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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,折叠成一条染色体。DNA梯子的横档叫做碱基对(7)。碱基对有什么功用呢?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30亿个碱基对(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个横档或碱基对。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。