不可自洽之处……在新达尔文主义中没有任何方式能够让我们从基因型得到表型。因而该理论在这个方面是有缺陷的。”当然,古德温有一点是非常正确的,那就是发育是个极其复杂的过程,我们还不太清楚表型是如何产生的。但是,它们的确产生出来了,基因的确对于它们的变化有着重大的贡献,这些都是无可争议的事实。这些事实对于我们而言就足够了,足以让新达尔文主义自洽。依古德温的逻辑,他可能也会说:在霍奇金和赫胥黎[19]研究清楚神经冲动是如何激发的之前,我们就不能够相信神经冲动控制着行为。要是知道表型是如何形成的,那当然好了,但是当胚胎学家还忙着研究这个问题时,我们其他人还是可以利用已知的遗传学事实继续当我们的新达尔文主义者,把胚胎发育看作一个黑箱就好。也没有一个与之竞争的理论中含有什么论断能够算得上是跟“自洽的”沾点边儿。
之所以会有上述质疑,可能来自以下这样的事实:遗传学家常常在思考的那些表型的差异都不会特别复杂,令我们在预先假定相应基因时不必担心要对应无比复杂的表型效应,或是担心这种表型效应只有在高度复杂的发育条件下才会显现出来。最近,我和约翰·梅纳德·史密斯教授一起参加了一场公开辩论,对手是两位“社会生物学”的激进批评者,而听众是一群学生。辩论过程中的某一时刻,我们竭力想要说明:谈论一个“为了”X的基因时并不是要做出什么神奇的论断,即便X是一个复杂的习得的行为模式也如是。梅纳德·史密斯提及了一个假设性的例子,即一个“与系鞋带的技能相对应的基因”。这个“猖狂的”基因决定论表述一石激起千层浪,让听众立刻喧嚣起来!他们最糟糕的怀疑终于得以证实了!他们为此而发出的鼓噪无疑是兴高采烈的,充斥在空气当中。他们兴奋地喊出心中的怀疑,不仅打破了平静,也淹没了我们的耐心解释。我们只是想告诉他们,当我们预先假定有一个基因是为了让我们具备系鞋带的技能时,那只是一个适度的表述而已。接下来让我通过一个实验来说明这一点吧,而这个实验是一个听起来甚至更为激进,但实际上不会招致反驳的思想实验(Dawkins 1981)。
阅读是一种后天习得的技能,有着惊人的复杂性。但是这种技能本身并没有给人们以理由去怀疑这样一种可能性,即存在着一个阅读基因。要证明阅读基因的存在,我们所需要做的只是去寻找一个不阅读的基因,也就是说一个会诱发脑损伤,导致特定的阅读障碍的基因。这样的阅读障碍人士可能在所有其他方面都是正常的、有智能的,唯独无法阅读。如果这类阅读障碍表现出孟德尔式的遗传特征,没有任何遗传学家会对此感到特别惊讶。显然,这个例子中的基因将只会在包含有正常教育的环境中才能展现其效应。在史前环境中,这个基因不会有着能被检测到的效应,或者它可能有着一些不同的效应——比如一位穴居人的遗传学家可能会称之为无法分辨动物脚印的基因。在我们存在教育的环境中,它被称为阅读障碍的基因是很合适的,因为阅读障碍是其最为主要的后果。类似的,一个导致全盲的基因也会妨碍阅读,但是要把它视为一个无法阅读的基因,显然是无意义的。原因很简单,因为阻碍阅读并不是它最为显著的,或给人带来最大麻烦的表型效应。
回到咱们关于特定阅读障碍的基因上来,根据一个关于基因命名的通常惯例,同一基因座上的野生型基因——也就是所有其他人群都有双份的正常基因——应该被称为“阅读基因”才是恰当的。如果你对此表示反对,你肯定也会反对我们说孟德尔的豌豆中有对应于高植株的基因,因为这两件事情上的命名背后的逻辑是完全一致的。在这两个例子中,我们感兴趣的都是差异,而且两个例子中的差异都只能在某些特定的环境下才会显现出来。为什么像一个基因这样简单的东西却能有着如此复杂的效应,比如决定一个人能否学会阅读,或是他会不会系鞋带?其中的原因基本上可以这样解释:这个世界某个给定的状态无论有多么复杂,这个状态与世界的另一个状态之间的差异却可能是由某些极为简单的事物导致的[20]。
我在前文中用蚁狮来说明的观点是一种一般情况。我当然也可以用任何真实的或传说的达尔文主义适应性来进行说明,结果都是一样。为了进一步强调,我要再引用另外一个例子。廷贝亨等人(Tinbergen 1962)曾经研究过红嘴鸥(Larus ridibundus[21])的一种特别行为模式在适应性上的重要意义,那就是移除蛋壳。当一只雏鸟孵化之后不久,它的父母就会把空的蛋壳叼在嘴里,移到远离鸟巢的地方去。廷贝亨和他的同事考虑过若干种可能的假说,来解释这一行为模式对于生存的价值。比如他们提出,空的蛋壳可能会成为滋生有害细菌的温床,或者锐利的蛋壳边缘可能会划伤雏鸟。但是他们最终发现有证据可以证明的一种假说却是:空的蛋壳是一种显眼的视觉标志,会把乌鸦以及其他以雏鸟或蛋为食的捕食者吸引到鸟巢里来。他们做了一些巧妙的实验,人工搭建了一些有空蛋壳或没空蛋壳的鸟巢,结果表明:有空蛋壳在旁的鸟蛋的确比没有空蛋壳的鸟蛋更有可能被乌鸦攻击。他们得出结论:自然选择青睐于具有移除蛋壳行为的成年鸥,是因为以前那些没有这种行为的成年鸥养育成活的后代要相对少一些。
如同蚁狮挖坑的例子一样,还没有人研究过红嘴鸥移除蛋壳行为背后的基因,也没有直接的证据表明趋向于移除蛋壳的变化是通过交配遗传的。不过显然,假定它是这样的或者曾经是这样的,对于廷贝亨的假说是根本性的重要条件。廷贝亨的假说如果用不带基因的说法来表述的话,不会特别有争议。但是这个假说与其他被廷贝亨排除掉的关于这一行为的假说一样,都是居于一个假设的基础之上。这个假设就是:在久远的过去,一定曾经有一些红嘴鸥具有基因上的去移除蛋壳的倾向,而另一些红嘴鸥有着基因上的不移除蛋壳的倾向,或是不太可能移除的倾向。所以一定有过移除蛋壳的基因。
在此,我必须要提醒读者注意,假设我们真去研究一下现在的红嘴鸥蛋壳移除行为的背后到底是什么基因,要是能发现一个简单的孟德尔式的突变就会彻底改变行为模式,或许还会完全消除这种行为,那将是一位行为遗传学家梦寐以求的事情。根据前面给出的讨论,这个突变就是一个真正的“为了”不移除蛋壳的基因。而且根据定义,它的野生型等位基因就要被称为“为了”移除蛋壳的基因。但是,这里就是要读者注意的关键点了。非常肯定的一点是,不能由此就得出结论说:这个为了移除蛋壳的基因位点是自然选择在该适应性进化过程中施加选择作用的那些基因之一。实际上,似乎更有可能的情况是:像蛋壳移除这样一个复杂的行为模式肯定是通过对于大量基因位点的选择才建立起来的,其中每一个基因都通过与其他基因的相互作用发挥着一点小的效用。一旦有关于这个行为的复杂体系建立起来之后,不难想象,一个关键性的单点突变就会毁了它。遗传学家们是受限的,只能应用他们所知道的那些基因变化去开展研究。他们还相信,自然选择必定曾经在类似的基因变化上施加过作用,才实现了进化改变。但是他们没有理由相信,那些控制着现代的适应性变化的基因位点,就是最初建立适应性时选择作用施加其上的同一个基因位点。
让我们来看看单个基因控制复杂行为的最著名的例子——罗森布勒(Rothenbuhler 1964)的卫生蜂。之所以要用这个例子,是因为它很好地阐明了一个高度复杂的行为差异是如何从单个基因的差异中产生的。布朗(Brown)品系的蜜蜂所具有的卫生行为牵涉到一整套的神经肌肉系统,但是根据罗森布勒的模型,之所以它们有这种行为而凡斯哥伊(Van Scoy)品系的蜜蜂没有,仅仅是由于两个基因位点上的差异。其中一个基因位点决定着揭开含有染病幼虫的巢室[22]的行为,另一个位点决定着揭开之后扔幼虫的行为。因此,完全可以想象有一个自然选择的过程青睐于揭开巢室的行为,还有一个自然选择过程青睐于扔幼虫的行为。这就意味着,这两个选择过程是对于上述两个基因与各自相对应的等位基因的选择。不过,我在此想要说明的关键点是,虽然这有可能发生,但可能从进化的意义上来看并没有什么意思。现在的揭开巢室基因和现在的扔幼虫基因,完全有可能并未参与到最初引领进化实现这一复杂行为的自然选择进程中[23]。
罗森布勒观察到,就连凡斯哥伊蜜蜂有时也会出现卫生行为,它们只是在实施行为的次数上远远少于布朗蜜蜂而已。因此,很可能布朗蜜蜂和凡斯哥伊蜜蜂都有着具有卫生行为的祖先,在它们各自的神经系统中都有着揭开巢室行为和扔幼虫行为的机制。只不过,凡斯哥伊蜜蜂具有某些能够阻止这些机制开启的基因。假设我们能够回溯到更为久远的历史中去,我们应该能够发现一位所有现代蜜蜂的祖先,它自己不具备卫生行为,也没有任何具备卫生行为的祖先。一定曾经有过某种进化过程,从零开始建立了揭开巢室和扔幼虫的行为,而这一进化过程包括了对于众多基因的选择,其中就有如今已经固定在布朗蜜蜂和凡斯哥伊蜜蜂身上的基因。所以,虽然布朗蜜蜂的揭开巢室基因和扔幼虫基因的确应该如此指称,但是这样定义它们纯粹只是因为它们恰好有着能够阻止这些行为实施的等位基因。这些等位基因起作用的模式可能会非常无聊,只是粗暴地施行破坏而已——可能只是在神经机制中切断了某个关键环节。我想起了格雷戈里[24](Gregory 1961)有关通过脑的切除实验来推断其机制时可能遭遇的严重误区的一段生动描述:“在一个收音机里移除几个彼此远离的电阻之中的任意一个,都可能造成收音机里发出噪声般的啸叫,但是并不能由此就得出结论说,啸叫是与那些电阻紧密联系在一起的,抑或由此得出那个正确的结论,认为两者之间不可能没有任何因果关系。我们尤其不应该就此认为这些电阻在正常电路中的作用就是抑制啸叫。神经生理学家面对与此具有可比性的情形时,已经假设出了‘抑制区’的概念。”
对我而言,这一顾虑似乎是个值得注意的问题,却不是拒绝自然选择全部的基因理论的理由!如果现今的遗传学家们研究某个有趣的适应性时无法研究过去导致该适应性进化起源的那个基因位点,你也不要对此感到介意。如果遗传学家们常常被迫关注方便研究的基因位点,而不是具有进化重要性的位点,那就太糟糕了。进化把复杂和有趣的适应性组合到了一起,靠的是对等位基因进行替换,这一点仍是事实。
