三、郝柏林院士答問
提問:
我聽說在人細(xì)胞里的線粒體有自己單獨的DNA,算不算是另一種生物?算不算跟人體共生或者寄生的生物?而不是我們平常說的細(xì)胞器?
回答:
在人的細(xì)胞里有些小的點叫線粒體,線粒體有自己小小的DNA,人的細(xì)胞開始分裂的時候,不光是人,任何生物的絕大多數(shù)都是有線粒的,開始分裂的時候,不光細(xì)胞核里的染色體分裂,它也跟著分裂復(fù)制。如果是高等生物,還有葉綠體,也有自己小小的DNA。有一種看法,它們在遠(yuǎn)古時候是獨立生活的小細(xì)菌,后來被一些真核生物吞進(jìn)去了,但是因為有些本事,這些本事都涉及到能量轉(zhuǎn)換,無論是葉綠體還是線粒體,就形成了共生的關(guān)系,內(nèi)共生在一塊兒生存,這種觀點現(xiàn)在有越來越多的事實,包括序列的比較,兩種東西的序列跟現(xiàn)在所知道的光核細(xì)菌,還有細(xì)菌的比較看來是有道理的,所以有些人不認(rèn)為是假說的,內(nèi)共生的理論很有道理。有一本書里說不要以為你自己是一條命,不知道多少成千上萬條命在一塊生活。
提問:
您講了很多關(guān)于微觀生物學(xué)與物理學(xué)的聯(lián)系。如果在宏觀生物學(xué)上,怎么用物理問題研究?
回答:
要研究生物,層次非常之多。從最底下的分子、小分子、離子、水跟大分子的相互作用,到大分子、蛋白質(zhì)到復(fù)合體,一直上來組織、器官、個體、種群到生態(tài)系統(tǒng),尺寸的變化非常之大,所以要從很多角度可以進(jìn)行研究。比較基層的東西,物理要直接一些,化學(xué)也直接一些。在上層比方討論種群的相互作用,物種之間數(shù)量的增長,互相之間你吃我,我吃你形成的關(guān)系,更多的是帶有數(shù)學(xué)模型的性質(zhì),有一門學(xué)問叫數(shù)學(xué)生物學(xué),其中有一些是研究這類模型的,所以越到宏觀,到上頭的層次,物理的表現(xiàn)跟在微觀,跟在底下的不大一樣,但是有些共同的東西,比方說對稱的或缺,對稱的變化,一些行為突然發(fā)生變化,甚至在動物行為科學(xué)里都可以看到,所以在不同的層次上有不同的物理。
提問:
遺傳細(xì)菌是存在DNA分子中的,可是物理學(xué)的基本觀點,物質(zhì)是由原子和分子組成的,那些信息就是原子和分子?
回答:
對,不是在單個的原子、分子。
提問:
越小的生物問題,就越覺得有上帝的存在。比如達(dá)爾文提出進(jìn)化論,適者生存,自然選擇,這個觀點其實在很多程度上是不能被理解的。說的現(xiàn)實一點,人群中有一部分人是不符合這個社會的發(fā)展規(guī)律的,比如學(xué)習(xí)壓力太大,有一部分人被逼死,被淘汰掉,那部分人非常小,很多自然現(xiàn)象不能解釋這個問題。分子的相互合力的作用,不能解釋作用于蛋白質(zhì)的大分子,可不可以說神的意志在支配?
回答:
這個問題沾了宗教問題了,不過我們可以看到共同之處,科學(xué)、宗教、藝術(shù)是同源而殊途的。最早的產(chǎn)生都是想理解自然,理解人自己,人跟自然的關(guān)系等等,所以有一定的同源性,當(dāng)然不同的立場、不同的方法去解決后來走的道路,殊途就差的很遠(yuǎn)。涉及到宗教這塊不去討論。對進(jìn)化論,反對者也是很多的,就跟今天在這兒慶祝的愛因斯坦,反對他的人也是很多的,打倒愛因斯坦的人大有人在,可以在國際網(wǎng)站上找到一個網(wǎng)站,名字叫“達(dá)爾文錯了”,達(dá)爾文比較強調(diào)連續(xù)的慢變,但是考古的歷史各個方面證明,在生物進(jìn)化里發(fā)生過多次突變,在今天這不是大問題,我們研究復(fù)雜系統(tǒng)的人知道,復(fù)雜系統(tǒng)大的,很多個單元組成的,有著相互作用的系統(tǒng),除了有隨時間的進(jìn)化以外,在一定條件之下,由于內(nèi)部原因可以發(fā)生突變,所以在現(xiàn)在的21世紀(jì)的進(jìn)化論是應(yīng)當(dāng)包括慢變跟突變兩個方面的。如果很相信宗教,那也許是很省事的辦法,就是什么都不用問,都是上帝安排好的,或者是觀音菩薩安排好的。不過做自然科學(xué)德人總是想尋根問底。這件事情大概是你自己的選擇。
主持人:
我們并不是反對宗教信仰,但是用宗教色彩研究科學(xué)問題,就會走上偽科學(xué)的道理。郝院士就是著名的反偽科學(xué)的科學(xué)斗士之一。
郝柏林:
