文:池上彰

易遭誤解的「進化」

如果沒有好好理解達爾文的演化論,會誤以為那就等於弱肉強食;也就是生物為了適應環境而產生突變,最後只有繼承這個突變基因的後代,才得以存活下去。

但突變並不是這麼回事。所謂的「突」指的是突然,換句話說就是後代偶然出現不同於親代的性狀。

漫長的歷史當中,應該也有許多生物即使發生突變,卻仍無法存活下來。許多生物發生了各式各樣的突變,能夠存活下來的,只有突變後「偶然」能適應環境的生物。所謂的突變,不過就是偶然發生的現象。

所以,翻譯成「演化」,或許比「進化」更符合實情。「進化」給人生物不斷進步的感覺,不過這可能只是人類的一廂情願;實際上是生物一再且偶然地發生突變,而且只有剛好能適應環境的生物存活下來。

舉例來說,長頸鹿的脖子為什麼會那麼長呢?

想必大家都知道原因了吧!並不是原本脖子短的長頸鹿拚命想吃到位置高的食物,最後脖子就伸長了,而是某天長頸鹿因突變而誕生了脖子比較長的個體。當然,仍有許多未突變的短脖子長頸鹿,但是牠們只能取得低處的食物,競爭對手當然比較多,最後距離地面較近的食物就被大家吃光了。如此一來,脖子短的長頸鹿自然無法繼續存活下去。

至於因為突變而生來就有長脖子的長頸鹿,則可吃到競爭對手吃不到的高處樹葉。到了最後,只剩下長脖子的長頸鹿存活下來。

達爾文的演化論的確為19世紀的英國社會帶來衝擊。基督教會在當時的英國擁有極大的勢力,使得「神創造萬物」的想法仍是主流。達爾文所提出「生物一再發生突變,最後只有適應環境的個體才能存活」的說法,等於否定了神的造物性。

因此,基督教長期以來都對演化論持否定看法,直到1996年,才由前面介紹過的教宗若望保祿二世發表承認演化論的書簡。不過,近年又發生了變化,美國出現了「智慧設計論」的想法。提倡者認為,生物的某些特徵過於複雜,用無序的自然演化無法充分解釋,應是由另一個更高的「智能」設計而來;也就是試圖在演化論的基礎上,說明神的造物性,但普遍不受科學家支持。

DNA和基因一樣嗎?

那麼,「突變」是什麼東西發生變化呢?

達爾文並沒有想到「基因」的概念。直到20世紀後半,分子生物學的研究成果揭曉了基因的存在,才為達爾文的演化論帶來新的曙光。因為科學家發現,所謂的突變,是由染色體的基因突然發生變異所引起的。

突變是基因的變化,但基因又是什麼?DNA和基因是不是一樣的東西?這應該也是很多人似懂非懂的問題吧!

細胞中有稱為「核」的部分,核的裡面有許多絲狀物體,它們就是染色體。之所以命名為「染色體」,是因為它們很容易以實驗用的染料染色。

染色體是由DNA和蛋白質所組成的,而DNA的正式名稱是「去氧核醣核酸」,因為裡面含有「去氧核醣」這種物質,使得細胞核內呈現酸性。由此可知,DNA是一種物質的名稱。

DNA分子為雙螺旋結構,兩股之間以A(腺嘌呤)、T(胸腺嘧啶)、C(胞嘧啶)、G(鳥糞嘌呤)這四種稱為「鹼基」的物質兩兩成對連接起來,而且A一定與T相對應,C一定與G相對應。簡單來說,DNA分子中的鹼基都是以CGATGCTA⋯⋯這種有如文字般的方式排列,而生命的發生、疾病與老化的機制等遺傳訊息,就透過這樣的排列方式表現出來。這些鹼基排列的順序稱為「DNA序列」,也就是所謂的「基因」,因此,基因指的不是物質名稱,而是資訊。

如此一來,科學家當然會想針對基因進行更深入的研究,譬如ATGC的哪種排列方式會對應到生命的哪種作用。類似這樣的基因解析,正在目前的分子生物學領域中急速發展。

隨著研究的推進,科學家也有了耐人尋味的發現。人類與黑猩猩的基因,約有99%是相同的。雖然也有人反駁這樣的假說,但人類與黑猩猩的基因的確具有很高比例的一致性,這是不容置疑的。換個角度來看,ATGC排列方式的微小差異,拉開了人類與黑猩猩的距離。

科學家就這樣繼續對基因進行解析。他們除了發現「各基因分別有這樣的作用」,也發現DNA中竟包含「沒有任何作用」的段落,於是稱這樣的段落為「垃圾DNA」。

有很長一段時間裡,科學家都認為這些垃圾DNA是無用的,但既然垃圾DNA確實存在,或許代表它仍然有某種意義或作用吧。事實上,關於垃圾DNA的研究也正在進行中。關於DNA序列,今後想必還能揭開更多未解之謎。

基因改造作物有危險嗎?