以上讨论对于解决另一个时下非常流行的争论也会有侧面的帮助,能让人们以正确的方式来看待这个问题。这个问题目前的争议很大,甚至有点情绪化,那就是人类的各种精神能力的背后是否有着显著的基因变化作为基础。我们之中的某些人是否从基因上就比别人更有脑子呢?我们用“有脑子”这个说法想要表达的意义也有着很大的争议,并且的确应该有这样的争议。不过我主张,无论这个说法在此处取什么样的含义,以下的论点是不能被否认的:(1)曾经的某个时间点上,我们的祖先不如我们有脑子;(2)在所有我们祖先的谱系中,一定有过“有脑子程度”方面的增长;(3)这种增长是通过进化来实现的,可能还是由自然选择推动的;(4)无论是否是自然选择推动的,至少表型方面的部分进化改变反映了深层次的基因改变——发生了等位基因的替换,结果代际的精神能力平均水平提高了;(5)因此根据定义,人类群体一定曾经在“有脑子程度”方面有过显著的基因变化,至少在远古时期是这样的。当时,有的人与同时代的人相比,基因上来讲更聪明一些,另一些人从基因上来讲则相对要傻一些。
上面最后这一句话可能会引起人们思想上的不安,甚至是恐惧,然而我前面的五条论点中没有一条能够被人们真正质疑,它们的逻辑顺序也无法被质疑。这部分讨论是针对脑子尺寸的,但也同样可以应用于针对聪明程度的任何你想要去研究的行为性状的测量。这并非是基于一种对人类智能的简化认知,把人类智能视为一维可度量的量值,事实是,智能不是一个简单的可以度量的量值。这个事实很重要,但是与我们在此讨论的问题压根儿没有关系。同样的,在实践上对于智能进行测量的困难性也是与我们的讨论无关的。前面一个段落的结论是无可避免的,它只是在说:我们这些进化生物学家认同这样一个论点——很久以前,我们的祖先曾经不如现在的我们聪明(无论以任何标准来考量)。不过,尽管有这一切讨论,我们也无法就此得出结论说:在今天的人类群体中还留存着任何与精神能力相对应的基因变化——那些基因变化可能都被自然选择消耗掉了。从另一方面来看,也可能没有完全消耗掉,很有可能存在着人类精神能力的基因变化。而我的思想实验表明,对于这一可能性的教条的、武断的反对至少是不可取的。不过有必要说明一下,我自己的观点是,就算在现在的人类群体中真有这样的基因变化,任何以之为基础的政策也是不合逻辑、邪恶无耻的。
存在着一种达尔文主义适应性,就意味着有时存在着产生这种适应性的基因。这一点并非总是很明确的。对于一种行为模式的自然选择,总有两种讨论的方式。一种方式是,我们可以谈谈生物个体倾向于实施某种行为模式,这让它们比没有那么强烈的发展倾向的个体“更适应”。这是当前流行的表述方式,处于“自私的生物”与“社会生物学中心原理”的范式之中。另一种方式是,我们可以等价地直接去谈论实施这种行为模式的基因比其等位基因存续得更好。在任何关于达尔文主义适应性的讨论中,预先假定相应基因的存在总是合理的,而这将是我在这本书中的中心观点之一,因为这会对本书的表述有正向的助益。我曾听到过一种反对声音,反对在功能性行为学的表述中使用“不必要的基因化”的表述,但是这种反对其实暴露了反对者一种最基本的缺陷——他们无法正视达尔文主义选择所蕴含的真实含义。
对此,请让我用另一件逸事加以说明。我最近听了一位人类学家的一场学术报告。他的工作是试着用一种亲属选择理论去解释不同人类部落中采取一种特别婚姻体系的比率,而这种婚姻体系刚好是一妻多夫制。一位持亲属选择论的专家能够用模型来预测:在何种条件下我们将预期观察到一妻多夫制的出现。因此,在一种应用于绿水鸡的模型中(Maynard Smith & Ridpath 1972),种群中的性别比例需要是雄性偏多的,而且配偶需要是近亲才行,而后生物学家才能预测说可能会出现一妻多夫制。这位人类学家想方设法想要说明他这些一妻多夫的人类部落也生活在这样的条件之下,并且暗示其他采取了更为常见的一夫一妻制或一夫多妻制的部落都生活在不同的条件之下。
虽然我对他所展示的信息感到着迷,但还是试着提醒他,在他的理论中存在一些棘手的问题。我指出,亲属选择理论从根本上来讲是一种基因理论,而亲属选择所产生的对于当地环境的适应性,必须是通过一代又一代的遗传过程中等位基因替换等位基因来实现的。于是我问:他这些一妻多夫的部落是否曾经生存于他们目前所处的独特环境中,并且在其中存在了足够长的时间,足够多的代际,足以让必要的基因替换得以完成?是否确实有任何理由让我们相信人类婚姻体系的变化真的是由基因来控制的?
报告人反对我把基因拽到这场讨论中,而他在场的人类学同行们也都对他表示支持。他说,他并不是在谈论基因,而是在谈论一种社会行为模式。他的一些同行似乎对于仅仅是提到“基因”二字就感到很不自在。我试图说服报告人,其实正是他“把基因拽到”这场讨论中,虽然他的确并未在他的报告中提到过基因这个词。而这正是我要说明的观点:你不可能谈论着亲属选择或其他任何形式的达尔文主义选择,却不把基因拽进来,只不过你提到基因的方式可能是明确的也可能是隐含的。仅仅是猜测部落婚姻体系的差异可以由亲属选择来解释,我的人类学家朋友就已经以隐含的形式把基因拽进了这场讨论之中。很遗憾他没有明确指出来,因为如果他那样做了,就会意识到在他的亲属选择假说面前横亘着多么可怕的困难:要么他的一妻多夫部落得在不完全生殖隔离的状态下在那种独特的环境条件中生活成百上千个世纪之久,要么自然选择就必须曾经青睐于普遍产生的某一些基因,它们编程控制着某些复杂的“有条件策略”。讽刺的是,在那场关于一妻多夫制的学术报告会上,是我一直在试图证明我们所讨论的这种行为不应以“基因决定论”的视角来看待。然而因为我坚持要把亲属选择假说的基因本质明确化,我估计自己的形象就是一个着迷于基因的人,一个“典型的基因决定论者”:这个故事很好地说明了本章的主要观点:坦率地面对达尔文主义选择作用最基本的基因本质,这很容易被人误解为一种不健康的、先入为主的观点——用遗传论去解读个体的成长发育过程。
相同的偏见还会在另一种情况下普遍出现在生物学家心中,那就是:如果本来能够用生物个体这个层级的语言绕过基因的问题,却还是明确地使用带有基因的说法。“实施行为X的基因比不实施行为X的基因更受青睐”,这样一个表述有着近乎幼稚的、不专业的意味。有证据表明存在这样的基因吗?你怎么能只为了方便你的假说而凭空捏造出一个专门的基因来!“实施行为X的生物个体比不实施行为X的个体更适应”,这听起来就体面多了。就算不知道这是不是真的,这种说法可能也会被当作可以容许的推断而被接受,但是这两个句子在意思上是完完全全等价的。第二种说法并未说出什么第一种说法没说清楚的事情。然而,如果我们承认这种等价性,明确地谈论“为了”某种适应性而存在的基因,我们就是以身犯险了——因为“基因决定论”而备受指责的风险。我希望我已经在前文中成功地说明了:这种风险不是别的原因造成的,而纯粹是误解造成的。对于自然选择,一种明智的、无懈可击的方式是把它视为“基因选择论”,但是这个概念却被误解为强烈相信个体生长发育遵循“基因决定论”。任何人,只要能想明白适应性产生的过程细节,几乎一定就会以或明确或隐晦的方式想到基因——不过它们可能只是假设的基因。我们应以明确的方式而非隐晦的方式来表明基因是达尔文主义功能推断的基础,对此有很多值得说的,而这正是我在本书中将要展示的内容。因为这是一种好的表述方式,可以避免一些容易诱人上当的推理错误(Lloyd 1979)。在这么做的过程中,我们可能会给人以一种印象,觉得我们执着于基因,并执着于在当代传媒意识中基因所应背负的迷思包袱——然而这样的错误印象完全是出于人们自身的错误理由。但是,僵化的、按部就班的个体发育所代表的决定论是,或者说应该是离我们的想法十万八千里的。当然,就某一个社会生物学家而言,他可能是,也可能不是基因决定论者。他们可能是拉斯特法里派[25]教徒、震教[26]徒,或是马克思主义者,但是他们个人对于基因决定论的认识就如同他
们个人对于信仰的认识一样,都与以下这个事实无关,即他们谈论自然选择时使用的是“为了某种行为的基因”这样的表述。
本章的大部分都建立在一个假设之上,即一位生物学家可能会想要推断某种行为模式在达尔文主义框架内的“功能”。这并不是说所有的行为模式都必须要有一种达尔文主义的功能。可能会有一大类行为模式在选择中对于其生物个体是中性的,甚至有害的,不可能被视为是自然选择的产物。如果的确是这种情况,那么本章中的讨论就不适用于它们。不过,有一种表述是很合理的:“我对适应性很感兴趣。我不必把所有行为模式看作适应性,但我想要去研究那些是适应性的行为模式。”类似地,表达更喜欢研究脊椎动物而不是无脊椎动物,并不代表我们就相信所有动物都是脊椎动物。考虑到我们感兴趣的领域是适应性行为,那么当我们谈论感兴趣的研究对象的达尔文主义进化时,就不可能不预先为之假定一个基因基础。而用“为了X的基因”作为一种简洁的方式来谈论“为了实现X所需要的基因基础”,这是群体遗传学在半个多世纪以来的一种标准操作。
如果要问能够被认为是适应性的行为模式到底有多少,那就完全是另一个不同的问题了。它将是我们下一章的主题。
第15章 对于完美化的制约
无论如何,这本书都会包含大量的以达尔文主义来解释生物功能的逻辑。以前的苦涩经历提醒我,一名醉心于解释功能的生物学家很可能会被指责相信所有动物都是完美优化的结果,也就是被指责为一名“适应论者”(Lewontin 1979a,b; Gould & Lewontin 1979)——有时这种指责还带有一种强烈的情绪,会把那些更习惯科学争论而非观念争论的人吓一大跳(Lewontin 1977)。适应论的定义是“它探讨有关于进化的研究,在没有进一步证据的前提下就假定生物所有方面的形态、生理,以及行为都是通过适应产生的对于问题的最优解决方案”(Lewontin 1979b)。在本章的第一版草稿中,我说我想可能没有人能够真正成为一名极端意义上的适应论者,然而讽刺的是,我最近发现了一段莱文廷自己所说的话:“我认为所有进化论者都会赞同的一点是:实际上,不会有谁比生存在某一环境的生物做得更好。”(Lewontin 1967)似乎莱文廷此后就走上了前往大马士革的旅程[1],所以要让他来做适应论者的代言人恐怕不太公平。实际上,近年来他与古尔德一起成为针对适应论的最有文采的、最强有力的批评者。那么我将选择凯恩作为适应论者的代表,他一直坚持他那篇犀利而又简洁的论文《动物的完美化》中的观点(Cain 1979)。
