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问题 3

指令从哪里来?

指令从哪里来?

​请​看看​你​自己​。​为什么​你​的​样貌​是​这样​的​呢​?​什么​决定​你​眼睛​、​头发​和​皮肤​的​颜色​?​什么​决定​你​的​身高​和​体形​?​为什么​你​有些​地方​跟​父母​相似​?​为什么​指尖​的​一​面​是​柔软​的​肌肤​,​而​另​一​面​是​保护​指尖​的​坚硬​指甲​?

​在​达尔文​的​日子​,​以上​的​问题​都​是​不​解​之​谜​。​达尔文​看见​生物​的​特征​一​代​传​​一​​代​,​惊叹​不已​,​但​他​对​遗传学​的​定律​却​一无所知​,​对​细胞​里​主导​遗传​的​机制​就​更​不用​说​了​。​今天​,​生物学家​已​花​了​多​年​时间​,​研究​人类​遗传学​和​令​人​惊叹​的​脱氧核糖核酸​(​DNA​)​所​蕴含​的​详细​指令​。​但​说​到​底​,​最​重要​的​问题​还是​:​这些​指令​是​从​哪里​来​的​呢​?

许多​科学家​怎样​说​? 不​少​生物学家​和​其他​科学家​都​认为​,​DNA​和​其中​用​密码​写成​的​指令​,​都​是​在​一​段​漫长​的​岁月​里​单​凭​机遇​碰巧​而​成​的​。​他们​说​,​从​DNA​分子​的​结构​、​所​储存​和​传递​的​信息​以至​DNA​运作​的​方式​,​都​看​不​出​有​设计​可​言​。17

圣经​怎样​说​? 圣经​说​,​人体​各​部分​的​形成​和​形成​的​时间​,​比喻​说​来​都​跟​一​本​来​自​上帝​的​书​有关​。​在​上帝​启示​下​,​大卫​王​这样​谈及​上帝​:​“​我​还是​胚胎​的​时候​,​你​的​眼睛​就​看见​我​了​。​我​身​上​未​有​一​处​成形​,​我​百体​受​造​的​日子​都​已经​记​在​你​的​册​上​了​。​”​(​诗篇​139:16​)

证据​显示​什么​? 如果​进化论​是​对​的​,​我们​就​该​看​到​一些​证据​,​显示​DNA​至少​有​可能​是​由​一连串​偶发​事件​产生​出来​的​。​如果​圣经​是​对​的​,​我们​就​该​看​到​明显​的​证据​表明​DNA​是​智慧​的​结晶​,​出​自​高明​的​设计者​。

​如果​用​浅白​的​措辞​讲解​,​DNA​这个​课题​挺​容易​明白​,​也​引人入胜​。​那么​,​就​让​我们​再次​参观​一下​细胞​吧​,​但​这​次​参观​的​是​人体​细胞​。​请​想象​你​来​到​​一​座​展示​人体​细胞​运作​的​博物馆​。​这​座​博物馆​仿照​典型​的​人体​细胞​建造​,​是​细胞​体积​的​1300万​倍​左右​,​像​一​个​能​容纳​约​​7万​​观众​的​巨型​运动场​那么​大​。

你​一​走​进​细胞​博物馆​,​就​走​进​了​一​个​奇妙​的​世界​,​到处​都​是​奇形怪状​的​东西​,​让​你​看​得​目瞪口呆​。​接近​博物馆​中央​,​有​个​大约​20​层​楼​高​的​球体​,​就是​细胞核​模型​。​你​走​过去​看看​。

“​工程学​上​的​伟举​”​——​DNA​的​收藏​方式​:​要​把​DNA​收藏​在​细胞核​里​,​就​好比​要​把​一​根​长​40​公里​(​24​英里​)​的​细线​收藏​在​网球​里​,​这​是​一​项​“​工程学​上​的​伟举”