科學家解讀了包含人類在內、各種動植物所擁有的基因後,接下來,他們想透過實際的基因改造,為人類帶來助益,而「基因改造作物」就是他們的嘗試之一。

仔細想想,長期以來,人類一直都在進行品種改良,譬如利用不同品種的交配,培育出在寒冷地區也能種植的稻米,或不容易受病害侵襲的蔬菜。因此就結果來看,品種改良與基因改造並沒有什麼不同。

不過品種改良屬於自然配對,因此有成功的時候,也有失敗的可能。既然要花那麼多時間摸索,不如以人工方式製造出新的基因,還來得更有效率。這就是生物科技的概念。

在這個概念下創造出來的就是基因改造作物。

譬如透過基因改造,製造出對除草劑具有強烈抗藥性的玉米。過去如果噴灑大量除草劑,不只雜草,就連玉米也會枯萎,但如果能改造玉米的基因,讓它對除草劑具備強烈抵抗力,就能以飛機噴灑大量除草劑,消滅所有的雜草,卻不傷害玉米的生長。

除了抗除草劑玉米之外,科學家也開始大量製造其他各種不同的基因改造作物,例如更美味的品種、能結出大量果實的品種等。此外,基因改造的玉米與大豆,也開始進口到世界各地。

不過基因改造食品在許多國家的風評並不太好,似乎有不少人都對基因改造作物心懷抗拒。

我曾向東京工業大學的老師請教:「如果吃下了基因改造的大豆,會發生什麼事呢?」

他給我的回答是:「大豆不管有沒有經過基因改造,都是蛋白質,進入體內後,都會被分解成胺基酸,然後再一次構成新的蛋白質,所以不應該會造成危害。」

但另一方面,基因改造的食物在分解後,也可能會製造出未知的蛋白質,成為過敏的原因。如果吃下去的基因改造蛋白質立刻被腸胃消化、分解成胺基酸,也許不會造成任何問題;但要是沒有經過充分分解就進入血液中,說不定會使一部分人產生過敏反應。

事實上,自然界的物質常常引發過敏反應,但我們可以透過過敏原檢測,得知什麼東西會造成過敏;然而如果是未知的蛋白質,就無法事先預防。有些人基於這樣的風險反對基因改造,他們認為,至少要讓消費者有足夠的資訊,判斷自己吃的是不是基因改造食品。

聽到了這樣的呼聲,使用非基因改造原料的食品開始確實地標示出這一點。

不過,即使是非基因改造黃豆所釀造的醬油,也不會特地標示「非基改」。這是為什麼呢?

這也是東工大的老師告訴我的,因為醬油在釀造階段時,大豆就已經全部分解成胺基酸了。舉例來說,實際把豆腐與納豆拿去分析,可以判斷所使用的原料是否為基改大豆。但即使醬油使用了基改大豆,也因為全都已經分解成胺基酸,就算實際進行分析,也無法判斷來源是否含基改作物。所以醬油不需要標示原料是否經過基因改造,但近年業界也已主動標示(注:至於臺灣,根據食藥署規定,使用基因改造原料的食品必須強制標示,使用非基改食品原料則採自願標示;且例如黑豆等沒有基改品項的原料,不得標示「非基因改造」。另外,醬油、黃豆油、玉米糖漿等加工品若使用基改原料,也必須加註說明)。

基因資源有利可圖

如此一來,遺傳訊息也逐漸與經濟利益產生深刻的連結。

舉例來說,1992年在巴西里約熱內盧簽署的《生物多樣性公約》,就很明白地將「公平分享資源所帶來的好處」(惠益分享)列為目的之一。

當然,《生物多樣性公約》的目的還包括保育生態系、物種與基因。除此之外,避免動物遭到濫捕、以能夠維持永續發展的方式捕獵也是重要目的之一。

但是在有關生物多樣性的國際會議上,討論的幾乎都是「利益分配」的問題。

為什麼會這樣呢?

