Journal of Creation 32(3):7-9.
2018年，斯多克爾(Stoeckle)和泰勒（Thaler）在《人類進(jìn)化》雜志(Human Evolution)上發(fā)表了一篇文章，題為“為何線粒體能定義物種？”(Why Should Mitochondria Define Species?)。1 文章挑戰(zhàn)了人們對(duì)地球生物歷史的認(rèn)知。兩位作者分析了近十年累積的DNA條碼資料，得出以下結(jié)論：1. 動(dòng)物界各個(gè)物種之間在基因序列上有空白區(qū)；2. 現(xiàn)存動(dòng)物種都是“在最近幾十萬(wàn)年內(nèi)從小群體發(fā)展起來(lái)的”。該文引起了大眾媒體的注意，我們作為創(chuàng)造論者如何看待這些發(fā)現(xiàn)？
文章使用的DNA序列比較短，本不是用來(lái)做譜系分析的，而是用來(lái)鑒定物種的，類似于商店里識(shí)別商品用的條碼，所以叫DNA條碼。然而隨著DNA條碼數(shù)據(jù)日益增多，斯多克爾和泰勒得以從中尋找譜系發(fā)生方面的蹤跡。
動(dòng)物DNA條碼都取自同一個(gè)基因，即線粒體內(nèi)的細(xì)胞色素氧化酶第一亞單位(COI)。細(xì)胞色素氧化酶是細(xì)胞在燃燒食物的時(shí)候直接與氧分子發(fā)生作用的蛋白質(zhì)。雖然動(dòng)物細(xì)胞中 大部分的DNA保存在細(xì)胞核內(nèi)，但是線粒體內(nèi)也有少量DNA，即線粒體基因組（圖1）。該DNA分子是通過(guò)母系遺傳的，沒(méi)有父母之間的混合，其序列比核內(nèi)DNA穩(wěn)定，而且物種之間也有較強(qiáng)的一致性（同源性），不同物種的COI序列可以用同樣的試劑盒來(lái)分析。線粒體DNA的同源性也方便了譜系分析。盡管COI基因只占線粒體基因組的5%，不到人體總基因組的百萬(wàn)分之一，但是根據(jù)該基因建立的譜系樹(shù)與根據(jù)整個(gè)線粒體基因組建立起來(lái)的譜系樹(shù)良好地吻合。根據(jù)COI序列進(jìn)行的動(dòng)物分類也與分類學(xué)專家根據(jù)總體性狀的分類結(jié)果一致。創(chuàng)造論遺傳學(xué)家納撒尼爾·詹森(Nathaniel Jeanson)也認(rèn)為根據(jù)線粒體DNA建立的譜系樹(shù)是準(zhǔn)確的、有意義的。2
這篇文章報(bào)告的一項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)，就是不同物種內(nèi)部的個(gè)體之間在COI基因上的差異都是驚人地相似，平均差異在0.0%到0.5%之間（人與人之間的平均差異是0.1%）。種內(nèi)變異主要是突變?cè)斐傻?。斯多克爾和泰勒認(rèn)為這些突變并不影響繁殖能力（中性突變），不受選擇，所以能夠隨時(shí)間而累積。線粒體基因的突變比核內(nèi)基因突變更不容易被自然選擇所識(shí)別，因?yàn)榫€粒體內(nèi)的基因讀碼系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，同義tRNA比較少，而且沒(méi)有選擇性剪接。無(wú)論這些突變是中性還是近中性，自然選擇都不會(huì)終止突變的累積。3
隨機(jī)突變的累積可用作一種分子鐘。雖然歷史上不同物種的突變率可能有所變化，但是突變的數(shù)目還是和時(shí)間相關(guān)的。既然所有的動(dòng)物種群都累積了相同數(shù)目的突變，這就強(qiáng)烈提示所有動(dòng)物群體都是在同一時(shí)間內(nèi)發(fā)展起來(lái)的。所以，斯多克爾和泰勒得出如下結(jié)論：
“就是說(shuō)，現(xiàn)存的動(dòng)物族群，不管它們目前的規(guī)模有多大，也不管它們與哪一個(gè)時(shí)代的化石相似，都是在過(guò)去20萬(wàn)年以內(nèi)發(fā)展起來(lái)的。20萬(wàn)年前，線粒體DNA沒(méi)有種內(nèi)差異?！?/p>