细胞核​的​外层​是​核膜​,​你​从​核膜​的​一​道​门​走​进​细胞核​,​然后​环视​四周​。​这个​展览室​的​主要​展品​是​46​条​染色体​。​染色体​成​双​成​对​地​排列​,​但​各​对​长短​不一​,​最​靠近​你​的​一​对​大约​12​层​楼​那么​高​(​1​)​。​每​条​染色体​的​中央​都​比较​狭窄​,​看​起来​有点​像​两​根​连​着​的​香肠​,​但​粗​得​像​大树​的​树干​。​你​走​近​染色体​模型​,​看见​上面​缠​着​带子​。​再​仔细​看​,​带子​上​有​许多​直纹​,​而​直纹​之​间​又​有​许多​小​横纹​(​2​)​。​是​一叠叠​的​书​吗​?​不​是​,​其实​是​一叠叠​的​圈​。​你​去​拉​其中​一​个​圈​,​一​拉​就​拉​出来​了​。​令​你​吃惊​的​是​,​这个​圈​竟然​是​由​一连串​更​小​的​圈​盘绕​而​成​的​(​3​)​,​而​小​圈​都​排列​得​很​整齐​。​这些​小​圈​原来​又​是​由​一​条​好像​长长​的​绳子​一样​的​东西​盘绕​出来​的​。​这​条​好像​绳子​的​东西​究竟​是​什么​呢​?

奇妙​分子​的​独特​构造

​我们​干脆​把​这​东西​叫做​绳子​。​这​根​绳子​粗​​约​​2.6​厘米​(​1​英寸​)​,​紧密​地盘​绕​在​一些​轴儿​上​(​4​)​,​然后​再​盘绕​成​圈​。​这些​圈​跟​支撑物​相连​,​好​固定​位置​。​展览室​有​个​电子​屏幕​,​指​出​绳子​以​井然有序​的​方式​盘绕​起来​。​假如​你​把​每​个​染色体​模型​的​绳子​全都​拉​出来​弄​直​,​然后​一​条​一​条​地​连接​起来​,​绳子​的​长度​就​几乎​等于​地球​圆周​的​一半​!​ *

一​本​谈论​科学​的​书​说​,​这么​有效​的​收藏​方式​是​“​工程学​上​的​伟举​”​。18 如果​说​这个​工程学​上​的​伟举​并​非​出于​任何​工程师​,​你​会​相信​吗​?​假如​这​座​博物馆​里​有​一​家​大型​的​百货​商店​,​货品​琳琅满目​,​排列​得​井井有条​,​不论​要​找​什么​货品​都​很​容易​找​到​,​这​家​百货​商店​会​不​会​没有​人​管理​呢​?​当然​不​会​!​可是​,​无论​​一​家​商店​的​货品​排列​得​多么​整齐​,​也​远远​比​不​上​染色体​的​组织​那么​井然有序​。

电子​屏幕​指示​你​拿​起​绳子​细看​(​5​)​。​你​照​着​做​,​发现​那​不​是​一般​的​绳子​,​而​是​由​两​股​线​互相​盘绕​而​成​的​,​两​线​之​间​还​有​间隔​相等​的​细线​相连​,​整个​构造​看​起来​就​像​一​个​被​拧​成​螺旋型​的​梯子​(​6​)​。​这​时​你​想​起来​了​。​你​拿​着​的​就是​DNA​分子​——​生命​的​一​大​奥秘​!

一​个​DNA​分子​有​系统​地​跟​轴儿​和​支撑物​结合​,​摺叠​成​一​条​染色体​。​DNA​梯子​的​横档​叫做​硷基对​(​7​)​。​硷基对​有​什么​功用​呢​?​染色体​又​有​什么​作用​?​电子​屏幕​简略​地​解释​了​一下​。

超凡​的​信息​储存​系统

​电子​屏幕​指​出​,​要​认识​DNA​,​就​必须​认识​DNA​梯子​的​横档​。​请​想象​梯子​从中​间​左右​分开​,​两边​各​有​部分​横档​。​横档​共有​四​类​,​科学家​所​用​的​代号​是​A​、​T​、​G​、​C​。​科学家​惊讶​地​发现​,​这些​字母​的​序列​是​传达​某​些​信息​的​密码​!

