所以现在的探索目标是破解人类蛋白质组——这是一个如此新颖的概念,以至于蛋白质组(proteome)这个术语十年前甚至还不存在。蛋白质组是创造蛋白质的信息库。“不幸的是,”《科学美国人》在2002年春天评论道,“蛋白质组比基因组复杂得多。”
这话说得太轻描淡写了。你会记得,蛋白质是所有生命系统的主力军;任何时刻,任何细胞中都可能有高达一亿个蛋白质在忙碌。要弄清楚这么多的活动,工作量可真不小。更糟糕的是,蛋白质的行为和功能不仅基于它们的化学性质(像基因一样),还基于它们的形状。要发挥作用,蛋白质不仅需要具备必要的化学成分,并正确组装,而且还必须折叠成一个极其特定的形状。“折叠”是使用的术语,但这具有误导性,因为它暗示了一种实际上并不存在的几何整洁性。蛋白质以既奢华又复杂的方式环绕、盘绕和褶皱成各种形状。它们更像是被疯狂扭曲的衣架,而不是折叠好的毛巾。
此外,蛋白质(如果我可以被允许使用一个方便的古语)是生物世界的摇摆者。根据情绪和代谢情况,它们会允许自己被磷酸化、糖基化、乙酰化、泛素化、法呢基化、硫酸化,并连接到糖基磷脂酰肌醇锚上,等等诸多变化。看起来,通常只需要很少的刺激就能让它们行动起来。《科学美国人》指出,喝一杯葡萄酒,你就会显著改变你体内蛋白质的数量和类型。这对饮酒者来说是个令人愉快的特点,但对试图理解正在发生什么的遗传学家来说,却不那么有帮助了。
这一切可能开始显得极其复杂,并且在某些方面确实是极其复杂的。但这一切背后也有一种潜在的简单性,这归功于生命运作方式中同样基本的潜在统一性。所有那些赋予细胞活力的微小、灵巧的化学过程——核苷酸的协同努力,DNA转录成RNA——只进化了一次,并且自那时起在整个自然界中几乎保持固定。正如已故法国遗传学家雅克·莫诺半开玩笑地说的那样:“任何对大肠杆菌来说是真实的,对大象来说也必定是真实的,只不过程度更甚而已。”
每一个生物都是对一个原始蓝图的阐述。作为人类,我们仅仅是增量——我们每个人都是一个尘封的档案库,里面充满了可以追溯到38亿年前的调整、适应、修改和幸运的修补。值得注意的是,我们甚至与水果和蔬菜都有相当密切的关系。香蕉中发生的化学功能中,大约有一半与你体内发生的化学功能基本相同。
这句话怎么强调都不过分:所有生命同出一源。这就是,而且我怀疑将永远证明是,存在的最深刻的真理。
《万物简史》
第六部 通往我们之路
猿的后代!我亲爱的,
让我们希望那不是真的,但如果是,
让我们祈祷它不会变得
众所周知。
——据说是伍斯特主教夫人在
达尔文进化论被解释给她听后
说的话
《万物简史》
第27章:冰封时刻
我做了一个梦,又不全是梦。
明亮的太阳熄灭了,星星
在漂泊……
——拜伦,《黑暗》
1815年,在印度尼西亚的松巴哇岛上,一座英俊而长期沉寂的山峰坦博拉火山壮观地爆发了,其喷发和相关的海啸造成十万人死亡。这是一万年来最大的一次火山爆发——是圣海伦斯火山爆发规模的150倍,相当于六万颗广岛原子弹的威力。