作为一名分类学者,凯恩攻击了对于“功能的”性状和“祖传的”性状之间的区分,前者的用词暗示着它不是可靠的分类指标,后者则暗示是可靠的(Cain 1964)。凯恩有力地反驳称:远古“设计图”上的那些性状,比如四足动物长有五指的四肢和两栖动物在水中生活的阶段,之所以会存在是因为它们在功能上是有用处的,而不是因为它们如人们常常所暗示的那样是无可逃避的历史遗迹。如果两组生物中的一组“在任何方面都比另一组更原始,那么它的原始性本身一定是对某种不那么特化的生活模式的适应,而它也的确能够成功地生活在这一模式之下;它不会仅仅只是一个表明效率低下的标志。”(第57页)凯恩对所谓的无用性状也持类似的观点,批评达尔文受到理查德·欧文[2]的影响,总是准备着去承认那些乍见之下感到吃惊的性状的无功能性:“没有人会认为幼狮身上的条纹或年轻黑鸟身上的斑点应该对这些动物有任何用处。”即便对适应论最极端的批评者来说,达尔文的这句评论在今天听起来也一定很是草率。事实上,历史似乎是站在适应论者一边的,因为在一些特定的案例中,他们已经一次又一次地击败了嘲笑者们。凯恩自己有一项与谢沷德[3]和其他选择论者合作的著名研究项目,他们研究了维持一种丛林蜗牛(Cepaea nemoralis)壳上条带形态多样性的选择压力。这项研究的开展,部分原因可能是受到了一件事的刺激:“人们自信满满地断言,对于一只蜗牛而言,壳上有着一条带状条纹还是两条带状条纹是一件无关紧要的事。”(Cain, p.48)“但是,最为引人注目的对于‘无用’性状的功能性解释或许来自曼顿[4]在倍足纲动物土线(Polyxenus)方面所做的工作,她的研究表明一种此前被形容为‘小饰品’(还有比这听起来更没用的吗?)的性状却几乎是这种动物生活的重心所在。”(Cain, p.51)
作为一种很有用的假说,甚至几乎是一种信仰,适应论无疑鼓舞了一些研究者做出了杰出的科学发现。冯·弗里希[5](von Frisch 1967)对有威望的冯·赫斯[6](von Hess)秉持的正统观念不屑一顾,通过对照实验令人信服地证明了鱼类和蜜蜂的彩色视觉。驱动他去做这些实验的原因,是因为他拒绝相信以下这类观念,比如说花朵的颜色是没有形成原因的,或者它只是为了取悦人们的眼睛。这些研究成果当然不能作为证据来支持适应论信仰的普遍正当性。每一个问题都应该根据其真相来逐一加以解决。
温纳[7](Wenner 1971)对于冯·弗里希关于蜜蜂舞蹈语言的假说提出了质疑,这是件有价值的事情,因为他激发了J.L.古尔德(J.L.Gould 1976)的灵感,令后者以一种非常聪明的方式确证了冯·弗里希的理论。如果温纳更倾向于适应论者的话,古尔德的研究可能永远也不会进行了,但是温纳也就不会让自己错得如此离谱了。任何一个适应论者或许会承认温纳暴露了冯·弗里希最初实验设计中的缺陷是件很有助益的事情,但是也会如林道尔[8](Lindauer 1971)所指出的那样,立即就想到一个基础性的问题:蜜蜂到底为什么要跳舞?温纳从未否认过蜜蜂会跳舞,也没有否认过这些舞蹈中包含着所有冯·弗里希所宣称的方向与距离方面的信息,他所否认的只是其他蜜蜂懂得去利用舞蹈中的信息。如果有某种动物实施的一种行为是如此消耗时间,如此复杂,纯靠概率几乎不可能实现,但结果却没有任何用处,那么这样的想法会让一名适应论者寝食难安。不过,适应论有利也有弊。我现在感到很高兴的是,古尔德做了他那些一锤定音的实验,至于原因则比较让我丢脸:即便我足够聪明,能够设计出这样的实验(这是件不太可能的事情),但我也会因为太过倾向于适应论,而不会为温纳的问题所困扰。我早就知道温纳肯定是错的(Dawkins 1969)。
适应论者的那些想法,如果不是盲目确信的话,还是会成为一种有价值的激励,产生在生理学上可以验证的假说的。巴洛[9](Barlow 1961)意识到感官系统对于减少输入冗余的问题有着压倒性的功能需求,这令他对感官生理学中的一大批现象有了一种和谐的独特理解。关于功能的类似推理也可以应用于运动系统,或整体上应用于组织体系的等级系统(Dawkins 1976b; Hailman 1977)。适应论者坚定的信仰并不能告诉我们生理学上的机制是什么,唯有生理实验才能做到这一点。不过谨慎的适应论者的推理能够为我们提供建议,告诉我们在众多可能的生理学假说之中,哪些才是最有可能为真的,最应该优先予以研究。
前面我一直试着展示适应论有利也有弊,但是这章的主要目的还是要为对完美化的各种制约开列一张清单并予以分类,还要列出学生们在学习适应性的过程中应该谨慎前行的主要原因。在讨论我关于完美化的六大制约之前,先要来说说别人已经提出来的另外三个制约,不过我发现它们不是很有说服力。先说第一个吧,当代生物化学遗传学家当中关于“中性突变”的论战,不断在关于适应论的批评中被引用,但实际上两者毫不相关。如果存在生物化学家所说的中性突变,那就意味着,这些突变所引发的蛋白质结构上的任何改变对于蛋白质的酶活性没有影响。这就意味着,这些中性突变将不会改变胚胎发育的进程,也根本不会有任何表型上的效应——生物学家就生物整体而言所理解的表型效应。对于中性论的生物化学争论主要关心的是一个有趣而重要的问题:是否所有的基因替换都会有表型上的效应。关于适应论的争论则颇为不同,它关心的主要问题是:既然我们所研究的表型效应大到足以被观察到,并且就此提出问题,那么我们应该假设它是自然选择的产物。生物化学家的“中性突变”可不只是中性而已。只要我们这些研究粗陋的形态学、生理学以及行为学的生物学家去考虑这个问题,它们在我们眼中就根本不再是突变了。正是有着这样的思想,梅纳德·史密斯(Maynard Smith 1976)写道:“我把‘进化速率’解释为适应性改变的速率。在这种意义上,对一个中性等位基因的替换不会构成进化。”如果一位研究生物个体的生物学家看到一个由基因决定的表型差异,他就已经知道了自己不可能是在研究一个当代生物化学遗传学家所争论的“中性”。
然而,这位生物学家可能是在研究一种中性的性状,这在更早的一场论战中曾经被讨论过(Fisher & Ford 1950; Wright 1951)。一个基因差异有可能在表型层面来显露自己,然而在选择问题上仍是中性的。但是像费希尔(Fisher 1930b)和霍尔丹(Haldane 1932a)等人所做的数学计算表明,人类对于某些生物学性状做出的“明显无用”的性质判断是主观的,不可靠的。例如,霍尔丹的研究表明,对于一个典型的种群做出一些合理的假设之后,弱到千分之一的一个选择压力只需几千代就可以让一个最初很罕见的突变被固定下来。这从地质学的标准来看是很短的时间。在前文提到的争论中,莱特[10]被似乎误解了(见下文)。虽然莱特建立了通过遗传漂变实现非适应性性状的进化这一思想,并被称为“休厄尔·莱特效应”,但他感到很尴尬(Wright 1980),“不仅仅因为别人在我之前就提出过一样的想法,还因为我自己最初是强烈拒绝这一想法的(Wright 1929),曾经说纯粹的随机漂变将‘不可避免地导致退化和灭绝’。我曾经把明显的非适应性分类学差异归因于基因多效性,不仅仅只是忽视了适应性上的重要性而已”。事实上,莱特曾经展示了漂变与选择的精巧融合将如何产生更优秀的适应性,超过了仅仅通过选择所产生的适应性。(见第39—40页)
第二种被提出来的针对完美化的制约,考虑的是异速生长的问题(Huxley 1932):“对于真鹿亚科的鹿来说,鹿角尺寸增长的速度远超身体尺寸增长的速度……以至于更大的鹿就有着大得不成比例的鹿角。于是也就没必要给大鹿头上那极其巨大的鹿角找一个明确的适应性理由了。”(Lewontin 1979b)当然,莱文廷这段话说明了一些问题,不过我更愿意重新来表述一番。按照他这段话来看,异速生长速率应该是个常数,就好像这是上帝指定的不可改变的东西。但是,一个时间尺度上的常数也可能在另一个时间尺度上发生变化。异速生长常数是一个胚胎发育上的参数。与任何其他这样的参数一样,它可能受到基因改变的支配,并因此可能在进化过程中发生改变(Clutton-Brock & Harvey 1979)。这样来看,莱文廷的说法原来跟下面的说法相似:所有的灵长类都有牙,这只不过是个关于灵长类的事实,因此没有必要对于灵长类长着牙这件事给出一个明确的适应性理由。不过,他真正想要表达的可能是类似于下文的某种意思。
鹿已经进化出了一种发育机制,让鹿角的生长与身体尺寸的生长异速,两者之间有一个特定的异速生长常数。这个发育上的异速生长体系的进化很可能是在与鹿角的社会功能无关的选择压力下形成的:它可能刚好与已经存在的发育过程相协调,其中的方式我们还不清楚,除非我们能够对胚胎学中生物化学和细胞的细节有更多的了解。也许体形大的鹿有超大的鹿角在行为学上的后果施加了一个选择效果,但是这种选择压力很可能会在重要性上被其他尚不知道内在胚胎学细节的选择压力所淹没。
威廉斯(Williams 1966, p.16)将异速生长用于推断导致人脑容量增加的选择压力。他提出,在这个问题上,选择的首要重点是儿童早期对于他人所传授的相当于小学水平技能和知识的可接受性。“由此导致的选择作用针对的是尽早获得语言的能力,或许就会产生一个有可能诞生达·芬奇的人群,这是一种在脑发育方面的异速生长效应。”不过威廉斯并未把异速生长视为一种对抗适应性解释的武器。有人觉得他有一点是正确的,那就是不太忠诚于他那个关于脑过度生长的理论,而更忠诚于以下这个结论性的设问句中所阐述出来的普遍性原理:“通过了解人类心智被设计出来的目的,能够极大地帮助我们理解人类的心智。对此有所期待难道不是一件合理的事情吗?”