你​可能​听说​过​19​世纪​发明​的​摩尔斯电码​,​这​是​电报​传递​信息​时​所​用​的​编码​。​​摩尔斯电码​只​有​两​个​“​字母​”​(​点​和​短划​)​,​但​这​两​个​“​字母​”​能​组合​成​无数​的​词​和​句子​。​DNA​的​编码​则​有​四​个​字母​,​即​上​一​段​提​到​的​A​、​T​、​G​、​C​。​正如​字母​拼合​成​词语​,​词语​组​成​故事​,​故事​构成​篇章​,​最后​各​章​结集​成书​,​DNA​的​字母​拼合​成​密码子​(​“​词语​”​)​,​密码子​则​组​成​基因​(​“​故事​”​)​。​一​个​基因​平均​有​2万7000​个​字母​。​基因​连同​基因​之​间​的​间隔​部分​组​成​了​染色体​(​“​篇章​”​)​,​而​23​条​染色体​所​组​成​的​基因组​,​就​好比​一​本​有​23​章​的​书​,​其中​蕴含​了​一​个​生物体​的​全部​遗传​信息​。​ *

基因组​可​说​是​一​部​篇幅​很​长​的​作品​。​基因组​储存​了​多少​信息​?​人类​基因组​约​有​30亿​个​硷基对​(​DNA​梯子​的​横档​)​。19 如果​把​基因组​比​作​一​套​百科全书​,​每​册​起码​一千​页​,​全​套​书​就​有​428​册​,​而​一​个​细胞​有​两​个​基因组​,​就​合共​856​册​。​假如​你​要​用​打字机​把​基因组​的​信息​全​打​出来​,​就​必须​全时​工作​差不多​80​年​,​而且​不可​休假​!

不过​,​就算​你​把​信息​全都​打​好​也​没有​用​。​试问​你​怎​可能​把​好几​百​册​厚厚​的​书​全都​塞​进​一​个​微小​的​细胞​里​呢​?​再​说​,​你​的​身体​有​100万亿​个​细胞​呢​。​要​把​巨量​的​信息​压缩​到​如此​程度​,​实在​远远​超出​人​的​能力​范围​。

一​位​分子生物学​兼​电脑学​教授​说​:​“​干​重​1​克​的​DNA​,​体积​大约​是​1​立方​厘米​,​信息​容量​约​等于​一万亿​张​CD​[​光碟​]​。​”20 这​句​话​意味着​什么​呢​?​请​想想​,​DNA​蕴含​各​种​基因​,​也​就是​人体​发育​和​机能​运作​所​需​的​指令​。​每​个​细胞​都​有​一​套​完整​的​指令​。​小量​的​DNA​就​能​储存​巨量​的​信息​。​今天​全球​人口​约​有​70亿​,​一​茶匙​的​DNA​,​就​能​储存​350​倍​全球​人口​身体​发育​和​机能​运作​所​需​的​指令​。​要​储存​关乎​70亿​人口​的​指令​,​只消​茶匙​上​薄薄​一​层​DNA​就​够​了​。21

​有​书​但​没有​作者​?

​1​克​DNA​的​信息​容量​约​等于​一万亿​张​光碟

​现今​科技​发达​,​信息​储存​系统​日趋​微型化​,​但​没有​任何​人工​系统​能​媲美​DNA​的​容量​。​我们​姑且​把​DNA​比​作​光碟​。​光碟​外形​对称​,​表面​闪亮​,​设计​精良​,​显然​是​聪明​人​的​心血结晶​。​这​还​不止​,​光碟​储存​了​信息​,​这些​信息​不​是​无用​的​数据​,​而​是​一些​关于​制造​、​保养​和​维修​一​部​复杂​机器​的​指示​,​指示​既​详细​​又​有​条理​,​虽然​没有​明显​地​改变​光碟​的​重量​和​大小​,​却​是​光碟​最​重要​的​部分​。​这些​信息​必定​是​由​某​些​聪明​人​编写​的​,​对​吗​?​有​书​但​没有​作者​,​有​可能​吗​?

