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2020-06-13

【王道还科普专栏】爱情不是重要的科学问题

【王道还科普专栏】爱情不是重要的科学问题

王道还科普专栏〈爱情不是重要的科学问题〉全文朗读

王道还科普专栏〈爱情不是重要的科学问题〉全文朗读

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不能说明爱情的神经科学有什幺用?

这是英国神经生理学家杨格(JZ Young, 1907-97)退休后对本行的期许,也是他对人这种动物的研究总结。他认为人与其他动物最大的不同在社会生活,个人在社会中发育、成长,社会提供使人格、人生得以圆满的机会,全是因为人对他人的行动有特殊的反应模式。即使「解脱」的觉悟源自社会生活,结果也是正面的:人生的选项增加了。根据这个观点,我们甚至可以推论,爱情只是一种特殊的人际互动,虽然有令人销魂的神秘质地,本质上仍属「对于他人行动的反应」。爱情只是人类特有的社会生活的衍生物。爱情不是重要的科学问题。

两性的演化才是。对于生物学家,真正的挑战是说明合作生殖的演化,不是爱情。两性是生殖分工的产物,但是为什幺要分工,教科书里只有常识的答案(创造个体变异),不足以展现这种生殖模式的优越之处。

因为两性合作生殖有明显的缺点:丧失自主性,效率大幅降低。既然生命的意义在创造宇宙继起的生命,实行无性生殖,一切操之在我,不是更能与时变化、更有效率?揽镜自照、只觉悦目得意的个体,更应对合作生殖退避三舍──自己的优异基因组无法完整遗传给子女,反而为自己套上寻找另一半的枷锁。

生物最早的生殖方式是无性生殖,一生二,二生三,三生万物。开闢阴阳、两性分化,也就是有性生殖,后来才演化出来,现在是生物界的主要生殖模式。这个事实透露的是,无性生殖有根本的缺点,有性生殖有弥补之道。然而在这两方面,我们只有想当然耳的点子。例如有性生殖创造的个体彼此不同,他们通过环境筛选的比例可能较高,或比较可能拥有新的本领。

更麻烦的,是两性的分工模式造成的后果。卵子──雌性的生殖细胞──是完整的细胞;精子──雄性的生殖细胞──却是简化的细胞。精子只是传种(基因组)工具罢了。因此卵子有发育成胚胎的潜力,精子没有。一些生物因此演化出孤雌生殖的本领:卵子不必受精便能发育成胚胎。换言之,在生殖大业上,雌性有抛弃雄性的余裕。

例如蜜蜂、蚂蚁等膜翅目昆虫,过複杂的社会生活,可是他们的抚育、觅食、防卫等任务全由雌性负担。而且她们的卵毋需受精亦能孵化为雄性。雄蜂只负责传种,製造女儿,此外在巢里无所事事。这样的安排不妨视为抛弃雄性的第一步:膜翅目的确有些物种乾脆完全实行孤雌生殖。

同样过複杂社会生活的白蚁属于蜚蠊目,过去从未发现过无性生殖物种。学者推测,那可能是因为在白蚁巢中两性都担任工蚁与兵蚁,雄性对社群的贡献不只是精子。可是最近日本学者矢代敏久却发现了第一个全雌性白蚁社会。那是树白蚁属的一个物种Glyptotermes nakajimai,台湾有这个属的另两个物种。在日本,那种树白蚁分成两个宗族,研究人员在四国、九州找到的37个巢,由无性宗建立,巢里负责生殖、抚育、防卫的族群都没有雄性个体;女王的贮精囊里没有精子,卵子不必受精便能发育成胚胎。更重要的是,未受精的卵孵化率很高:83.6%(有性宗则是92.1%)。

矢代敏久认为,无性宗的演化也许不是偶然,因为有性宗的卵即使没有受精也可能孵化(3.6%)。而且树白蚁的巢里往往不只一只女王,也就是说她们早就演化出合作生殖的行为。因此她们能够摆脱雄性,实行孤雌生殖,似乎事有必至、理所当然。

我们所属的脊椎动物,鱼类、两栖类、爬行类都有实行孤雌生殖的物种,鸟类亦有孤雌生殖的事例。科学家甚至能透过人工操弄,使有性生殖的物种也能孤雌生殖。只有哺乳类是例外,卵子必须受精才能顺利发育。2000年以前,科学家推测那是「基因铭印」(genetic imprinting)造成的。因为哺乳类精子、卵子的基因组里,有些基因(以及DNA功能子)已经受到约束、不会表现,叫做「印记基因」。而精、卵各有各的「印记基因」,彼此不同,它们共同控制受精卵的发育。原来两性最亲密的合作行动都充满算计;「基因铭印」是绝招,逼得对方非合作不可。到了2000年,科学家已经找到了一些「印记基因」。

2004年,日本农业大学河野友宏的实验室製造出第一批孤雌小鼠──体内只有来自雌性的基因组。他们的做法是,以基因工程技术剔除小鼠一条染色体上的一段DNA,模拟精子的「基因铭印」──一个已知的「印记基因」与一个DNA功能子都位于那个段落。然后研究人员从新生雌鼠尚未发育的卵母细胞中取出细胞核,注射到正常雌鼠的卵母细胞里,再启动合成卵子、使它发育,囊胚形成后才移植到代理孕母体内。结果,26只代理孕母有24只怀孕,到了孕期终点研究人员在她们体内找到了10只活仔、18只死仔。其中两只活了下来,研究人员让一只继续发育、长大、成年,与野生型雄性交配、生子,一切正常。其他26只都明显的发育不良,即使是活的,也在取出15分钟内死亡。

最近,中国科学院动物研究所李伟等人的团队更进一步,以单倍体胚胎干细胞成功製造出双雌小鼠(两套基因组都来自雌性)与双雄小鼠(两套基因组都来自雄性)。他们的成功秘诀,是以分子剪刀删除特定性别的「印记基因」,製造「基因铭印」的效果。(现在已知的「印记基因」大约有100个。)不过,那些双雌个体虽然能够长大、成年、生育下一代,双雄个体即使活产也撑不过48小时。

河野友宏与李伟的实验,证明哺乳类可能藉人工之助实行单性生殖,只是雌性摆脱雄性容易多了。

现生生物中,实行无性生殖的物种往往比较年轻,可见他们都是最近演化出来的。换言之,两个个体合作生殖的代价实在太大,无性生殖仍有捲土重来的机会。同理,实行有性生殖的物种会继续嫌恶雄性、尝试抛弃雄性。这样的雄性不是变成的,而是生来的,非战之罪。好在人为万物之灵,雄性以「变成的」面貌迷惑雌性,不无可能:利用雌性「对于他人行动的反应」创造爱情。

爱情不是重要的科学问题,是男人的存有问题。

王道还(王道还提供)

作者小传─王道还

台北市出生,从小喜欢阅读,但是从未想过写作,因为小学五年级投稿国语日报两次皆遭退稿。大学三年级起意外接到翻译稿约,以后写作亦以翻译为起点(意思是抄袭)。

在思想上,对于「思考」产生全新的认识,是在高二暑假读了《西洋哲学史话》(台北:协志工业出版)、《相对论入门》(香港:今日世界出版社)两本书。从高一起就对演化生物学发生兴趣,后来以生物人类学为专业可能并非偶然,可是对科学史、科学哲学的兴趣从未间断。