对于异速生长所说的这些话,对于基因多效性也同样适用,也就是一个基因占据多个表型效应的现象。这是我在讨论我自己的列表之前想要排除在外的第三个关于完美化的制约。这一条在我前面引述莱特的话时已经提到过了。在此导致困扰的一个可能原因是,基因多效性在这场辩论中被双方都拿来当作武器了——如果那的确是一场真正的辩论的话。费希尔(Fisher 1930b)得出结论,一个基因的表型效应当中不可能任何一个都是中性的,所以说,一个基因的所有多效性效应都是中性的就更不可能了。另一方面,莱文廷(Lewontin 1979b)则评论说:“性状的很多改变是多效性基因行为的结果,而不是对于性状本身的选择作用的直接结果。昆虫马尔比基氏小管[11]的黄色本身不可能是自然选择的对象,因为那个颜色永远不可能被任何生物看到。而它实际上是红眼色素代谢的多效性后果,有可能是适应性的。”我对此没有什么实质性的不同意见。费希尔谈论的是对于一个基因突变的选择性效应,而莱文廷谈论的是一个表型性状的选择性效应。实际上,我之前讨论生物化学遗传学家对于中性的观点时所说的也正是这样的区分。
莱文廷对于基因多效性的观点与另一个问题有关,我应该在此先行讨论一下。这个问题是对于他所谓自然“缝线”——进化的“表型单位”的定义。有时一个基因的双重效应在理论上是无法分割的,它们是同一事物的不同侧面,正如珠穆朗玛峰曾有两个名字[12],取决于你是从哪一侧去看它。一位生物化学家眼中的携氧分子在行为学家眼中可能就是红的生物色。但是也有一种更为有趣的基因多效性,其中的两种表型效应是可以分割开来的。任何基因的表型效应(相对其等位基因而言)并不是这个基因自己的私有物,而是要在它所起作用的胚胎环境共同帮助之下才能显现。这就有了充分的机会让一个突变的表型效应被其他的效应改变,也为一些出色的思想提供了基础,比如费希尔(Fisher 1930a)关于显性进化的理论,梅达沃(Medawar 1952)和威廉斯(Williams 1957)关于衰老的理论,以及汉密尔顿(Hamilton 1967)关于Y染色体嵌入的理论。在这样的联系之下,如果一个突变有一个有利的效应和一个有害的效应,选择作用没有理由不青睐于一个改造者基因,能够把这两个表型效应剥离开来,或者减弱有害的效应,同时增强有益的效应。正如在异速生长的例子中,莱文廷对于基因行为的观点太过静态了,将多效性当作基因自己的私有物来看待,而没有把它看作基因与其可被修改的胚胎环境之间的互动的结果。
所以,我要对幼稚的适应论做出我自己的评论,列出一个对于完美化的制约条件的列表。它的大部分与已有列表是相同的,包括莱文廷和凯恩的列表,以及梅纳德·史密斯(1978b)的,奥斯特和威尔逊(1978)的,威廉斯(1966)的,库里奥(1973)的,等等。实际上,我们这些观点之间更多的是一致性,而非近来的各种评论之中所显现的争辩意味。我不应该纠结于特定的个案,除非是例证。正如凯恩和莱文廷都强调的,我们总体的兴趣不在于挑战自己的聪明才智,去为动物的某种特定的奇怪特性想象出一种可能的优势来。我们在这件事上的兴趣在于探究一个更加具有普遍性的问题:自然选择的理论能让我们去期待些什么?我的第一个对于完美化的制约是一个很明显的制约,大多数写作过适应性相关问题论文的人都对此有所提及。
时间滞后
我们今天所看到的动物很有可能是“过时的”,影响其建立过程的那些基因是在某个更早的时期为了应对与今天不同的条件而被选择出来的。梅纳德·史密斯(1976)对于这种效应给出了一种定量的测量,称为“滞后负荷”。他(1978b)引用了尼尔森的一项研究,证明塘鹅虽然正常情况下只下一个蛋,但当实验中加入额外的一个蛋时,它们仍然有相当的能力去成功地孵化两个蛋并养育这两只雏鸟。显然,对于拉克关于一窝雏鸟最优数量的假说而言,这个案例的出现有些尴尬。而拉克本人(1966)并不迟钝,想到了将“时间滞后”当作自己的出路。他提出,完全合理的一种可能性是:一窝塘鹅只有一只雏鸟的现象是在一个食物没那么充足的时期进化出现的,而至今还没有足够的时间让它们进化到去适应又一次发生了改变的条件。
对一个出了毛病的假说进行事后诸葛亮式的补救,这样的行为很容易引发别人的指责,被扣上不可证实的罪名,但是我发现这样的指责不仅仅是缺乏建设性的,简直就是虚无主义的。我们不是在国会,也不是在法庭上,不是在为达尔文主义进行辩护以获得针对反对者的辩论积分,或是站在辩论的另一方。除了少数一些真心反对达尔文主义的人以外——他们也不太可能读到这些——我们所有达尔文主义者在此所做的讨论从本质上都是为了探讨,我们应如何去说明当我们必须要解释生命的复杂性时,到底什么才是唯一有用的理论。我们所有人应该是发自内心地想要知道为什么当塘鹅明明可以下两个蛋时却只下一个,而非把这个事实仅仅当成一个争论点。拉克对于“时间滞后”假说的运用可能是事后诸葛亮,但是这仍旧是完全有可能合理的,而且也是可以被检验的。毫无疑问,如果走运的话,或许还有别的可能性也能被检验。梅纳德·史密斯的以下观点肯定是正确的:我们应该不去考虑“失败主义者”(Tinbergen,1965)以及无法检验的“自然选择又一次没把工作做完”这种解释,不能把它们当成最后的救命稻草,当成没有其他选择时的一种简单的研究策略。莱文廷(1979b)说过极为类似的话:“那么在某种意义上,生物学家被迫采用了极端适应论者的论调,因为其他的选择虽然在许多案例中无疑是可操作的,但是在特定的案例中却是无法检验的。”
回到时间滞后效应上来,由于现代人类已经急剧改变了许多动物和植物所处的环境,改变所用的时间跨度按照通常的进化标准几乎可以忽略不计,所以我们完全能够预期这样一种可能性,即过时的适应性相当常见。刺猬应对捕食者的反应是蜷成一个刺球,然而可悲的是,这种行为在机动车面前只能是螳臂当车。
外行的批评常常会提到一些现代人类行为中明显的不适应性状,比如收养或避孕,并且扔下一句质疑:“要是你能用你自私基因的理论来解释一下的话,就来解释解释吧。”显然,正如莱文廷、古尔德和其他人已经正确地强调过的那样,要是有足够的创造力的话就完全有可能像变戏法一样搞出一个“社会生物学”的解释、一个“有条理的故事”,但是我同意他们以及凯恩的意见,对于此类质疑的回答是一种无用处的练习,实际上甚至可能是有害的。收养与避孕就像阅读、数学,以及压力诱发的疾病一样,是一种动物的生活环境发生极端改变的产物,这个环境与其基因被自然选择出来的时候所面对的环境已经大不相同。质疑一个人造世界中的某种行为在适应性上的意义,这种问题压根就不应该被提出来。虽然一个傻问题只配得到一个傻答案,但是更明智的方式是根本不予回答,并解释清楚为什么不予回答。
关于这一点,我从R.D.亚历山大那里听到过一个有用的类比——飞蛾扑火,这对它们的广义适合度都是没有帮助的。但是在蜡烛被发明以前,暗夜之中小而明亮的光源要么是天体从光学意义上的无穷远处发出的光,要么就是在洞穴或其他封闭的空间中,透过小孔或缝隙射入的光线。后者立刻就让人想到了接近光源的一种生存价值,前者也暗示着一种生存价值,但是要间接得多(Fraenkel & Gunn 1940)。许多昆虫利用天体作为导向罗盘。由于这些光线来自光学上的无穷远处,所以是平行光,而一只昆虫只要与之保持一个固定的交角,比如说30º,就能够在一条直线上前进。但如果光线不是从无穷远处发出的,就不是平行光,而一只仍以这样方式行动的昆虫就会飞出一条落向光源的螺旋线(如果飞行方向是锐角的话)或是离开光源的螺旋线(如果飞行方向是钝角的话),或是沿着环形轨道绕圈(如果飞行方向恰好与光线成90º的话)。那么,昆虫在烛火上的自我牺牲行为本身就没有了生存价值,因为根据上述理论,这不过是一个副产品,源自通过“假定”无穷远的光源来保持航向的有用习性。这个建立在假设上的推断曾经是没问题的,但是现在已经有问题了,因为选择作用有可能现在仍在起作用,改变着昆虫的行为。(不过也不是必然的。为了实现必要的改进所要付出的间接成本可能超出它们所能带来的益处。那些为了分辨烛火与星光而付出成本的蛾子,就平均而言可能不如那些从未试图付出成本去分辨的蛾子成功,不过后者也接受了自焚的低风险。)
但是现在我们已经在面对一个比简单的时间滞后假说更为微妙的问题。这是之前已经提到过的一个问题,即我们应该选择把动物的什么特性看作需要得到解释的单位?如莱文廷(1979b)所说:“进化动态过程中的‘自然’缝线是什么?进化之中表型的拓扑是什么?进化的表型单位是什么?”之所以会有烛火悖论,只不过是由于我们选择去界定蛾子行为特征的方式不同。我们问的是“为什么蛾子飞向了烛火?”于是被难住了。如果我们对这种行为的界定不同,改成问“为什么蛾子要保持与光线之间的固定角度(如果光线恰好不平行的话,就会附带着导致它们以螺旋线飞向光源的习性)?”那么我们就不会被难住了。
我们可以把人类男性同性恋现象当成一个更严肃的例子。表面来看,确实有少数男人更愿意与他们同性别的人而不是异性发生性关系,这一现象的存在对于任何简单的达尔文主义理论都构成了一个问题。有作者好心寄给了我一本同性恋内部流传的小册子,它那论述式的标题总结了这个问题:“到底为什么会有同性恋?为什么进化没有在几百万年前消灭‘同性恋习性’?”不经意间,那位作者发现这个问题太重要了,它真的动摇了达尔文主义关于生命的整套认识。特里弗斯(1974),威尔逊(1975,1978),特别是温里克[13](1976)已经考虑过不同的可能性,认为同性恋行为可能在历史上的某个时期从功能上讲等同于无法生育的工蜂、工蚁,对他们来说,比个人的生育繁殖更有益处的是照顾别的亲人。我不觉得这个想法特别有可能是合理的(Ridley & Dawkins 1981),至少不会比“鬼祟男性”的假说更有合理的可能。后一种假说是,同性恋代表了一种“可供替代的男性策略”,用于获得与女性交配的机会。在一个居于统治地位的男性会保护他的配偶的社会里,一个被认为是同性恋者的男性将比众所周知的异性恋男性更有可能被居于统治地位的男性容忍,那么得益于此,低级别的男性或许就能够获得与女性秘密交媾的机会。
不过,我在此提出“鬼祟男性”的假说可不是将它当作一个有合理可能性的观点,而是为了让人印象深刻地意识到,要空想出一个此类解释是多么容易,又多么于事无补[Lewontin 1979b,莱文廷在讨论果蝇(Drosophila)表现的同性恋行为时用过同样的招数]。我想要说明的主要观点与此完全不同,也重要得多。这个观点又是与我们如何界定我们所想要解释的表型性状的特性有关的。
