事实如此浪漫

DNA是生命之书的语言吗?

把碱基想象成一长串字母可能会让人误以为DNA是一种语言。 尼尔·帕尔默/ CIAT通过Flickr报道

W当我们谈论基因时,我们经常使用一些有影响力的遗传学家和进化生物学家的表达,包括弗朗西斯·克里克、詹姆斯·沃森和理查德·道金斯。这些表达将DNA描述为一种告诉身体如何形成的代码。我们谈论基因就像谈论语言一样,具有象征意义。有“基因编辑”,还有解码核酸序列的“翻译表”。当DNA复制时,它被称为“转录”自己。我们谈论一个信息,比如,建立一个老虎!构造一个女性!-在微观材料之间进行交流。但一些思想家认为,这种对DNA的看法是有代价的。他们说,这是哲学上的错误,甚至导致了科学上的错误。揭开这个想法的表面,你会发现一个关键的矛盾。

从分子生物学的早期开始,科学家们就将遗传物质描述为与所有其他生物物质不同的物质,因为遗传物质可能携带一些普通分子所不具备的东西:信息。在1958年的一次克里克阐述了蛋白质对遗传的重要性,他说蛋白质由能量、物质和信息组成。沃森称DNA是信息的“仓库”。

不到十年后,乔治•威廉斯一位有影响力的进化生物学家,详细阐述了这一观点。他将基因描述为一种有别于DNA的特殊状态,是DNA传递的信息。在后来的作品中,他把基因比作书中的思想。一本书可以被摧毁,但里面的故事与实体书不一样。“同样的信息可以在许多不同的材料中以不同的模式记录下来。信息总是被编码在某种媒介中,但媒介并不是真正的信息。”在他的书中盲人手表制造商道金斯对这个观点的描述也许是最直接的:“空中的柳树种子……从字面上讲,是在传播让自己成形的指令……外面正下着指令;下雨了项目;下雨了,树木生长,绒毛扩散,算法。这不是隐喻,这是显而易见的事实。如果当时下着软盘雨,那就再清楚不过了。”

但是,基因真的包含与文字、书籍或软盘相同意义的信息吗?这取决于我们对信息的定义。如果是单词、书籍或软盘所代表的意思,那就不是。许多哲学家都同意这种观点语义信息需要通信:一个代理创建消息,另一个代理解释消息。然而,基因并不携带语义信息。它们不是作为交流行为的一部分。所以基因并不是真的代表纽约市立大学哲学教授彼得·戈弗雷-史密斯解释道。

“从字面上讲,空中柳树种子是在传播自我制造的指令。外面下着指令;下雨了程序。这不是隐喻,这是显而易见的事实。如果当时下着软盘雨,那就再清楚不过了。”

一些哲学家认为,这种困惑导致了真正的问题——例如,这就是科学家没有充分认识到这个问题的重要性的原因表观遗传学直到最近。对基因作为语义信息载体的关注阻碍了科学家寻找对我们生物学的其他影响,比如我们的环境。生物伦理学教授杰森·斯科特·罗伯特在他的书中写道:“从这个角度来看,基因是信息,而环境不是。胚胎学,后生与进化.“自20世纪初以来,表观遗传学一直困扰着生物学家,但大部分时间都被掩盖在他们无法解释的现象之下,”加州大学戴维斯分校(University of California, Davis)的哲学教授詹姆斯·格里泽默(James Griesemer)说。例如,DNA序列远比,DNA甲基化根据这个观点,在塑造一个有机体时。几十年来,这个盲点阻碍了我们对一些研究人员最近关注的表观遗传学问题的理解,例如,癌症痴呆,心脏病

约翰·杰伊学院名誉教授大山苏珊(Susan Oyama)毕生致力于指出进化生物学的狭隘观点,并将这种对基因的特殊关注描述为对我们是谁的形而上学假设。她说,这是“一种对本质的直觉,往往不明确。”她补充说,这对性别差异的研究有实际影响,因为它鼓励科学家将差异视为固定不变的并且完全由我们的基因蓝图产生。

事实上,似乎我们现在才刚刚开始摆脱基因对我们想象力的强大控制。芯片罗的关于基因测试的故事鹦鹉螺指出我们过度强调基因在预测疾病方面的作用。

不需要一个聪明的发送者或接收者;接收器可以是一台机器,甚至是蛋白质。

这并不是说基因信息语言没有多大帮助,或者应该抛弃它。这些哲学家和思想家想要做的是让人们注意到,科学家们没有充分考虑他们使用的语言,从而阻碍了科学的进步。

为了避免理论混乱,一些研究者采用了不同的信息概念。1948年,美国数学家克劳德·香农开发了一种测量发送方和接收方之间数据的方法。他的理论比信息的语义观有一些优势。不需要一个聪明的发送者或接收者;接收器可以是一台机器,甚至是蛋白质。也没有必要讨论表示,因为重要的是数据是否成功传输,而不是某人是否理解了消息的含义。

根据香农的模型,当一个基因的序列从DNA转移到信使rna时,就可以说它携带了信息。戈弗雷-史密斯在一封电子邮件中写道:“在所有这些情况下,事物之间并不是一种特殊的‘信息’关系,而是以一种特殊的定量方式描述的普通因果关系。”也就是说,香农所说的信息没有意义,但确实会影响现实。

所以,也许基因中真的没有信息,除了隐喻意义上的。在科学中使用隐喻并没有什么错,只要我们能看清它们的本质。进化论的支持者、达尔文的同时代人赫伯特·斯宾塞(Herbert Spencer)曾说过:“误用词汇常常会产生误导的想法。”


Regan Penaluna是鹦鹉螺编辑实习生。

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