我们​把​DNA​比​作​光碟​或​书​并​不​是​没​道理​的​。​一​本​论述​基因组​的​书​指​出​:​“​严格​地​讲​,​说​基因组​是​一​本​书​并​不​是​在​打​比方​,​基因组​确实​是​一​本​书​。​任何​书​其实​都​是​一些​数码化​的​信息​……​基因组​也​一样​。​”​作者​又​说​:​“​基因组​是​一​本​非凡​的​书​,​在​合适​的​情况​下​,​基因组​能​自我​复制​和​阅读​自己​的​信息​。​”22 这​道​出​了​DNA​另​一​个​重要​方面​。

机器​开动​了

​你​站​在​静悄悄​的​展览室​里​,​心里​想​:​“​细胞核​里​真​的​毫无​活动​,​像​这个​静悄悄​的​展览室​一样​吗​?​”​这​时​,​你​留意​到​有​个​玻璃柜​放置​着​一​个​DNA​模型​,​柜​上方​有​个​电子​屏幕​显示​:​“​请​按钮​看​示范​”​。​你​一​按钮​,​讲解员​的​声音​就​响​起来​,​说​:​“​DNA​有​至少​两​个​重要​任务​。​第​一​是​复制​。​DNA​必须​被​复制​,​好​让​每​个​新生​细胞​都​有​完整​、​相同​的​遗传​信息​。​请​观看​模拟​运作​。​”

玻璃柜​的​一端​有​道​门​打开​,​进来​了​一​个​看​来​很​复杂​的​机器​,​原来​是​几​个​连​在​一起​的​机器人​。​机器人​走​向​DNA​模型​,​然后​爬​上去​,​就​像​火车​沿​着​轨道​行走​那样​。​机器人​爬​得​很​快​,​你​看​不​清​它​究竟​做​了​什么​,​只​见​它​一​爬​过​,​一​个​DNA​就​变​成​两​个​完整​的​DNA​。

​讲解员​说​:​“​大家​看​到​的​,​是​大大​简化​了​的​DNA​复制​过程​。​一​组​称​为​酶​的​分子​机器​沿​着​DNA​爬行​,​先​把​双​股​的​DNA​分开​,​再​用​分开​后​的​单​股​DNA​作​为​模板​,​在​每​个​单​股​上​产生​另​一​个​跟​模板​互补​的​单​股​DNA​。​我们​无法​向​大家​展示​机器​的​每​个​部分​,​例如​一​个​在​复制​DNA​之前​运作​的​小​工具​,​这个​小​工具​切​开​DNA​某​个​部分​,​让​DNA​自由​转动​,​不致​盘绕​得​太​紧​。​我们​也​无法​展示​在​DNA​复制​期间​进行​的​多​次​‘​校对​’​,​差错​全都​会​被​发现​和​修正​,​准确​程度​之​高​令​人​称奇​。​”​(​请​看 第​16​和​17​页的​插图​)

讲解员​又​说​:​“​我们​清楚​展示​的​是​速度​。​大家​留意​到​刚才​机器人​爬行​得​很​快​吧​。​事实​上​,​在​DNA​‘​轨道​’​上​爬行​的​那​组​酶​,​每​秒​爬​大约​100​个​横档​或​硷基对​。23 假如​把​DNA​‘​轨道​’​放大​至​火车​轨道​一般​大小​,​在​其​上​行走​的​‘​火车​’​就​以​时速​超过​80​公里​(​50​英里​)​前进​。​细菌​里​微小​的​‘​复制​机器​’​比​这个​速度​还​要​快​十​倍​!​在​人体​细胞​中​,​一队队​数​以​百​计​的​‘​复制​机器​’​会​在​DNA​‘​轨道​’​上​的​不​同​路段​工作​,​只消​八​小时​就​复制​了​整个​基因组​。​”24(​请​看​第​20​页​附栏 ​“​DNA​——​能​被​阅读​及​复制​的​分子​”​​)