对于达尔文主义来说,同性恋当然是一个问题,但前提是有着基因元件来对应同性恋与异性恋个体之间的差异。由于这方面的证据还有一定的争议(Weinrich 1976),让我们暂且假设有这样的基因元件,以便我们的讨论。现在问题来了,存在一个基因元件对应于这种差异,或者用更普通说法,有一个基因(或几个基因)是为了同性恋的目的而存在的,那究竟意味着什么?这是一个基础性的老生常谈的问题,更多的在于逻辑层面而非基因层面,即一个基因的表型“效应”是一个概念,它只有在环境的影响被确定之后才能有意义,而此处的环境要理解为包含了基因组中所有的其他基因。在环境X中“为了”A的基因完全可能在环境Y中成为一个“为了”B的基因。谈论一个给定基因与环境无关的绝对化的表型效应,根本就没有意义。
即便存在这样的基因,在今天的环境之中还能产生同性恋的表型,并不意味着在另一种环境下,比如我们更新世祖先的环境,它们还会有同样的表型效应。在现代环境中对应于同性恋的基因可能是一个在更新世为了实现某些完全不同的目的的基因,所以,我们有可能在这个问题上面对着一类特殊的“时间滞后效应”。一种有可能的情况是,我们试图去解释的这种表型可能在更早期的环境中根本就不存在,虽然这个基因当时是存在的。我们在这一节一开始所讨论的普通的时间滞后效应中,考虑的环境改变表现为选择压力的改变,我们现在加上了更为微妙的一点,即环境的改变有可能改变我们想要解释的那个表型特征的本性。
历史性制约
喷气发动机取代螺旋桨发动机的原因在于,前者在多数方面都更优秀。第一台喷气发动机的设计者是从一张干净的绘图板开始设计的。想象一下,如果限制他们要从一台已经存在的螺旋桨发动机上“进化”出喷气发动机来,每次只能更换一个零件,一个螺母一个螺母地换,一个螺钉一个螺钉地换,一个铆钉一个铆钉地换,那他们会搞出一台什么东西来?照此组装出来的一台喷气发动机将肯定是一台古怪的诡异装置。几乎无法想象一架用进化的方法来设计的飞行器有可能飞离地面。然而为了完成生物学意义上的类比,我们还要再加上一条制约条件——不仅仅最终的产品要能飞离地面,过程中的每一个中间状态的产品也必须要能飞起来,而且每一个中间状态都要比它的前一个中间状态更优秀。这样来看的话,别说期待着动物能够成为完美的,我们或许都要怀疑它们身上到底有没有任何东西可以正常工作。
上面这一段让我们联想到的场景是令人难以相信的,但是动物身上有些特性还要更加令人难以相信,这些特性就像是希思·罗宾逊[14](或是古尔德文中提到的鲁布·戈德堡[15],1978)笔下的那类漫画一样。我特别喜欢的一个例子是由约翰·柯里[16]教授向我提供的,有关喉返神经。对于哺乳动物,特别是长颈鹿而言,从脑到喉的最短距离断然不会绕过主动脉[17]后侧,然而喉返神经走的就是这条路。假设曾经有一个时期,在哺乳动物的远古祖先身上,这条神经起点与终点器官之间的直接路径就是要绕过主动脉的后侧。不久之后,当脖子开始延长的时候,这条神经绕过主动脉后侧的路径也要延长,但是为了绕路而导致的每一次长度延长都只造成了微小的代价。一个重大突变或许能够彻底重新布置这条神经的路径,但是其代价就是早期胚胎发育过程中的巨大动荡。如果回到泥盆纪,能有一位先知,一位像神一样的设计师,或许能够预见到长颈鹿的出现,并且把最初的胚胎中的那条神经设计成不同的路径,但是自然选择没有这样的预见性。正如悉尼·布伦纳[18]所评论的:不可能期望自然选择在寒武纪就青睐于某些无用的突变,只因为“它们可能会在白垩纪很有用处”。
比目鱼长着一张如同出自毕加索笔下的脸,它通过一种怪诞的方式把两边的眼睛扭转到了头的同一侧,形成一种独特的样貌。这是关于完美化的历史性制约的另一个惊人的证明。这种鱼的进化过程清清楚楚地写在了它们的解剖构造之中,以至于它成了一个绝佳的例子,可以塞到原教旨主义者的喉咙里,噎得他们说不出话来。同样的话也可以用到另一个奇妙的现象上,那就是脊椎动物眼睛里的视网膜似乎都被装反了。对光线敏感的“视细胞”都在视网膜的背面,而光线必须穿过连接“电路”,遭受不可避免的衰减之后才能抵达视细胞。假设有可能写下一段很长的突变序列,最终能够让眼睛的视网膜像头足纲动物[19]那样建构在“翻过来的正确一面”上,那么这种眼睛最终会稍稍有效一些。但是在胚胎期的重大动荡意味着巨大的成本,那么与修修补补得到的毕竟用着还不错的眼睛相比,此中间态阶段的眼睛将会很难得到自然选择的青睐。皮腾德里赫[20](1958)曾经就适应性的生物组织形式评论说它们是“用替代品修修补补拼凑出来的东西,是用可以拿得到的东西拼凑出来的,而当机会来敲门的时候被自然选择后知后觉地接受了,而非先知先觉”(也可见雅各布1977年发表的论文关于“修补”的内容)。
休厄尔·莱特(1932)对此提出了一个比喻,现在已经被称为“适应性景观”,表达了与前文同样的想法,认为青睐于局部最优的选择作用阻碍了进化向着终极优化或更为整体优化的方向前进。他所强调的一个重点多多少少有些被人误解了(Wright 1980),即遗传漂变起到了一定的作用,从而让物种的种系可以从局部最优的吸引力中逃脱出来,进而实现更为接近人类所认为的“那个”最佳解决方案。有意思的是,这与莱文廷(1979b)将漂变视为“适应性之外的替代方案”恰好相反。至于在多效性的讨论中,就没有这方面的悖论。莱文廷正确的地方在于,“真实种群的有限性导致了基因频率方面的随机变化,以至于有一定的可能性让有着较低繁育适应性的基因的组合也能在种群中被固定下来”。但从另一方面来看,同样正确的是,如果局部最优已经构成了实现完美设计的一个限制,那么这种程度下的漂变就倾向于提供一条逃脱的道路(Lande 1976)。于是,讽刺的结论出现了:一个自然选择中的弱点,理论上可能会增强一个种系实现最优设计的可能性。由于缺乏远见性,真正的自然选择是一种反完美化的机制,只会在莱特的景观之中拥抱那些小山包,而实际上也的确如此。强选择作用中间穿插一些松弛的选择作用以及漂变的时期,这样的混合体可能才是穿越山谷达到高地的正确配置。显然,如果“适应论”会成为一个辩论得分点,那么辩论双方从相反方向上都有得分的机会!
我自己的体会是,在此可能蕴含着历史性制约这部分真正悖论的解决方案。喷气发动机这个类比暗示着,动物应该是在鞭策之下随便凑合出来的滑稽的庞然大物,不稳定的形体中有着修修补补的老古董所留下的奇形怪状的遗迹。我们如何才能让这合理的推测与以下事实相协调,比如非洲猎豹令人赞叹的优雅体形,雨燕在空气动力学上的优美,以及竹节虫对于欺骗性细节一丝不苟的专注?甚至还有更令人印象深刻的,那就是对于同样的问题,不同的趋同进化给出的解决方案有着细节上的一致性,例如在澳大利亚、南非,以及旧世界上,哺乳动物的辐射进化存在着多重平行性。凯恩(1964)评论道:“到目前为止,达尔文和其他一些人常常会推断认为趋同进化永远不会一致到误导我们的程度。”但是,他接下来就给出了一些称职的分类学家也看走了眼的例证。越来越多目前还被视为应该是单起源的若干生物种类,现在正被怀疑具有多个不同的起源。
引用正面或反面的例证只不过是无意义地堆砌事实,我们需要的是有建设性的工作,在进化的背景下阐明局部最优与全局最优之间的关系。我们对于自然选择本身的理解需要得到一些补充,这是一项被称为“逃脱特异化”的研究,借由它我们就能使用哈迪[21](1954)的表述了。哈迪曾经提出,幼态延续是一种对于特异化的逃脱。而在这一章中,在引述莱特的观点之后,我曾经强调了漂变在“逃脱特异化”中所扮演的角色。
在此,蝴蝶的米勒拟态或许是一个有用的案例研究。特纳[22](1977)评论道:“在美洲热带雨林里的长翅蝴蝶当中(包括绡蝶、袖蝶、斑蝶、粉蝶,以及虎蛾),有六种迥异的警示图案。虽然所有带有警示图案的蝴蝶都属于这六种拟态‘环’中的一个,但这些环却是在美洲热带雨林的栖息地中一直共存的,并且始终保持着较大的差异。……一旦两种图案之间的差异太大了,大到靠一个单点突变无法从一个图案变到另一个图案去,那么趋同进化[23]实质上就变得不可能了,于是这些拟态环就会永远共存下去。”这是唯一一个可能在基因细节上已经快要全部研究清楚的“历史性制约”案例。它或许也能为“跨越峡谷”[24]在基因细节上的研究提供一个很有价值的机会。具体到蝴蝶米勒拟态的例子上来,包括一种蝴蝶从一个拟态环中脱离,然后被另一个拟态环的“吸引力”最终“捕捉”到。虽然特纳没有在这个例子中使用漂变作为一种解释,但是他做了一个颇为诱人的暗示:“欧洲南部的九斑蛾[25](Amata phegea)……已经……把厄菲阿尔特[26]斑蛾(Zygenea ephialtes)从斑蛾、同翅目昆虫等等组成的米勒拟态环中抓了出来,而在九斑蛾生活地域之外的欧洲北部地区,厄菲阿尔特斑蛾仍然从属于斑蛾的拟态环。”
在更为普遍性的理论层面,莱文廷(1978)评论道:“即便自然选择的力量是一样的,基因可能还是常常会有几种不同的稳定平衡状态。一个种群最终在不同基因构成的空间中选择哪一个适应性的峰值,这完全取决于在选择过程一开始的偶然性事件。……比如说印度犀牛只有一只角,而非洲犀牛有两只。角是适应性的结果,是为了对抗捕食者的保护措施,但是并非独角是专门适应印度环境条件的,而两只角是适应非洲平原的。由于起始时的发育系统多多少少有些不同,这两个物种在对同样的选择压力做出响应的时候才会采用些许不同的方式。”这个观点基本上是不错的,不过最好还要补充一点,即莱文廷对于犀牛角功能的重要性有着非典型性的“适应论者”的错误认识,这对于此处的讨论并非无关紧要的问题。如果犀牛角真的是一种对抗捕食者的适应性,那实际上很难想象为什么独角在对付亚洲的捕食者时更有用,而双角在对付非洲的捕食者时更有用。然而,如果犀牛角是一种对于物种内竞争和威吓的适应性,事实似乎也的确如此,那么完全有可能一只独角犀会在一块大陆上处于劣势,而一只双角犀在另一块大陆上遭罪。只要游戏是以威吓之名继续的(或是如费希尔在很久以前教导我们的,称为性吸引),那么无论种群中大多数采取的方式是什么,只需与其一致就能具备优势。具体的威吓展示及其相关的器官可能是任意的,但是任何个体如果由于突变而偏离了已经建立起来的习惯,那就只能承受悲伤了(Maynard Smith & Parker 1976)。
可用的基因变化