這兩位作者提議，線粒體DNA的種內(nèi)一致性可以用“瓶頸、始祖效應(yīng)、世系重整或基因取代”來(lái)解釋。所謂“世系重整”，就是一種基因形式通過(guò)隨機(jī)漂移排除了其他形式（類似于人類社會(huì)中某些姓氏因偶然因素而消失），“基因取代”則是強(qiáng)力的正向選擇的結(jié)果。“世系重整在小群體中的效果最強(qiáng)”，而基因取代則需要“群體中所有的線粒體基因組都從同一個(gè)母親重新發(fā)源?！?/p>
然后作者們推測(cè)：
“不知道是否發(fā)生了一系列的事件，為動(dòng)物界各個(gè)物種帶來(lái)了類似的后果，還是只發(fā)生了一個(gè)事件，影響了整個(gè)動(dòng)物界。根據(jù)簡(jiǎn)約原則（奧卡姆剃刀），應(yīng)該只用一個(gè)過(guò)程來(lái)解釋。”
同樣是這兩位作者，在幾年以前還反對(duì)這種想法：
“如果是瓶頸限制了變異，而所有動(dòng)物的歷史都不長(zhǎng)，那就意味著不久前所有的物種都經(jīng)歷了群體數(shù)量的銳減。這不太可能——幾乎就是諾亞方舟假說(shuō)——盡管長(zhǎng)時(shí)期氣候變化循環(huán)也可能造成廣泛的周期性瓶頸。”4
他們已經(jīng)捅開(kāi)了這層窗紙！數(shù)據(jù)完全符合年輕地球和全球性洪水，盡管還不能區(qū)分這是創(chuàng)造的始祖效應(yīng)和洪水的瓶頸效應(yīng)，因?yàn)閯?chuàng)造和洪水之間的時(shí)間并不長(zhǎng)。
至于線粒體時(shí)鐘在歷史上是否恒速運(yùn)作，線粒體DNA的突變率具體是多少，我們無(wú)從知曉，但是我們可以根據(jù)作者估算時(shí)間的方法對(duì)這篇文章所給出的時(shí)間跨度做出評(píng)價(jià)。既然現(xiàn)存人類和動(dòng)物群體是在同一時(shí)間發(fā)源的，斯多克爾和泰勒便根據(jù)公認(rèn)的人類歷史來(lái)估算動(dòng)物的歷史，而人類歷史又是基于“數(shù)千人的基因組分析、數(shù)萬(wàn)個(gè)線粒體基因序列、古生物學(xué)、人類學(xué)、歷史學(xué)和語(yǔ)言學(xué)”?；ü派飳W(xué)）在時(shí)鐘校對(duì)中起了重大作用，5,6 但是對(duì)化石的年代爭(zhēng)議很多。相反，詹森只考慮目前觀察到的線粒體DNA突變率（每代每人5-8個(gè)突變），發(fā)現(xiàn)人類線粒體基因組的變異情況更符合圣經(jīng)記載的六千年左右的歷史，而不是公認(rèn)的20萬(wàn)年。7,8
斯多克爾和泰勒的另一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)是動(dòng)物族群之間缺乏基因序列上的連續(xù)性。雖然種內(nèi)個(gè)體之間的變異很小，但是種間的序列差異卻很大。他們指出：
“DNA條碼的分布有兩個(gè)重要特點(diǎn)：1. 群內(nèi)變異低；2. 群間存在序列上的空白區(qū)，沒(méi)有過(guò)渡序列?！?/p>
這本不足為奇，因?yàn)闂l形碼就是用來(lái)區(qū)別物種的。如果物種之間在序列上有嚴(yán)重重疊，COI基因就不能當(dāng)條碼用了。然而斯多克爾和泰勒強(qiáng)調(diào)這種不連續(xù)性是很有道理的。分子譜系分析本來(lái)就是要把物種間的相似性和差異性做定量分析，而DNA和蛋白質(zhì)序列一直給人一種印象，就是種群之間只有量的差異。與宏觀性狀不同，人們很難在分子序列中看出質(zhì)的區(qū)別。由于今天大多數(shù)譜系樹(shù)都是基于序列比較，分子進(jìn)化論對(duì)其有強(qiáng)烈的依賴性，盡管這些譜系樹(shù)與古生物學(xué)分類會(huì)有沖突，不同的分子譜系樹(shù)之間也會(huì)相互矛盾。9 然而隨著DNA條碼資料的大量積累，斯多克爾和泰勒卻看出了線粒體基因組的種內(nèi)變異被“限制在狹窄的范圍內(nèi)”。
