愿平安降临于你们,我的兄弟姐妹们。本片段是“山羊哪怕飞上天”一集的补充内容,即《确信之旅》第22集。
迷信的追随者会告诉你:进化的驱动力是随机过程,其中最重要的是遗传物质的突变。例如,他们声称细菌在有限的时间内通过随机突变进化出了对自身有益的新性状,因此,在数十亿年的时间里,细菌同样可以通过随机突变进化成所有种类的生物。
我们将暂且搁置对这数十亿年时间及其真实性的讨论,也将暂且搁置这样一种假设:即如果证明随机性确实能赋予细菌有益性状,是否就意味着它们也能通过随机性变成我们所见的所有生物。我们暂且不谈这些,而是聚焦于问题的核心:细菌真的能通过随机性进化出对自身有益的新性状吗?
他们最常引用的著名实验是理查德·伦斯基(Richard Lenski)对大肠杆菌(Escherichia Coli,简称 E. Coli)进行的实验,伦斯基团队在实验室中培养了这种细菌。他们在该实验中最强调的一点是:经过长期的培养后,其中一部分细菌竟然能够摄取柠檬酸(Citrate)作为营养来源。
柠檬酸是怎么回事呢?大肠杆菌和任何生物一样需要食物。假设它面前有葡萄糖(Glucose)和柠檬酸(Citrate),它会选择哪一种作为食物?如果细菌处于有氧环境中(如人类肠道),它会以葡萄糖为食,而不会利用柠檬酸。它拥有将葡萄糖转运穿过细胞膜所需的载体蛋白,但缺乏转运柠檬酸所需的载体。
伦斯基将这些细菌置于实验室试管中,提供葡萄糖和柠檬酸,且整个过程都在有氧条件下进行。因此,按理它们应该只以葡萄糖为食。然而,伦斯基惊讶地发现,在其中一组试管中,经过漫长的岁月后,这些细菌的生长和繁殖速度突然加快,远超其他试管。他探寻原因后发现,这些细菌除了葡萄糖外,竟然能够摄取并代谢柠檬酸,随后他发表了这些结果。
迷信的追随者得出了什么结论?他们推断,细菌通过随机突变进化出了将柠檬酸转运穿过细胞膜所需的载体蛋白,从而能够代谢它。因此,他们认为随机突变确实为细菌增加了有助于进化的新性状,而这一切仅仅发生在十几年间。进而推论,在数十亿年的时间里,细菌不仅可能进化出新性状,甚至可能演变成全新的生物,这些生物再继续演化,最终形成了我们今天所见的数百万种生物,而这一切都归功于自然选择筛选出的随机突变。迷信的追随者为此欢欣鼓舞,大肆宣扬该实验,他们的页面上充斥着这样的标题:“看啊,进化正在我们眼前发生!”
在继续讲述这个故事之前,我的兄弟姐妹们,你们知道通过随机突变产生柠檬酸转运蛋白意味着什么吗?这种柠檬酸转运蛋白由487个氨基酸组成,也就是说它的遗传密码包含1462个核苷酸(Nucleotide)。靠随机性形成它,意味着这些核苷酸——这些基本单元——必须完全随机地按照精确所需的顺序排列,然后生成所需的转运蛋白,并折叠成完全正确的三维结构,最后该转运蛋白还要精准定位在细菌细胞膜的特定位置。而且,这一随机过程本身必须以同样的随机性重复无数次。
而这一切都是无意间随机发生的,我们却找不到任何痕迹来证明在形成这种转运蛋白之前,随机性本应经历过的数以亿计、万亿计乃至无数次的失败尝试,这些失败尝试所需的原子数量甚至超过整个地球的原子总和。我并非夸大其词;正如我们将详细阐明的那样(若真主意欲),即使细菌有银河系那么大,也装不下在形成这个由1462个特定顺序核苷酸组成的“基因”(Gene)及其特定三维结构蛋白质之前,核苷酸排列失败所产生的所有结果。更何况我们知道,细菌微小到数百万个才能放在一个针尖上?
因此,任何有理智的人都明白,靠随机性产生柠檬酸转运蛋白在理性上是不可能的。但迷信的追随者却对你说:“这种理性上的不可能,已被科学证实!”意思是让你怀疑自己的理智,去相信迷信的祭司。抛弃你的理性,去相信“科学”(Science)!理智与正确的实验科学真的像这些反理智者试图让我们相信的那样相互矛盾吗?兄弟姐妹们,让我们继续听完这个故事,以寻找答案。
迷信的追随者对该实验欢欣鼓舞之后,却一头撞上了南墙!2012年,实验负责人伦斯基本人在《自然》(Nature)杂志上发表了这些细菌体内实际发生的情况。原文(英文)指出是“基因复制,且该复制基因捕获了一个在有氧条件下激活的启动子,从而表达出原本就存在但处于沉默状态的柠檬酸转运蛋白”。他们用这幅重要的图示阐明了这一点。
这一切意味着什么?兄弟们,请仔细听我讲;如果我们以这种方式来表示大肠杆菌,这是它遗传物质(基因组)的一部分。通常情况下,如果这种细菌处于有氧环境中,它会吸收葡萄糖,而不会吸收柠檬酸盐,正如我们所说,因为葡萄糖产生的能量比柠檬酸盐更多。那么,它是如何做到只吸收葡萄糖而不吸收柠檬酸盐的呢?