无论一个潜在的选择压力有多么强大也不一定会导致进化的发生,除非具备一个基因变化让这个选择压力可以发挥作用。“因此,虽然我可以争辩说在胳膊和腿之外再拥有翅膀对于某些脊椎动物来说可能会是一种优势,但是没有什么动物进化出了第三对附肢,大概是因为从来没有可用的基因变化。”(Lewontin 1979b)人们有理由不同意这样的观点,比如说,猪没有翅膀的唯一原因是选择作用从未青睐过这样的进化。当然了,我们在做如下这种建立在以人类为中心的常识基础上的假设时必须要特别小心:对于任何动物而言,长一对翅膀显然挺有用,即便不怎么经常会用到也是如此,所以在一个给定的种系中没有出现翅膀时,原因一定在于缺乏可用的突变。雌性蚂蚁如果恰好被培养为蚁后的话,就会长出翅膀来,但如果被培养成工蚁,它们就不会展现出生长翅膀这种能力来。更为惊人的是,很多昆虫物种的皇后都只会使用一次自己的翅膀,就是在婚飞中,然后就会采取极端的措施,把翅膀从根部咬断或折断,为它们在地下的余生做好准备。这证明,翅膀有成本,也有收益。
查尔斯·达尔文思想的精妙在他的一段讨论中有着令人印象极为深刻的展现,这段讨论是有关于海岛昆虫的无翅性与有翅成本。他的讨论与我们此处的内容相关的一个观点是,有翅的昆虫或许会有被吹到海上去的风险,于是达尔文(1859,第177页)提出,这就是为什么许多岛屿上的昆虫都有着缩小的翅膀。但是,他也注意到有一些岛屿昆虫却与无翅背道而驰,反而有着超大号的翅膀。
这与自然选择的作用是相当协调的。因为当一只新的昆虫来到岛屿上的时候,自然选择会让翅膀变大还是变小,这取决于能否有更多的个体在与海风的对抗中成功存活下去,或是通过放弃对抗海风,同时以很少甚至不再飞翔的代价存活下去。这就好像在海岸附近遭遇海难的船员所面临的情况一样:对于很会游泳的船员来说,如果他们有能力游得更远一些,那一定会更好;对于不太会游泳的船员来说,如果他们根本就游不了泳,只能困在遇险船只上,也算是好一些的结果。
虽然几乎可以听到人们齐声低吼“根本证明不了!同义反复[27]!只是有条理的故事而已!”但是也很难找到更为干净利落的进化推导过程了。
回到猪是否曾经有可能进化出翅膀这个问题上来,莱文廷无疑正确的一点是,对于适应性感兴趣的生物学家没有余地去忽略突变性变化的可用性这个问题。诚然,事实是我们中的许多人虽然没有梅纳德·史密斯和莱文廷的那些关于遗传学的权威性知识,但与梅纳德·史密斯一样倾向于假设“某种适当类型的基因变化通常是会存在的”。梅纳德·史密斯做此假设的基础在于“除了个别的特例以外,人工选择总被证明是有效的,无论被选择物种是什么,被选择的性状是什么”。为梅纳德·史密斯所彻底接受的一个众所周知的案例是费希尔(1930a)关于性别比例的理论,而这样的案例中似乎常常缺乏最优理论所需要的基因变化。养牛者要培育出高产奶量的、高产肉量的、体形大的、体形小的、无角的、抵抗不同疾病的,以及凶猛的头牛种系,这都是毫无问题的。对于乳品业来说,要是还能培育出有着性别偏差,雌性牛犊比雄性牛犊多的种系,那显然会有巨大的好处。所有就此进行的尝试无一例外都失败了,显然是因为所需要的基因变化并不存在。我知道这个现象时相当吃惊,甚至有些担忧。这大概反映了我自己的生物学直觉已经被误导到了什么程度。我更愿意把这种情况视为一个例外,但是莱文廷认为我们需要更多地去关注可用基因变化造成的限制问题,而这一点当然是对的。从这个观点来看,把人工选择作用在许多不同性状上时所遭遇的顺从或反抗的情况汇编到一起,那一定会很有意思。
与此同时,还是有一些常识性的东西可以说一说的。首先,利用可用突变的缺乏来解释某种动物为什么没有我们认为合理的某种适应性,这是合理的。但是这种讨论不能反其道而行之,例如,我们或许确实认为猪要是有翅膀的话会更好,并且认为它们没有翅膀只是因为它们的祖先从未产生过必要的突变。但是如果我们看到一种动物有一个的器官,或者有一个复杂而耗时的行为模式,我们似乎会有强烈的理由去猜测这复杂度必定是由自然选择组装出来的。像我们已经讨论过的蜜蜂的舞蹈,或是鸟类“蓄蚁[28]”,竹节虫“摇动[29]”,鸥类移除蛋壳等习性,都是消耗时间、消耗能量的,而且颇为复杂。可行的假说认为它们必定有着达尔文主义的生存价值,这样的假说是极其有力的。在少数案例中,事实证明的确有可能找到其生存价值(Tinbergen,1963)。
第二个常识性的论点是,“没有可用的突变”这一假说在以下情况下会失去说服力,即当该物种的一个亲缘物种,或是该物种自身处于不同的环境中时,表现出了能够产生必需的基因变化的能力。我会在后面介绍一个案例,案例中一种叫平原爱沙蜂(Ammophila campestris)的掘土蜂的已知能力被用于阐明其亲缘物种大金掘土蜂(Sphex ichneumoneus)类似能力的缺乏。同样的讨论如果更精细的话,就可以用于任何一个物种身上。例如梅纳德·史密斯(1977,也可参见Daly 1979)就总结出了一篇论文,提出了一个很欢乐的问题:为什么雄性哺乳动物不分泌乳汁?我们不必去了解他为什么认为雄性哺乳动物应该有此功能的细节,他有可能是错的,他的模型也有可能建错了,这个问题的真正答案可能只不过是雄性哺乳动物这样做的话没有回报。但这里的关键在于,这个问题与“为什么猪没有翅膀?”不属于同一类问题。我们知道雄性哺乳动物具备分泌乳汁所需要的全部基因,因为一个雌性哺乳动物的全部基因是从雄性祖先那里继承来的,也有可能再传给雄性的后代。基因上是雄性的哺乳动物通过激素处理实际上也能发育成为分泌乳汁的雌性。这就让下面这个论述不太可能成立了:从突变的角度来讲,雄性哺乳动物不分泌乳汁的原因只是在于它们从没“想过要去那么做”。(实际上,我打赌我能够培育出一个能够自发分泌乳汁的雄性品种,只要选择那些对于逐渐减少的激素注射有着越来越强的敏感性的个体就行。这将是对于鲍德温/沃丁顿效应的一次有趣实践。)
第三个常识性的论点是,如果我们所假定的基因变化主要是一个已经存在的变化的简单数量性扩展,这比一种激进的创新要更有可能成真。假定一只突变的猪有翅膀的残留物不太可能成立,但是如果假定一只突变的猪比现在的猪有着更卷曲的尾巴,这就不是什么不可能成立的事情了。我曾经在别的文章中详细说明过这个问题(Dawkins 1980)。
无论如何,我们需要一种更精巧的方式来处理这样一个问题:可突变程度上的差异化对进化带来的冲击到底是什么?对于一个给定的选择压力,到底有或没有可用的基因变化来做出回应。这样一个非此即彼的提问方式是不够好的,正如莱文廷(1979a)所做的正确表述:“不仅仅适应性进化的质的改变的可能性受到了可用基因变化的制约,而且不同性状进化的相对速率也与各自基因变化的数量成正比。”我认为这一观点与前一节中所讨论的历史性制约结合在一起,就为我们的想法开启了一个重要的方向。这个观点可以用一个相当有意思的例子加以阐明。
鸟类用羽毛做的翅膀飞翔,蝙蝠用成片的皮肤做的翅膀飞翔。为什么它们不用同样的方式来生成翅膀呢?哪种方式是“最优的”?一名坚定的适应论者可能会回应说:鸟类必然是用羽毛更好,而蝙蝠用翼膜更好。一名适应论的极端反对者可能会说:对于鸟类和蝙蝠来说,很有可能羽毛的确都是比翼膜更好的,但是蝙蝠从未如此幸运,能够产生正确的突变。但是,还有一种介于两者之间的观点,我发现它比两种极端的观点更有说服力。让我们姑且向适应论者做出让步,承认如果有足够长的时间,蝙蝠的祖先可能也能够产生一系列的基因突变,足以让它们生出羽毛来。这句话的关键之处在于“有足够长的时间”。我们不是在不可能和可能的突变变化中做一个有或无的区分,而只不过是表述一个不可否认的事实:有些突变就数量而言比其他的突变更有可能发生。在这个例子中,哺乳动物的祖先或许已经同时产生了初级羽毛的突变和初级翼膜的突变。但是羽毛雏形的突变体(它们可能必须要经过尺寸较小的中间阶段)要显现出飞行的效应来会比较慢,翼膜的突变体则会相对快一些,于是翼膜翅膀早早就出现了,导致进化最终出现了蝙蝠那种还算有效的翅膀。
这里体现的普遍性的观点与在适应性景观里已经论述过的很接近。在那个讨论中,我们考虑的问题是:选择作用阻止了种系从局部最优的魔爪中逃脱出来。而在此,我们让一个种系面临着两条可选的进化路径,比如说一条导向羽毛翅膀,另一条导向翼膜翅膀。带羽毛的设计可能不仅仅是全局最优的方案,而且也是目前的局部最优方案。也就是说,这个种系可能恰好就坐在休厄尔·莱特那幅景观中羽毛之峰的山坡下,只要取得必要的突变,它就将轻松爬上山。最终,根据这个有意思的寓言故事,这些突变可能已经出现了,但是也已经晚了——而这才是重点所在。翼膜突变来得比它们更早,而这个种系已经在翼膜适应性的斜坡上向上爬太久了,已经无法回头了。就像河流选择阻力最小的下山路线,因此总是蜿蜒流向大海,但绝对不会走一条直线,一个种系也是如此,其进化的历程总是根据任何一个给定时刻可用的基因变化来选择出某种效应来。一旦一个种系已经开始在一个给定的方向上进化,这本身可能就会关闭此前其他可用的选项,截断了去往全局最优的可能路径。我想要说明的是,缺乏可用的基因变化并不一定要到非常绝对的程度,才会成为完美化的重要制约,只需要数量上的一点阻碍就能产生显著的性质上的效应。那么,我在精神上对于古尔德和凯洛威(Gould & Calloway 1980)以下的表述是赞同的,他们引用了弗尔迈伊[30](Vermeij 1973)一篇令人极其兴奋的关于形态多能性的数学研究论文,称:“有些形态能够被扭曲、弯折,并用不同的方式加以替换,另一些形态则不可能。”不过我更愿意弱化这个“不可能”,把它表述为一种定量的制约,而非绝对性的壁垒。
麦基奇(McCleery 1978)在用令人愉悦的通俗易懂的方式介绍麦法兰(McFarland)学派的动物行为最优性理论时,提到了司马贺[31]关于“满足最低需求”[32]的概念可以作为优化方案的一种替代方案。如果优化系统的重点在于最大化某件事情,那么满足最低需求的系统只需做够即可。在我们这里,做够意味着做到足够活下去。对于这种“足够性”的概念,麦基奇仅满足于抱怨它并没有产生太多实验性的工作成果。我认为进化论令我们得以对此持更为负面的先验[33]性观点。活着的生命被选择出来,并不只是单纯因为其能够存活的能力,它们是在与其他活着的生命进行的竞争之中存活下来的。作为一个概念,“满足最低需求”的问题在于它完全把竞争因素给排除在外了,而这个因素对于所有生命都是基础性的。用戈尔·维达尔(Gore Vidal)话来说:“成功尚不足够,必要他人失败才可。”
