分類: 知道 常識詞典 編輯 : 常識 發(fā)布 : 11-08

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DNA 里面到底可以寫入多少信息？比如袋鼠，小袋鼠出生之后，會自己爬到-袋子里，然后找到奶頭，如果它不能完成這一系列動作，就會死掉，剛出生的袋鼠能夠完成這一整套標(biāo)準(zhǔn)動作，是受大腦（或者植物神經(jīng)？）控制的，而它的大腦是在DNA的指揮下形成的，是不是可以說，袋鼠的DNA里面是包含這些求生信息的？人類也有類似的情況，據(jù)說小孩子喜歡狹窄的空間和遠(yuǎn)古時代人類生活的洞穴有關(guān)系。那么DNA到底能承載多少信息，在它可以承載的空間內(nèi)，如果多寫入一些知識，一個生物在出生后不就節(jié)省了學(xué)習(xí)的時間嗎？16 個答案

答案 1：

被邀請回答了。因為這個問題很難，需要一個非常棒的科普作家才能講好。而且，這個問題用一個這樣的回答，甚至科普文章，都不夠過癮。這玩意完全可以像讀一偵探小說一樣去讀。如果你有時間，我建議你可以去讀 Sean B. Carroll 的 Endless forms most beautiful: t-e new science of evo devo and t-e -king of t-e ani-l kingdom（Norton, New York, 1st ed edition, 2005）這樣的書。如果你不想去讀這本書，那就聽我這種偽專家隨便說說了。首先要澄清一下問題。先問一個，DNA 是什么？依中文維基的說法：〝脫氧核糖核酸（英語：Deoxyribonucleic acid，縮寫為DNA）又稱去氧核糖核酸，是一種分子，可組成遺傳指令，以引導(dǎo)生物發(fā)育與生命機能運作。主要功能是長期性的資訊儲存，可比喻為「藍(lán)圖」或「食譜」。其中包含的指令，是建構(gòu)細(xì)胞內(nèi)其他的化合物，如蛋白質(zhì)與RNA所需。帶有遺傳訊息的DN-段稱為基因。其他的DNA序列，有些直接以自身構(gòu)造發(fā)揮作用，有些則參與調(diào)控遺傳訊息的表現(xiàn)。〞換句話說，這本身是一遺傳編碼機制，問 DNA 能寫入多少信息，就好像問用莫爾斯電碼能發(fā)多少信息。只到有時間有空間，想寫多少就能寫多少。幸好，有問題說明，原來提問者關(guān)心的是那些先天就會的生物本能，和控制這些本能知識的可能性。這樣我想，問題其實是：DNA 存儲的是什么樣的知識？DNA 是如何存儲這些知識的？這樣的存儲機制是如何生成的？一般人的反應(yīng)，或許是，DNA 就是關(guān)于怎么讓一個人成為一個人并正常運作的知識，這知識當(dāng)然是通過基因及其調(diào)控機制來存儲的，通過進(jìn)化來完成的。看上去，這涉及了發(fā)育，生理，分子生物學(xué)，遺傳學(xué)等諸多領(lǐng)域，好像是緊密相連的數(shù)個不同的問題，但我想強調(diào)的是，這是幾個高度重疊的問題，從科普的角度上，它們完全可以當(dāng)成一個問題來理解。這可能有點令人困惑。假如人是一橦房子（很不恰當(dāng)?shù)谋扔鳎?，其實上面的問題就相當(dāng)于：這房子有什么樣的功能，是怎樣運作的，房子是如何建造的，房子的圖紙又是如何，建筑歷史如何，等等。房子怎么住，必然要在設(shè)計建造時考量，但，這畢竟是兩件事吧。好，讓我們看看人是怎樣的一橦房子。假設(shè)我們認(rèn)為人是一橦光鮮亮麗的大房子，當(dāng)我們走進(jìn)門，會發(fā)現(xiàn)，在這光鮮的外表下，還有一橦房子，看上去要古老一些。外面比起里面來，可能多了一些單元和附件，有些外表的改觀，多了些管線，但是，外面這大房子卻是里面這老房子撐起來的，最核心的部位和功能，供水供電，承重墻，都依賴?yán)锩娴睦戏孔印．?dāng)我們走進(jìn)里面這橦老房子，會發(fā)現(xiàn)里面還有橦更老的房子，它和外面的那橦老房子的關(guān)系，就像那橦老房子和最外面的房子的關(guān)系。