“​读取​”​DNA​的​信息

​复制​DNA​的​机器人​离​去​后​,​另​一​部​机器​就​上场​。​这​部​机器​也​在​DNA​上面​爬行​,​但​比​先前​的​机器人​爬​得​慢​一点​。​这​次​,​机器​爬​过后​,​DNA​并​没有​改变​,​只是​同时​有​另​一​根​像​单​股​DNA​的​绳子​不断​从​机器​的​一​个​出口​走​出来​,​好像​机器​长​了​一​条​不断​生长​的​尾巴​。​究竟​是​怎么​一回事​呢​?

讲解员​说​:​“​DNA​的​第​二​个​任务​叫做​转录​。​蛋白质​是​构成​人体​的​主要​物质​,​而​DNA​上​的​基因​储存​了​制造​这些​蛋白质​的​方法​。​既然​DNA​从​不​会​离开​细胞核​这个​安全​地带​,​那么​基因​的​信息​又​怎样​能​被​读取​和​使用​呢​?​首先​,​有些​化学​信号​给​发放​到​细胞核​里​,​启动​了​DNA​上​某​个​基因​。​接着​,​大家​看​到​的​这​部​酶​机器​就​爬​上​有关​基因​所在​的​那​段​DNA​,​运用​核糖核酸​分子​(​RNA​)​把​​基因​复印​出来​。​RNA​的​构造​跟​DNA​不​同​,​但​样子​极​像​单​股​DNA​,​任务​是​读取​用​密码​写成​的​基因​信息​。​在​酶​机器​里​的​RNA​取得​了​基因​的​信息​后​,​就​离开​机器​,​走​出​细胞核​跟​核糖体​会合​。​在​核糖体​那里​,​基因​的​信息​就​会​用​来​制造​蛋白质​。​”

你​看​着​示范​,​心里​不​住​地​赞叹​。​你​觉得​这​座​博物馆​很​了不起​,​构思​建造​博物馆​和​这些​机器​的​人​实在​智慧​非凡​。​如果​整​座​博物馆​和​所有​展品​还​会​自动化​运作​,​能​展示​出​人体​细胞​内​同时​进行​的​无数​活动​,​你​又​觉得​怎样​呢​?​场面​必定​十分​壮观​,​更​令​人​赞叹​。

你​意识​到​,​其实​在​你​体内​100万亿​个​细胞​里​,​上述​那些​小巧​复杂​的​机器​正​持续​不断​地​运作​!​你​的​DNA​正​被​阅读​,​提供​指令​去​制造​数​十万​种​蛋白质​分子​,​构成​身体​中​的​酶​、​组织​和​器官​等​。​就​在​这​一刻​,​你​的​DNA​正​进行​复制​和​校对​,​让​每​个​新生​细胞​都​有​自己​的​一​套​指令​,​以​供​读取​。

为什么​该​想想​这些​事实​?

​让​我们​再​想想​:​“​这些​指令​是​从​哪里​来​的​呢​?​”​根据​圣经​,​载​有​这些​指令​的​“​书​”​和​指令​本身​都​源​自​一​个​超越​凡人​的​作者​。​这个​说法​真​的​不合时宜​、​跟​科学​相​抵触​吗​?