我們使用的多數美妝保養品與藥品,都會使用植物與細菌所含有的成分。

就美妝保養品來說,許多都含有從植物萃取的成分;至於藥品,柳樹的樹皮是解熱鎮痛劑阿斯匹靈的材料(水楊酸的來源);青黴菌則可以提煉出抗生素盤尼西林。又或者中華料理時常使用的香料八角,也能製造出治療流行性感冒的克流感。

那麼,如果先進國家製藥公司的調查員,在開發中國家發現具有藥效的植物,並將這些植物帶回自己的國家、開發出新藥販賣,利益該歸屬於誰呢?

實際上就曾發生過歐美國家的藥廠調查員深入亞馬遜河腹地、採集大量未知植物,並悄悄帶回的案例。應該也有不少藥品是這樣做出來的吧?

開發中國家應該會覺得,自己國家的重要資源被偷走了。

於是,在關於《生物多樣性公約》的國際會議中便明訂,如果先進國家使用開發中國家的資源取得利益,也必須將這些利益公平合理分配給開發中國家。

當然,兩者的利害關係是互相牴觸的。無論是先進國家或開發中國家,都希望規則能盡量對自己國家有利。國際會議上所展開的,就是如此現實的交涉。

你願意接受基因檢測嗎?

基因研究的發展突飛猛進,現在已到了人類可以操作基因的地步。舉例來說,科學家也正在研究利用嵌入必要的基因,以治療基因缺陷所引起的疾病。

附帶一提的是,體內必須擁有類似「搬運工」的物質,透過它們,才能將欠缺的基因送進DNA裡。

最常被用來當成搬運工的,就是大腸菌。大腸菌的種類繁多,有不少是對人體無害的,這些無害的大腸菌,便成了在基因改造中大顯身手的搬運工。

回到原本的話題。如果能夠用基因編輯技術治療疾病,大多數人應該都樂見其成吧?畢竟誰都希望疾病可以治癒。另一方面,基因檢測也逐漸變得普及。只要將少許口腔黏膜送到檢測單位,就能檢查基因,並透過檢測結果得知將來可能會罹患那些疾病。

最知名的例子就是好萊塢女星安潔莉娜.裘莉。她透過基因檢測得知自己是乳癌的高風險族群,於是預先將雙乳切除。這則新聞曾引起熱烈討論。

或許也有人心想:基因檢測真有這麼準嗎?不過安潔莉娜.裘莉來自好發乳癌的家族,也確實擁有會引發乳癌的基因,如果繼續這樣下去,可以預測未來有極高的機率會發病。

今後想必可透過基因檢測,得知更多疾病發病的可能性,如果能像安潔莉娜.裘莉那樣事先預防,未嘗不是好事;但基因檢測也有可能測出現代醫學既無法預防,也無法治療的疾病。如果在年輕的時候就發現這點,那未來的日子該怎麼辦呢?說得更極端一點,甚至有可能因為基因診斷的結果,讓自己覺得年紀輕輕便彷彿被判了死刑——因為自己總有一天將罹患不治之症。一旦知道這一點,往後的人生或許會因此變得非常痛苦。

假設有一天,大家在婚前出示彼此基因檢測結果變成理所當然的事,搞不好反而會因此使婚事告吹。

一思及此,你會想透過基因檢測,了解自己將發生什麼事嗎?還是就算了呢?

無知是幸福。我個人覺得還是不要知道比較好,不過當然還是有人想知道吧?

就在我們如此猶豫的時候,科學研究仍不斷地進展。說不定有那麼一天,會出現想法與希特勒類似的人,試圖透過改造基因創造出「優秀」的人才。一想到這樣的技術竟然有實現的可能性,就令人恐懼不已。

由此可知,在日新月異的基因研究中,各式各樣的倫理問題也隨之浮現。雖然國家或大學都為此成立類似倫理委員會的組織,但倫理上的討論追不上突飛猛進的研究發展,卻也是實情。

書籍介紹

本文摘錄自《讓人生從此改變的科學思考》,究竟出版
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作者:池上彰
譯者:林詠純

  • 無痛秒懂!文組成分100%的知名報導作家——池上彰寫給普羅大眾的科學講座!
  • 貼近生活!從日常生活議題切入,深入淺出,超級有感!

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Photo Credit: 究竟出版

責任編輯:潘柏翰
核稿編輯:翁世航