老房子相對于更老的房子，也有些新的單元，而這些新單元，相對于最外面的房子的很多部件，已經(jīng)是不可或缺的基石。當(dāng)我們走進(jìn)這更老的房子，現(xiàn)在，不出意外的話，你已能預(yù)料到，這里面還有一橦更更老的房子，里面還有一橦更更更老的......直到我們走到這些房子的最里處，會看到那橦最古老的房子，它或許不能稱得上是房子，或許只是個小棚子而已，但是，它卻是整橦房子的基石，比如能量生產(chǎn)，最核心的管線都會走到這里，在這里完成一些最基本的原料加工。舉了這個比方，是想說，生物的進(jìn)化，不是一次次的革命，一次次的推倒重來，而是遞進(jìn)累加的，就像是這房子，總是在原來的基礎(chǔ)上，小改小修，加建補建。有人可能會奇怪，因為畢竟人，自然界的各種動物，相差何止千里，比如龍蝦，甚至，說到絕一點，那古老的三葉蟲，除了 DNA，細(xì)胞這些微觀的，難道人和這些動物真得在形態(tài)機理上共享著很多東西？（如果不記得這些東西長什么樣了，請自己搜索一下，并照照鏡子。）但是稍微一看，一想，你會發(fā)現(xiàn)人和這些動物有很多共同的形態(tài)特征。比如，大家都有頭，都有左右，都有肚腹。是的，這些是對稱性動物最基本的形態(tài)特征，就是從一個胚胎開始，哪怕還只是一個細(xì)胞，它們就會有三條基本的軸線：頭尾，胸背，內(nèi)外。你可以看看雞蛋，看它是不是有頭有尾。讓我們往更復(fù)雜的形態(tài)特征看，專注頭尾這條軸線。龍蝦的一個基本特征，就是這玩意在頭尾方向上是一節(jié)一節(jié)的。而三葉蟲也是一節(jié)一節(jié)的。事實上你可能馬上會聯(lián)想到自然界中無數(shù)的動物都有這樣的環(huán)節(jié)特征：蚯蚓，蝴蝶......。而我想說的是，人也是這樣的，不信你摸摸自己的脊柱。這當(dāng)然不是偶然的。這種環(huán)節(jié)特征在發(fā)育時是由一組專門的基因控制的，叫 Hox genes，英文 wiki 上是這樣說的（中文維基說得很不清楚）：“Hox genes are a group of related genes t-at specify t-e anterior-posterior axis and segment identity of metazoan organi-s during early embryonic development. ”這組 Hox genes，在上面提到的這些生物，包括人身上，都有，雖然各有不同，但基本功能一致，是所謂的同源基因，從同一組基因進(jìn)化而來。同理，關(guān)于各種重要的-，也都有相應(yīng)的基因來調(diào)控。而這些基因，也大多是在各種動物中有同源的基因。而就是這些基因，通過自身的調(diào)控機制，讓一個胚胎細(xì)胞能在正確的時間和位置一步步的分化發(fā)展成各種不同的組織細(xì)胞，協(xié)同工作，構(gòu)成一個復(fù)雜的多細(xì)胞生物體。出現(xiàn)這樣的情況，其實是很好理解的：進(jìn)化畢竟不是造房子，不是旁人給你建，不是平地起高樓，而是在自己身上建，要一邊住一邊建。所以，要是改動過大，把住戶自己給玩死了，那進(jìn)化也就無從談起了。所以進(jìn)化也不是隨便進(jìn)化的。為了把事情說清楚，讓我們回到進(jìn)化論的本源，重溫一下 Darwin 在《物種起源》里提出的基本觀點。粗粗來說，Darwin 在《物種起源》里的主要觀點有四個：>

物種的可變性。

自然界的可認(rèn)知性。

因為隨機變異而產(chǎn)生的發(fā)散型的變異趨勢（branc-ing off）。

自然選擇。

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