他們正確地返回到林奈與達(dá)爾文之爭(zhēng)，這兩位作者引用艾夫斯(Aves)等人的說(shuō)法：
“艾夫斯和他的同事們?cè)陉P(guān)于譜系地理學(xué)的一篇開(kāi)創(chuàng)性著作中，提到了生物學(xué)上的一個(gè)長(zhǎng)期爭(zhēng)執(zhí)，即林奈學(xué)派與達(dá)爾文學(xué)派之間的爭(zhēng)執(zhí)，林奈學(xué)派認(rèn)為物種是各自獨(dú)立的，而達(dá)爾文學(xué)派則強(qiáng)調(diào)種內(nèi)的漸進(jìn)性變化產(chǎn)生了新物種。”10
卡爾·林奈（Carl Linnaeus, 1707-1778）從亞里士多德時(shí)代留傳下來(lái)的“自然等級(jí)”出發(fā)，撰寫(xiě)了他的《自然系統(tǒng)》，開(kāi)創(chuàng)了生物分類學(xué)和雙名法，強(qiáng)調(diào)物種分別，物種間有不可逾越的鴻溝。同時(shí)代的布封(Comte de Buffon, 1707–1788)則反對(duì)這一觀點(diǎn)，撰寫(xiě)了《自然史》，倡導(dǎo)自然界有“看不見(jiàn)的過(guò)渡”。11 關(guān)于物種間是連續(xù)還是斷續(xù)的爭(zhēng)論一直延續(xù)到今天。斯多克爾和泰勒指出：
“種內(nèi)條碼緊湊成簇，種間卻一片空白，這些都是動(dòng)物界的關(guān)鍵事實(shí)，進(jìn)化論必須予以解釋。”
他們甚至為此提出了一個(gè)假說(shuō)：
“最親近的現(xiàn)存物種之間的距離或大或小，這可能反映了不同數(shù)量的已經(jīng)滅絕的過(guò)渡序列?！保ㄏ聞澗€是本作者加上的）
斯多克爾和泰勒認(rèn)為空白區(qū)可以用滅絕來(lái)解釋，他們引用了1973年范瓦倫(Leigh Van Valen)提出的“進(jìn)化論的新定律”，又叫“滅絕定律”。范瓦倫寫(xiě)道： “現(xiàn)有資料表明，所有的族群都以特有的、恒定的速度走向滅絕?！?nbsp;12
這一定律主要是基于化石記錄。按照范瓦倫的說(shuō)法，滅絕的主要原因是種間的生態(tài)互動(dòng)，所以滅絕的概率與物種的年齡無(wú)關(guān)。范瓦倫和他同時(shí)代的多數(shù)人一樣，相信新物種在不斷地出現(xiàn)。
既然沒(méi)有一個(gè)物種能長(zhǎng)期生存，那么從歷史上的任何時(shí)侯去看，所有的物種必然都是新的。然而，該定律認(rèn)為不同種群走向滅絕的速度不同，所以不能解釋為什么現(xiàn)存動(dòng)物種群的線粒體年齡都差不多。
值得指出的是，滅絕定律得到了當(dāng)代生物學(xué)的支持。植物遺傳學(xué)家圣弗德(John Sanford)在他的《基因熵》一書(shū)中，提出所有的物種都有一定的壽命，不是由于外在因素，而是由于基因組因隨機(jī)突變的累積而最終瓦解。3 圣弗德不認(rèn)為新的生命形式會(huì)自然發(fā)生，所以整個(gè)生物界的歷史也不是很長(zhǎng)。
斯多克爾和泰勒指出，還有23個(gè)小型無(wú)脊椎動(dòng)物門(mén)，其DNA條碼的分布尚不明了。隨著條碼分析資料的日積月累，它們的歷史軌跡也會(huì)越來(lái)越清晰。
創(chuàng)造論生物學(xué)家一直試圖為圣經(jīng)上講的“受造類”做出明確的定義。這些“類”是現(xiàn)存的和已經(jīng)滅絕的一切物種的祖先。斯多克爾和泰勒的研究雖然顯示多數(shù)動(dòng)物屬內(nèi)缺乏種間連續(xù)性，但是也有一些個(gè)別的屬，比如熊屬，種間變異相對(duì)不大。這不難解釋，熊屬內(nèi)的各個(gè)物種可能都是同一個(gè)受造類的后代，至今種間還可以雜交。或許DNA條帶數(shù)據(jù)可以幫助我們鑒定受造類并了解大洪水前后受造類的歷史。
