遥想当年池塘中

  
            文/黄力夫   
  

达尔文进化论里最大的一个假设,就是进化是随机的。但是,在地球短短的40几亿年的历史中,能随机产生这麽复杂的进化吗?我们来看一个简单的例子:

活不下去的细菌

设想在地球某地方有一个火山。火山附近有个小池塘,池塘里有一些很简单的像细菌一样的单细胞生物,一直在随机地突变。有一天,火山突然爆发,池塘的温度一下升高了摄氏40度。请问,在这个筛选的机会中,池塘里的细菌,存活的机率有多大?

我们知道,高温导致细胞死亡的原因,是因为生物体的蛋白质会变性。蛋白质是一个氨基酸所组成的高分子,它在细胞里存在的状态不是一条直线,而是缠起来像个毛线团。这个毛线团看起来很混乱,但是它的三度空间结构是非常必要的,决定了这个蛋白的活性。

高温加热的结果,这毛线团就散开了。散开的毛线团是没有活性的。要这个毛线团在高温下不散开,在原来没有化学键的地方,就必须要产生一个新的化学键。这就一定要有基因上相应的序列改变,也就是生物学家所谓的突变。

现代生物学告诉我们,基因上任何一个部位发生随机突变的或然率,是非常低的,是10的负8次方。因此如果我们要得到一个突变种,不加紫外光或促进突变的化学药品,想拿到一个突变种的可能性就非常非常小。要是在如达尔文所说的,完全没有外力影响之下进行自然突变,机率是非常低的。

而且,就算是能产生突变,也不够﹐还得在重要的部位产生突变。比如在重要的部位产生一个二硫键,才能够使毛线团在高温的时候,不会散开。假如这个二硫键产生的位置不对,温度升高的时候,它还是要散开的。那麽,这种机会有多大呢?大概是10的负2到10的负4次方这个范围。

就算是变在了正确的部位,但每一个部位,至少有20个氨基酸的选择,所以要变到刚好能够产生一个二硫键的机会,只有10的负4到10的负5次方。

就算是已经变出了这样一个蛋白,能够在高温不变性,但最简单的生物体,其细胞里,都有上千种的蛋白,光一个蛋白能够在高温不变性,其它蛋白却都变性的话,这个细胞还是要死亡。所以,要所有的蛋白都要一起变,这种机会就更低了。我们姑且算它是10的负3到10的负4次方好了,这已经是用了较高的或然率了。

即使是这样,一路算下来,这细菌产生突变的总或然率是10的负17次到10的负21次方。这是一个非常小的或然率。

哪里会有这麽多

有人说,或然率小不要紧,只要这个池塘里有很多很多的细菌,机会再小,还是有可能发生。但自然界里的群体的数目,不是很大的。在一个池塘里,如有10的9次方的这麽多的细菌,就已经了不起了。

我们在实验室里,可以养很多很多的细菌,但是在自然界的环境中,它群体的数目,达到某一个程度後,就不再增加了!所以自然界中的生物体的群体数目,是不可能达到进化论的要求的。这个极小的或然率告诉我们﹐随机进化所发生的机会基本上是零,是没有可能的。

这个例子,还只是一个很简单的像细菌一样的生物体。假如要考虑一个比较高等的生物体,其或然率就更低了。因为其基因的结构更复杂,基因的数目更多,而且其群体的数目是更小。

这个池塘,可能有10的9次方的细菌,但可能只有100条鱼。请问,当温度忽然升高摄氏40度时,这100条鱼当中,有一条能活下来的机会有多大?答案肯定是零,是绝对没有机会的。

达尔文知道不知道这个事实呢﹖达尔文不知道。因为达尔文是十九世纪的人(1809~1882),DNA是上一个世纪才发现的,所以他连DNA是什麽都不知道。至于突变的机率,细胞里的DNA及蛋白质的结构是什麽,达尔文就更不知道。所以达尔文的理论,基本上是一个非常大胆的假设。

还有一个问题,也是当年达尔文不知道的:就算是变出一个能够在高温中生存的蛋白,它在高温时会有活性,但正常温度下,它的活性却低了。

这就是说,如果好不容易在池塘里,产生了一个能够在高温中生存的突变种,可是那一个时刻火山却没有爆发、温度没有升高,这个突变的生物体,是无法在原来的环境中生存下去的。别的没有变的野生种,生存的能力要比它大得多。突变种在原来的环境中,生存的能力比野生种差很多,这是生物学家都知道的。而生物体产生突变与火山爆发同时出现的可能性是多少呢?这机率之低,已没有办法列入或然率考虑了。

因此,我们可以得出一个结论:随机进化的或然率是非常低的,低到基本上没有任何机会。

创造论比进化论合理

物质的变化一定是从有序到无序,从高序到低序。除非有外力介入,不然是无法违背这个自然的演变的。然而,从无生物到生物,从低等生物到高等生物,就是从无序变到有序,低序变到高序,这是反方向的变化。所以不可能自然发生,一定要有外力介入。

这个伟大的外力是什麽呢?这个有智慧的外力,圣经告诉我们,就是上帝﹐他有特别的智慧来创造。所以,创造论要比进化论合理。□

作者生于湖南,现为匹兹堡大学药学院药物遗传学中心主任﹐及 Joseph Koslow 讲座教授。专攻非病毒性的基因治疗。本文取自其在2003年8月于新泽西州《生命科学论坛》演讲之内容。□


原载《海外校园》

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