另一方面,“优化”又是一个不走运的词,因为它暗示其实现了工程师眼中的一种总体上的最优设计。它倾向于无视关于完美化的制约,而这正是本章的主题。从很多角度来讲,“改善化”这个词都表达了一种合理的中间路线,介于优化与满足最低需求之间。在此,优化意味着最好,改善意味着更好。在前文中,关于历史性制约,关于莱特的适应性景观,关于河流沿着最小阻力的路线前进,我们所考虑的那些论点都与一个事实有关,那就是自然选择总是在当前可用的选项中挑选更好的那一个。大自然不具备那样的远见,能够把一系列的突变组合在一起,让一个种系走上通往终极全局最优之路——哪怕它们可能会导致暂时的缺点。大自然无法克制自己不去青睐那些当前能够带来小小优势的可用突变,哪怕能够在以后才会出现的最优突变中获得更大的好处也是如此。就像一条河流,自然选择沿着遭遇最小阻碍的立即可选的连续路线来盲目地改善它向下流的路径。可以想象,由此得到的动物不是最完美的设计,甚至只是勉强度日而已。它是一系列历史改变的产物,每一次改变最多也就是代表着当时恰好是更好的那一个可选项。
成本与材料的制约
“如果对于可能性没有任何制约,那么最好的表型就将永远生存下去,对于捕食者而言将会是不可战胜的,在生育方面将会以无限的速率产卵,等等。”(Maynard Smith 1978b)“一位工程师面前的绘图板上如果放着一张白纸,那么他可能会为鸟类设计出一副‘理想的’翅膀,但是他会要求知道自己必须要在什么样的制约下工作。他是否被限制只能用羽毛和骨头?或者他是否可以用钛合金来设计骨架?他被允许在翅膀上花费多少成本?可用的经济投资中有多少必须被花到其他事情上,比如产卵?”(Dawkins & Brockmann 1980)在实际情况下,一位工程师通常会得到一份对于性能最低要求的明确指标,比如“这座桥必须能够承受10吨的负荷。……机翼在比最糟糕的湍流还要严重两倍的气流中也必须不被折断。现在去做你的设计吧,要尽可能节省。”最好的设计是以最低的成本满足指标要求(“满足最低需求”)的方案。任何设计如果能够获得比指定的标准还要“更好”的性能,那它很有可能会被退回,因为那就说明这个指定的标准有可能会以更低的成本来达到。
特定的指标规格是一种没理由的工作标准。安全裕量为什么是可能出现的最糟条件的三倍?这里面没什么神奇的原理。军用飞机的设计可能会比民用飞机有着更为冒险的安全裕量。事实上,工程师需要优化的事项能够汇总成对于一系列问题的金钱化衡量,包括人身安全、速度、便利性、大气污染等等,对每一个项目投放的资金量都要做出判断,也常常意味着争论。
在动物和植物的进化设计方面,没有判断,也没有争论,唯有这场演出的人类观察者们会争吵不休。不过,自然选择也必须要有在某种程度上与这些判断相等价的东西:被捕食的风险必须要相对饿肚子的风险以及与额外一个雌性交配的益处来权衡。对于一只鸟来说,用于制造振翅所需的胸肌的资源,也可能本可花在制造蛋上。无论过去还是现在,一个加大的脑都会让行为调控变得更为精细,以应对环境的细微改变,但是付出的代价就是在身体前端增加额外的重量,结果必然需要一条更大的尾巴来保持空气动力学的平衡,结果又……有翼的蚜虫不如同一物种中无翼的蚜虫多产(语出肯尼迪[34]与我的私人通信)。每一种进化的适应性都要有其成本,成本可以体现为失去了完成其他事情的机会。这一点的正确性就如同一句传统的经济学至理名言一样:“天下没有免费的午餐。”
生物学货币的转化就是以某种像“生殖等价物”一样的通用货币来评估振翅肌肉、歌唱时间、对捕食者的警惕时间等问题的成本。当然,研究这种转化的数学问题可能会是非常复杂的学问。尽管一个工程师所面临的数学问题可以被简化(只要满足了那个无理由选定的最低阈值即可),但是生物学家却没有可能这么轻松。有极少数生物学家试图去努力解决此类问题的细枝末节(例如Oster & Wilson 1978;McFarland &Houston 1981),他们应该得到我们的同情与赞赏。
另一方面,虽然这其中的数学问题是令人望而却步的,但我们并不需要数学就能推导出最重要的一点:任何对于生物优化的观点,如果否认了成本以及交易的存在,那就必然是错的。一名适应论者只看到了一种动物的身体或是行为的一个方面,比如只看到了翅膀的空气动力学性能,却忘记了翅膀的效率只有通过成本才能换取,而这个成本只有在这种动物的经济的其他某个方面才能感受得到。显然,这样的认识理应受到批评。不得不承认,我们之中有太多人虽然从未实际否认过成本的重要性,却忘记了提及它们,或许甚至还忘了在我们讨论生物功能的时候考虑这些因素。这可能已经招致了一些针对我们的批评。在前面的一节中,我引用了皮腾德里赫的评论,称靠适应性形成的组织体系是“用替代品修修补补拼凑出来的东西”。我们一定也不要忘了,那还是一次又一次妥协之后的玩意儿(Tinbergen 1965)。
理论上讲,以下过程会是非常有价值、有启发性的:首先假设一种动物要在一组给定的制约条件下优化某样特性,然后努力去搞明白这些制约条件分别是什么。这是麦法兰和他的同事所称的“逆向最优”方法的一个受限制的版本(例如McCleery 1978)。作为一个案例研究,我应该花些工夫来说说我恰好熟悉的例子。
道金斯和布洛克曼(1980)发现,布洛克曼研究的一种叫作大金掘土蜂的黄蜂有一种行为,连最幼稚的人类经济学家也可能会因此批评它是不适应环境的。掘土蜂个体似乎会犯一种“协和式谬误”,即对于一种资源价值的评估取决于它们已经在上面花了多少成本,而非它们未来能从其中得到多少。简要来说,有如下证据。独居的雌性掘土蜂用螫针挖掘好洞穴,再捕捉蝈蝈使其瘫痪,当作自己幼虫的食物。偶尔,两只雌性会发现它们正在用同一个洞穴做准备,她们通常会打一架来决定洞的归属。每一场战斗都要进行到失败者逃离这个区域,留下获胜者控制着洞穴,并占有双方所抓获的所有蝈蝈为止。我们定义一个洞穴的“真实价值”在于其中所含有的蝈蝈的数量。两只掘土蜂对于这个洞穴各自所做的“前期投资”以其放进去的蝈蝈的数量来做度量。证据表明,每只掘土蜂在一场战斗中持续的时间与其所做的投资成正比,而不是与这个洞的“真实价值”成正比。
这样的对策在人类心理学上也有很明显的体现。我们也是倾向于为了自己通过巨大努力才收获的私有物进行坚决的斗争。这一谬误的名字来源于一个真实的事件。每当有一个头脑清醒的关照未来前景的经济学家劝告人们放弃对于协和式超音速客机的开发时,一种支持这个完成了一半的项目继续下去的声音就会通过回顾的方式争辩说:“我们已经在这上面花了这么多钱,现在已经无路可退了。”一种更常见的支持继续打仗的争辩给了这个谬误另一个名字——“我们的孩子不应该死得毫无价值”之谬误。
当布洛克曼博士和我第一次意识到掘土蜂有着类似的行为方式的时候,我必须要坦诚,当时自己有一些不安,可能是因为我自己在过去的一些“投资”努力(Dawkins & Carlisle 1976;Dawkins 1976a)就是为了说服我的同事们相信一件事:心理学上表现出来的协和式谬误本身就是一个谬误!但是接下来,我们就开始更严肃地思考成本制约的问题。如果考虑成本制约的话,这种看似不适应的行为是否就可以成为一种优化从而得到更好的解释呢?于是问题变成了:是否有一种制约能够让掘土蜂的协和式行为成为它们在这种制约之下所能达到的最佳选择?
事实上,当时面对的问题远比这个还要复杂,因为还有必要将简单的最优性概念替换成梅纳德·史密斯的进化稳定策略概念,但是原则仍然是:采用逆向最优性方法可能还是有启发性价值的。如果我们能够证明一种动物的行为是一个优化体系在制约条件X下工作时所能产生的,可能我们就能用这种方法来了解动物实际上必须遵从的这种制约了。
在当前这个案例中,似乎相关的制约条件只有一个——感官能力。如果掘土蜂出于某种原因并不能数清楚洞穴里的蝈蝈数量,但是能够在某些方面给它们自己的捕猎努力进行计数,那么两个竞争对手就有了信息不对等的情况。每一只都只“知道”洞穴里至少包含有b只蝈蝈,其中b是它自己已经捕捉到的数量。它可能会“估计”洞里的实际数目要比b多,但是它并不知道具体多了多少。在这样的条件下,格拉芬证明可期待的ESS大概近似于最初由毕晓普[35]和坎宁斯[36](1978)计算得到的那个所谓的“全面化的消耗战”。这里面的数学细节可以放到一边,就我们目前讨论的目的来说,关键在于一个扩展的消耗战模型所估计的行为,看起来将会非常像掘土蜂实际展示出来的协和式行为。
如果我们对于检验“动物会优化”这样一个普遍性的假说感兴趣,那么上述这种事后诸葛亮的推理就很值得怀疑了。通过对假说细节方面的事后修正,一个人总能找到一个与事实相符合的假说版本。梅纳德·史密斯(1978)对于这类批评的回应就与此有关:“在测试一个模型时,我们不是在测试‘大自然会优化’这样一个普遍性的观点,而是关于制约条件、优化标准,以及遗传性的特定假说。”在当前这个案例中,我们要做一个普遍性的假设,即大自然的确在制约之下优化,并且对于那些可能的制约条件的相应的特定模型进行测试。
之前提出的具体的制约条件是,掘土蜂的感官系统没有能力评估洞穴内所容纳的物品。这一点与同一种群的其他独立研究所呈现的证据是一致的(Brockmann,Grafen & Dawkins 1979;Brockmann & Dawkins 1979)。不过也没有理由将之视为一个永远不变、不可反转的固定限制。可能掘土蜂能够进化出来评估巢内所含物品的能力,但是需要付出成本。人们长久以来就知道与大金掘土蜂有亲缘关系的平原爱沙蜂有能力每天对它们的每个巢穴的内含物都做出评估(Baerends 1941)。大金掘土蜂每次只准备一个洞穴,产一枚卵,然后用土壤把洞填好,让幼虫自己去吃洞里准备好的食物。与之不同的是,平原爱沙蜂是一种渐次式的积累者,同时为多个洞穴做准备。一只雌虫要同时照顾两到三只成长中的幼虫,每一只都处于一个彼此分开的洞穴中。它的几只不同幼虫的年龄是错开的,对于食物的需求也是不同的。每天早上,它要在一次特别的“巡视”中查看每个洞穴目前的存货。通过在实验中人为改变洞穴里的存货,巴兰兹[37]的研究表明雌虫会就此调整它一整天为每个洞穴补充食物的量,以应对它在早间巡查中发现的情况。尽管这种补充的行为要持续一整天,但是洞穴中的食物在一天中其他时间内的改变则对雌虫的行为没有影响。所以,雌虫在使用它的评估技能时似乎很吝啬,在早间巡查之后的其他时间里就把这技能给关上了,几乎就像是使用着一台价值不菲又非常耗能的设备。可能与这个有意思的类比一样,这种评估技能无论具体是什么,都有可能需要一定的间接运营成本,即便(据巴兰兹,私人通信)那只涉及了时间方面的消耗而已。