请​想想​:​人​能​建造​出​上述​博物馆​吗​?​要是​真​的​去​造​,​工程​必定​难​比​登​天​。​关于​人类​基因组​和​基因组​的​运作​,​还​有​很​多​不​解​之​谜​。​科学家​仍​在​探索​各​基因​的​位置​和​功能​,​而​基因​只是​DNA​的​一​小​部分​,​DNA​还​有​大​部分​是​不​含​基因​的​。​以前​科学家​把​这些​不​含​基因​的​部分​叫做​“​垃圾​DNA​”​,​但​近来​他们​的​想法​改变​了​。​他们​认为​这些​部分​可能​控制​着​基因​的​功能​和​运作​。​就算​科学家​真​的​能够​造​出​​一​​个​模型​,​结构​跟​DNA​一模一样​,​​连​那些​复制​和​校对​DNA​的​机器​也​通通​齐全​,​他们​又​能​不​能​使​模型​像​真​的​DNA​那样​运作​呢​?

著名​科学家​理查德​·​费因曼​临终​前​不久​,​在​黑板​上​这样​写​道​:​“​我​不​了解​的​东西​,​我​可​造​不​出来​。​”25 他​虚怀若谷​,​令​人​敬佩​,​而​他​的​话​正好​用​来​解释​DNA​的​情况​。​科学家​不​能​完全​了解​DNA​的​运作​,​就​造​不​出​DNA​,​也​造​不​出​有关​的​复制​机器​和​转录​机器​来​。​可是​,​有些​人​却​断言​自己​知道​DNA​是​全​凭​机遇​偶然​产生​的​。​你​看​过​上述​事实​后​,​认为​证据​真​的​支持​他们​的​说法​吗​?

一些​有​学问​的​人​认为​证据​支持​另​一​个​说法​。​发现​DNA​双螺旋​结构​的​其中​一​位​科学家​弗朗西斯​·​克里克​就​认为​,​DNA​分子​结构​精妙​绝伦​,​不​可能​是​由​不​受​指挥​的​事件​衍生​出来​的​。​他​提​出​​一​​个​说法​,​就是​有些​智慧​超凡​的​外星人​把​DNA​送​到​地球​来​,​好​让​生命​在​地球​上​出现​。26

著名​哲学家​安东尼​·​弗卢​提倡​了​无神论​50​年​,​最近​却​完全​改变​了​想法​。​他​81​岁​时​,​表示​自己​相信​生命​来​自​创造​,​而且​过程​必定​涉及​智慧​。​为什么​他​现在​会​这样​想​呢​?​就是​关于​DNA​的​研究​。​当​被​问​及​如果​他​的​新​想法​不​被​科学家​接纳​,​他​会​有​什么​感受​时​,​弗卢​说​:​“​那​就​太​可惜​了​。​我​一生​都​坚持​……​的​一​个​宗旨​,​就是​证据​在​哪​一​方​,​我​就​站​在​哪​一​方​。​”​27

你​认为​怎样​? 证据​支持​哪​一​方​呢​?​假如​你​走​进​一​家​工厂​的​核心​地带​——​电脑室​,​看见​电脑​正​执行​复杂​的​主程式​,​指挥​着​整​家​工厂​的​运作​,​还​不断​发出​指令​,​指示​员工​怎样​制造​和​保养​工厂​里​每​台​机器​,​主程式​也​在​自我​复制​,​并​进行​校对​,​以​确保​复制​无误​;​那么​,​电脑​和​电脑​程式​是​自行​产生​,​还是​来​自​一些​思想​有​条理​的​聪明​人​呢​?​你​认为​以上​事实​表明​什么​?​答案​不言而喻​。

^ 12段 《​细胞​分子生物学​》​(​英语​)​这​本​教科书​用​了​另​一​个​比例​。​这​本​书​说​,​要​把​这些​长长​的​绳子​收藏​在​细胞核​里​,​就​好比​要​把​一​根​长​40​公里​(​24​英里​)​的​细线​收藏​在​网球​里​,​但​要​放​得​很​有​条理​,​让​线​的​每​部分​都​能​轻易​拉​出​。

^ 18段 ​每​个​细胞​有​46​条​染色体​,​即​两​个​完全​相同​的​基因组​。