斯多克爾和泰勒之所以能一投石激起千層浪，是因?yàn)樗麄兯l(fā)現(xiàn)的事實(shí)挑戰(zhàn)了統(tǒng)治學(xué)術(shù)界多年的達(dá)爾文漸進(jìn)主義思想。雖然動(dòng)物種群的絕對(duì)年齡值得討論，但是普遍年輕的線粒體基因是與近期創(chuàng)造或者大洪水所造成的基因瓶頸一致的。這些發(fā)現(xiàn)不僅不支持漫長(zhǎng)進(jìn)化的信條，而且DNA序列數(shù)據(jù)的不連續(xù)性也駁斥了新達(dá)爾文主義者一貫倡導(dǎo)的突變過(guò)渡機(jī)制。
Stoeckle, S.M. and Thaler, D.S., Why should mitochondria define species? Human Evolution 33(1–2):1–30, 2018. 10.14673/HE2018121037.
Jeanson, N., Replacing Darwin: The new origin of species, Master Books, Green Forest, AR, pp. 248–249, 2017.
Sanford, J.C., Genetic Entropy and the Mystery of the Genome, FMS Publications, Waterloo, NY, pp. 45-68, 2008.
Stoeckle, M.Y. and Thaler, D.S., DNA barcoding works in practice but not in (neutral) theory, PLOS ONE 9:7e100755, 2014.
Cann, R.L., Stoneking, M., and Wilson, A.C., Mitochondrial DNA and human evolution, Nature 325(6099):31–36, 1987.
Stringer, C., The origin and evolution of Homo sapiens, Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 371(1698):20150237, 2016.
Jeanson, ref. 2, pp. 182–186, 2017.
For a recent summary of molecular genetic evidence towards a young creation see: Tomkins, J., Empirical genetic clocks give biblical timelines, J. Creation 29(2):3–5, 2015.
Tomkins, J. and Bergman, J., Evolutionary molecular genetic clocks—a perpetual exercise in futility and failure, J. Creation 29:26–35, 2015.
Avise, J.C. Neigel, J.E., and Arnold, J., Demographic influences on mitochondrial DNA lineage survivorship in animal populations, J. Molecular Evolution 20:99–105, 1984.
Sloan, P.R., The Buffon–Linnaeus controversy, Isis 67(3):356–375, 1976.
Van Valen, L., A new evolutionary law, Evolutionary Theory 1(1):1–30, 1973.
聯(lián)系客服