大金掘土蜂不是一种渐次积累者,倾向于一次准备一个洞穴的食物,那么它似乎应该比平原爱沙蜂要有着更少的洞穴评估需要。如果不去试图搞清楚洞穴里食物的数量,它不仅能节省一些运营成本——平原爱沙蜂似乎需要非常小心去分配这样的运营成本,还能把自己从最初的制造成本中解脱出来,不用去制造那些必要的神经和感官器件。或许,它能够从具备评估洞穴内含物的能力中获得一些微小的优势,但是只有在一种相对罕见的情况下才有用,那就是当它发现自己要与另一只掘土蜂竞争一个洞穴时。很容易想明白的就是,这个成本要大过收益,而选择作用也因此从未青睐过评估器官的进化。我认为,相对于“必要的突变变化从未出现”这样的假说,上面这个假说要更有建设性,也更为有趣。当然,我们得承认,前一类假说也有可能是真实情况,但是我更愿意只把它当成最后的救命稻草。
在一个层次上由于另一个层次的选择作用所造成的不完美
这本书所要解决的一个主要问题就是自然选择究竟在哪个层次上发挥作用。选择作用在生物群体的层次上时我们所应看到的适应性,会与选择作用在生物个体的层次上时我们所期待看到的适应性存在相当的差异。由此就可以得出结论,一名个体选择论者视为适应性的东西,可能在另一名类群选择论者看来不完美。这就是我认为古尔德和莱文廷(1979)的下述观点不太公平的主要原因:他们把现代适应论与霍尔丹用伏尔泰笔下的潘格罗士博士[38]命名的幼稚的完美论画上了等号。由于不认同存在对完美化的制约条件,一名适应论者便有了资本去相信一种生物的所有方面都是“通过适应而产生的对于问题的最优解决方案”,或者“对于一种生物在其环境中所做的事情,实际上不可能有谁会做得比它更好”。然而这样一名适应论者会极其在意他所使用的像“最优”和“更好”这样的词汇的含义。实际上有许多种类的适应性解释,的确也有潘格罗士式的,而像大多数类群选择论的适应性已经被现代适应论者彻底抛弃了。
对于潘格罗士论者来说,证明某事是“有益的”(到底对谁或对什么有益却常常未加指明)就是对其存在性的充分解释。而另一方面,新达尔文主义的适应论者坚持要搞清楚选择进程的确切本质——如果它能导致进化出一种推定的适应性的话,尤其是,他会坚持用精确的语言来说明自然选择应该起作用的层次是什么。潘格罗士论者看到一种一比一的性别比例时,会认为这很好,因为这难道不是对于种群资源浪费的最小化吗?新达尔文主义的适应论者则会从细节上去考虑基因的命运(这些基因在父代身上发挥的作用导致了它们后代的性别比例的偏差),并且会去计算这个种群的进化稳定状态(Fisher 1930a)。潘格罗士理论在一夫多妻制的种群中就不再那么融洽了,在这样的种群中,雄性中的一小部分掌管着“后宫佳丽”,而其他的雄性只能坐在一群单身汉中间,消耗着整个种群几乎一半的食物资源,然而却对种群的繁衍根本做不出任何贡献。新达尔文主义的适应论者自有他的办法来跨过这道难题。这个系统的效率可能从种群的角度来看有着丑陋的低效率,但是从影响性状的基因的角度来看则是和谐融洽的,没有什么突变体可以在这件事上做得更好了。我的观点则是,新达尔文主义的适应论并非全能的、全面的信仰,并非对于所有问题都是最佳的解释,它只是把易于发生在潘格罗士理论中的大多数适应性解释都排除掉了。
若干年以前,一位同行收到了一位想要读研究生的学生发来的申请,希望能够从事适应性方面的研究。这名学生是作为有神论者成长起来的,当时并不相信进化论。不过他相信适应性,但认为适应性是由上帝设计的,设计目的是为了将益处给予……啊,说不出来了,不过这恰恰就是问题所在!或许人们会认为,这个学生相信适应性是由自然选择的还是由上帝产生的无关紧要,毕竟无论是因为自然选择,还是因为上帝,反正适应性都是“有益的”,难道就不能招收一位有能力的有神论学生来探索生物从中受益的具体方式吗?对此,我的观点是否定的,因为在生命的层级体系中,对于一个实体有益的事情可能对于另一个实体来说是有害的,而创造论没有给我们任何基础让我们可以去假设一个实体会愿意让另一个实体得到繁荣。顺带一说,这位有神论的学生可能会在工作时突然停下来,奇怪上帝为什么花了很大的力气来为捕食者提供优美的适应性以捕捉猎物的同时,还要在另一方面给猎物以优美的适应性来妨碍捕猎行为。或许上帝就是喜欢观看这样的竞赛。回到主题上来,如果适应性是由上帝设计的,他可能是为了让动物个体受益(它的存活或是广义适合度,当然这两者不是一码事)而进行设计的,也可能是为了让物种受益,甚至让其他物种,比如让人类受益(有神论者常见的观点),还可能是为了让“大自然的平衡”受益,或是其他某些只有他自己才清楚的神秘莫测的目的。以上这些目的常常是互不相容的,互为替代关系的。所以适应性究竟对谁有益,这真的是一个至关紧要的问题。那些多配制的哺乳动物中的性别比例偏差现象,在一些特定的假说中是无法解释的,而在另一些假说中可能很好解释。一位适应论者如果在对于自然选择的基因理论有着恰当理解的框架之下工作,那么对于潘格罗士论者或许会认可的可能的功能方面的假说,这位适应论者只会赞同其中非常有限的一部分。
本书所要传达的一个主要信息是,出于许多目的,最好不要把选择发挥作用的层次认定为生物个体或是群体,或是任何更大的单位,而要选择基因,或是更小的基因片段。这个困难的话题要在后面的章节中进行讨论。在此,只要知道以下这一点就足够了,即在基因层次上的选择,能够产生在个体层次上明显的不完美。一个经典的例子是杂合体优势现象。哪怕一个基因在纯合体中会显示有害的效应,它在杂合体中由于有益的效应也肯定会被选择。作为结果,种群中的生物个体就会有一个可以预测出来的比例,必然会带着纯合体所造成的缺陷。普遍性的关键之处就在于此。在一个有性的种群中,生物个体的基因组是种群中所有基因几乎随机组合的产物。基因相对于其等位基因而接受选择,标准就是基因的表型。基因分布在种群之中的个体的身体里,遍布整个种群,传了一代又一代,而所有个体中的基因也因此被平均化。一个给定基因所具有的效应通常取决于与它共享身体的其他一些基因——杂合体优势只不过是这之中的一个特例。要选择好的基因,那么群体中存在一定比例的糟糕个体似乎是一个几乎无可避免的结果,这里的“好”指的是一个基因在统计学的身体样本中的平均效应,而这个好的基因在这些身体样本中取代了其他的基因。
只要我们还接受孟德尔式的随机重组作为给定和不可避免的条件,那么上述结果也将是必然的。威廉斯(1979)无法找到证据来证明性别比例是适应性进行精心调制的结果,他对此感到很失望,得出了一个很有洞察力的观点:
性别只是后代身上许许多多似乎由父母来控制的适应性中的一员。比如说,在受到镰状细胞贫血影响的人类群体中,一个杂合体女性的带有显性A基因的卵子如果能够由带有隐性a基因的精子授精,或者反之,都会是有益处的,甚至终止纯合体胚胎的妊娠也是有益的。然而如果配偶也是杂合体,那么她就肯定要来一场孟德尔式的抽奖,即便这将意味着她一半的孩子会有显著降低的适应性。……在进化之中真正基础的问题可能只有在下述情况下才是可以回答的,那就是把每一个基因都视为与其他每一个基因有着终极的冲突性,甚至是同一个细胞里其他位点上的那些基因。对于自然选择,一个真正合理的理论最终必定还是基于自私的复制单元、基因,以及所有其他有能力偏差性地积累不同的变化形式的实体。
阿门!
由环境的不可预测性或“恶意性”造成的错误
无论一种动物对环境适应得多么好,这些环境条件也必须要看作一种统计意义上的平均水平。我们通常不可能在细节上应对每一个可以想象得到的意外事故,于是任何给定的动物将会因此常常被观察到犯下了“错误”——很容易就是致命的错误。这与已经提到的时间滞后问题不是一回事。时间滞后问题的出现是因为环境统计学特性的不固定性:现在的平均条件与动物的祖先所经历的平均条件是不同的。而这里要说的问题更加无可避免。现代的动物可能是生活在与祖先相一致的平均条件之下,但是两者面对的环境中每时每刻可能发生的事情在每一天中也是不同的,这些情况太复杂了,不可能进行精确的预测。
这种错误尤其是在行为方面常常会见到。一种动物更为静态的那些特性,比如它的解剖结构,显然是对长期平均条件适应的结果。一个动物个体的体形要么大,要么小,即便有需求也不可能眨眼间就发生改变。行为作为一种快速的肌肉运动,是动物全套适应性本领中的一部分,专门与高速调节有关。动物可以时而在这儿,时而在那儿,一会上树,一会入地,快速响应环境中的意外情况。这类意外情况的数量如果以其细节来界定,将会像国际象棋棋局数量一样,实际上是无穷的。就像下国际象棋的计算机(以及棋手)学会了把棋局分成一些具有普遍性的局面分类,那么这个数字就成为可以处理得了的数目了,那么一名适应论者所能期望的最佳结果就是:一种动物已经被编制好了程序,面对普遍性的意外情况的分类,相应地执行合适的行为,而这个数字将是一个可以处理得了的数目。实际的意外情况只能与这些普遍性的分类大致吻合,因此一定会有明显的错误发生。
我们看到的上树的动物,可能是来自一个很久以前的树居祖先的种系。那些祖先经历自然选择时所爬的那些树总体来说与今天的树差不多是一样的,那么那些当时有用的普遍性行为准则,比如“永远不要去一根太细的树枝上”仍然是有效的。但是任何单独一棵树在细节上必然与另一棵树不同。树叶的位置稍有不同,树枝折断的应力只能从其直径上做一个大致的预测,诸如此类。无论我们在信仰上是多么坚定的适应论者,我们只能期望动物是统计平均意义上的优化者,永远不可能对所有细节做出完美的预计与准备。
到此为止,我们已经考虑了环境在统计学意义上的复杂性,并因此而难于预测。我们还没有考虑它从动物的角度来看所具有的主动性的恶意。当猴子们在粗壮的树枝上胡闹的时候,树枝当然不可能突然显露出蓄意的恶意。但是“粗壮的树枝”也可能其实是一条伪装的巨蟒,那么我们的猴子所犯的最后一个错误就不是意外了,而是在某种意义上成为蓄意设计好的“阴谋”。猴子所处的部分环境是死的,或者至少对于猴子是否存在没什么区别,而猴子的错误就可以被归因于统计学上的不可预测性。但是环境的另一部分由活的东西构成,它们自己也适应了从猴子的牺牲中获取利益。猴子所处环境的这一部分就可以被称为有恶意的。
恶意环境造成的影响本身可能是难以预测的,其原因与前面一样,但是它们还引入了额外的危险,让受害者有更多的机会犯下“错误”。一只知更鸟喂养其巢中的杜鹃时就犯下了错误,这个错误从某种意义上大概可以说是一个不适应的错误。这并非如同环境中的非恶意部分在统计上的不可预测性所导致的那种孤立的、不可预知的事件,这是一种反复出现的错误,折磨着一代又一代的知更鸟,甚至在同一只知更鸟的生命中会发生好几次。这类案例总是让我们感到奇怪,为什么这些生物在进化的时间尺度上仍旧顺从于这些有悖于它们最佳利益的操控?为什么选择作用不干脆抹除掉知更鸟易受杜鹃欺骗的特性?我相信,这类问题以及其他许许多多问题终有一天将会成为基础,从中产生出生物学的一个新的分支——专门研究操控、军备竞赛,以及表型的科学。
发表回复