细菌基因组中有一个称为“启动子”(Promoter)的区域,读取酶会在此聚集,沿此方向(向右)读取基因组,经过一系列复杂过程后,产生特定的蛋白质,例如葡萄糖转运蛋白。氧气会激活这个启动子,同时抑制另一个启动子,也就是说,它会阻止读取酶读取柠檬酸盐转运蛋白基因。因此,在有氧条件下,细菌无法利用柠檬酸盐。
在伦斯基的实验中,细菌不断生长直到耗尽葡萄糖。总体而言,细菌是极具灵活性的生物,它们无处不在,分解尸体,清洁地球,这是它们的使命,因此能够适应各种不同环境。大肠杆菌是如何适应葡萄糖匮乏的环境的呢?其中一部分细菌成功复制了柠檬酸盐转运蛋白基因,然后将其插入到在有氧条件下会被读取的基因之间,也就是说,插在了对氧气敏感的启动子之后。细菌将其精确地插入到合适的位置,因为如果它将其插入到基因(1)或基因(2)中间,就会破坏该基因并导致细菌死亡。因此,读取酶读取了柠檬酸盐转运蛋白基因,并由此产生了柠檬酸盐转运蛋白,从而使细菌具备了吸收柠檬酸盐的能力。那么,吸收之后呢?它该如何利用?不必担心,利用柠檬酸盐所需的所有酶原本就存在于细菌体内。
当然,我们说“细菌复制了基因并将副本放置在合适的位置”,这些简化的表述背后所代表的过程,其细节仍在不断研究探索之中。而已发现的部分,或类似的机制,都极其复杂、精密且令人惊叹,正如我们在博士阶段的高级生物化学课程中所学习的那样。
我们该把这称为什么呢?任何有理智的人会怎么称呼它?任何有理智的人会怎么称呼它?!难道不会说这是一种惊人的适应,彰显了一位伟大无边的造物主吗?相反,发现这一现象的伦斯基以及那些盲目追随他(哪怕指鹿为马)的人又怎么称呼它呢?他们称之为“预先适应”(Exaptation),这是迷信追随者生造出来的词,用来替代“预适应”(Pre-adaptation,即“有目的的适应”),因为后者在英文中带有浓厚的神学色彩,暗示了存在中的目的性与终极性。为了不让你从“有目的的适应”一词中得出正确的结论,为了不让你运用自己的理智,他们用术语来误导你。于是伦斯基得出结论,认为他的实验证明了“预先适应”在进化过程中的重要性。真是盲目跟风……我们祈求真主护佑,免受那种对拥有者毫无益处的知识。
这就是伦斯基实验的来龙去脉。由此你便能理解他们那句话的含义:“基因发生复制,并恰好连接到一个在有氧条件下被激活的启动子上,从而产生了原本存在但未被激活的柠檬酸盐转运蛋白。”那么,这一切之中哪里有半点随机性可言?
理查德·道金斯(Richard Dawkins)在他那本名为《地球上最伟大的表演:进化的证据》的书中引用了这一实验,并对读者撒谎。身为进化生物学博士的他,竟让读者误以为大肠杆菌原本根本不具备处理柠檬酸盐的能力,也没有任何相关的基础条件,并声称伦斯基实验中发生的是“随机突变”(Random Mutations),在没有设计者干预的情况下将新的遗传信息引入了细菌基因组。他原话写道:“新的信息被引入基因组,且没有任何设计者的干预。”仿佛细菌基因组的核苷酸就这样盲目随机地排列组合,凭空产生了处理柠檬酸盐所需的一切,而大肠杆菌原本根本没有任何可以利用它的基础。这种毫无廉耻的谎言,正是道金斯在他那本所谓“最伟大的表演”全书中的一贯做法。可怜的读者们还以为自己在阅读启迪心智的科学著作,殊不知道金斯正在嘲笑他们,轻视他们的智商。
你还会看到我们同胞中那些迷信的鼓吹者;至今仍有人将伦斯基的实验描述为无神论进化论者手中最有力的证据之一,而那些进化论者竟宣称:偶然巧合能够产生复杂的结构。
综上所述,这就是伦斯基实验的故事。我们祈求真主使我们有机会在未来的另一期节目中对此进行更深入的探讨,因为其中蕴含着彰显至高无上造物主大能的伟大证据。愿真主的平安与慈悯降临于你们。