做科學(xué)跟宗教并不矛盾,有一些做科學(xué)做的很好的人也是宗教信徒,并不矛盾,但這是社會現(xiàn)象。生理學(xué)的巴洛莫夫每個星期都到教堂,但是他一輩子殺了很多狗做實驗,在他的老家樹著一個紀(jì)念狗的紀(jì)念碑。
提問:
郝先生在講的過程中談到的對化學(xué)的認(rèn)識,那是當(dāng)做個人的不同觀點。我在教化學(xué)的過程中,也在思考生物方面的問題。從非洲我們的祖先走出來之后,大概經(jīng)歷了七八萬年,在這七八萬年的過程中發(fā)生了非常大的變化,由于我們所在的地域問題,甚至于食物結(jié)構(gòu)的改變,產(chǎn)生了不同的人種。我們現(xiàn)在始終認(rèn)為DNA的變異是自身的變化導(dǎo)致遺傳方面的改變。我現(xiàn)在是不是可以提出這個問題,既然它的變化對蛋白質(zhì)可能會產(chǎn)生一些影響,表達(dá)上可能結(jié)構(gòu)蛋白會出現(xiàn)一些變化,反過來,由于我們的食物結(jié)構(gòu)改變,蛋白質(zhì)會不會對DNA產(chǎn)生一種主動的影響?也就是說我們現(xiàn)在能不能找這么一條途徑,由于攝入蛋白質(zhì)的不同,導(dǎo)致DNA產(chǎn)生的一系列變化?如果能找到這個,是不是使我們在內(nèi)在和外在的表現(xiàn)之中找到相互關(guān)聯(lián)?如果這個思路可以,是不是應(yīng)該建立一定的生物模型做這方面的有關(guān)實驗。不僅在食物方面的改變,甚至可以從內(nèi)在結(jié)構(gòu)如果產(chǎn)生變化,現(xiàn)在可以測,是不是可以建立這種模型?
回答:
我們講到遺傳的時候提到突變,突變通常在分子水平上發(fā)生的突變,這顯然不是進(jìn)化的唯一原因。突變的問題,選擇的問題,分子結(jié)構(gòu)構(gòu)成的改變,跟環(huán)境有很密切的關(guān)系,所以現(xiàn)在真正去做所謂數(shù)量遺傳學(xué)等等,要下很大的工夫區(qū)別或者證明什么樣的東西是環(huán)境造成的,什么是遺傳造成的,什么是遺傳跟環(huán)境的相互作用造成的,這部分學(xué)問有一段時間是比較經(jīng)典的,比較宏觀的,比方說靠調(diào)查做人,人不能隨便搞雜交,但是對植物可以設(shè)計很多雜交實驗,然后看它怎么改變。現(xiàn)在由于基因組的認(rèn)識,由于蛋白質(zhì)跟基因組在分子水平的研究,對于蛋白質(zhì)之間的相互作用,蛋白質(zhì)跟DNA、RNA復(fù)合體的相互作用,現(xiàn)在有著越來越多的知識,應(yīng)當(dāng)說是非常熱鬧的研究領(lǐng)域。這個問題和提的方向,顯然是很多人已經(jīng)在做,而且今后還會做很多年的,不是簡單的講突變,然后影響底下就變異了。實際上達(dá)爾文之前,在生物學(xué)里有過拉馬克學(xué)說,后天獲得遺傳可以繼承,許多事實說明馬克學(xué)并不完全錯誤。北京市的文物保護單位,在三貝子花園,現(xiàn)在叫動物園,有一座樓,科學(xué)院植物所在那兒,現(xiàn)在已經(jīng)搬到了香山底下,這座樓他們還留著,科學(xué)院還沒撒手,這座樓前樹著北京市的文物保護單位,有一個名字在側(cè)面,叫路摩克樓,就是拉馬克,他是法國人。北京的研究所跟法國有密切關(guān)系的,所以在20年代建所的時候起的這個名字。拉馬克學(xué)說也不能說是完全錯的,生物的問題確實非常復(fù)雜,里面有各種各樣的規(guī)律,也有各種各樣的例外,怎么研究?生物學(xué)家跟物理學(xué)家們過去著眼不大一樣,物理學(xué)家們首先抓比較普遍一點的東西,閉上眼不去看那些特殊的例外,我先把主要的東西弄明白了,再一點點摳例外。生物學(xué)家們知道非常多的事實,生物學(xué)在有一個時期,拿現(xiàn)在的說法叫事實驅(qū)動的科學(xué),發(fā)現(xiàn)了那么多事實,得理解,發(fā)展理論,生物學(xué)沒有像物理學(xué)那樣變成靠從基本原理出發(fā),進(jìn)行演繹,進(jìn)行推導(dǎo)就可以走的很遠(yuǎn)的程度,所以從思維方法上不大一樣,所以都需要重視。物理弄清楚了,化學(xué)才明白,那是因為我做物理,就愿意多說物理的好話。我跟搞化學(xué)的人一塊合作過,他們有許多直覺,要通過多年的工作才能獲得,不是做物理的人能明白的。
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