那个时代新闻传播得并不快。伦敦的《泰晤士报》在事件发生七个月后才刊登了一篇小报道——实际上是一位商人的来信。但此时,坦博拉火山的影响已经显现。三十六立方英里的烟灰、尘土和砂砾扩散到大气中,遮蔽了太阳光线,导致地球冷却。日落异常但朦胧多彩,艺术家J.M.W.特纳令人难忘地捕捉到了这一效果,他对此再高兴不过了,但世界大部分时间都笼罩在一种压抑、昏暗的阴霾之下。正是这种死寂的昏暗激发了上面拜伦的诗句。
春天从未到来,夏天从未变暖:1816年被称为无夏之年。各地的庄稼都未能生长。在爱尔兰,一场饥荒和相关的伤寒疫情导致六万五千人死亡。在新英格兰,这一年被普遍称为“一千八百冻死年”。早霜持续到六月,几乎没有播种的种子能够生长。由于缺乏饲料,牲畜死亡或不得不提前屠宰。无论从哪个方面看,这都是可怕的一年——几乎可以肯定是近代农民最糟糕的一年。然而,全球气温仅仅下降了大约1.5华氏度。正如科学家们将了解到的那样,地球的自然恒温器是一个极其精密的仪器。
十九世纪已经是一个寒冷的时期。两百年来,特别是欧洲和北美经历了一个后来被称为小冰期的时期,这使得各种冬季活动成为可能——泰晤士河上的冰上集市、荷兰运河上的滑冰比赛——这些活动现在大多已不可能。换句话说,那是一个寒冷感深深印在人们脑海中的时期。因此,我们或许可以原谅十九世纪的地质学家们迟迟未能意识到,他们生活的世界与之前的时代相比实际上是温暖的,而且他们周围的大部分土地是被碾压的冰川和即使是冰上集市也会被破坏的寒冷所塑造的。
他们知道过去有些奇怪。欧洲的景观上散布着难以解释的异常现象——法国南部温暖地区的北极驯鹿骨骼、搁浅在不可思议地方的巨大岩石——他们常常提出富有创造性但不太可信的解释。一位名叫德吕克的法国博物学家试图解释花岗岩巨石如何停留在汝拉山脉石灰岩山坡高处,他提出也许它们是被洞穴中的压缩空气像汽水瓶塞一样射到那里的。对于一块移位的巨石,术语是漂砾(erratic),但在十九世纪,这个表达似乎更常用于理论而非岩石本身。
伟大的英国地质学家亚瑟·哈勒姆曾提出,如果地质学之父詹姆斯·赫顿访问过瑞士,他会立刻看出那些被雕刻的山谷、磨光的条痕、岩石被倾倒留下的明显岸线以及其他指向冰盖经过的丰富线索的重要性。不幸的是,赫顿并非旅行者。但即使只有二手资料可供参考,赫顿也断然拒绝了洪水将巨石搬运到三千英尺高山坡上的观点——他指出,世界上所有的水都不能让巨石漂浮起来——并成为最早主张广泛冰川作用的人之一。不幸的是,他的观点未受注意,在接下来的半个世纪里,大多数博物学家继续坚持认为岩石上的沟壑可以归因于过往的马车甚至钉鞋的刮擦。
然而,当地的农民,未受科学正统观念的污染,却更清楚情况。博物学家让·德·夏庞蒂埃讲述了这样一个故事:1834年,他正与一位瑞士樵夫沿着乡间小路散步,他们聊起了路边的岩石。樵夫不假思索地告诉他,这些巨石来自格里姆瑟尔,一个相当远的花岗岩区域。“当我问他认为这些石头是如何到达它们现在的位置时,他毫不犹豫地回答:‘格里姆瑟尔冰川把它们运到了山谷的两侧,因为那个冰川过去一直延伸到伯尔尼镇那么远。’”
夏庞蒂埃欣喜若狂。他自己也得出了这样的观点,但当他在科学集会上提出这个想法时,却遭到了驳斥。夏庞蒂埃最亲密的朋友之一是另一位瑞士博物学家路易斯·阿加西,后者在最初的怀疑之后,接受了,并最终几乎独占了这个理论。
阿加西曾在巴黎师从居维叶,当时在瑞士纳沙泰尔学院担任自然历史教授。阿加西的另一位朋友,植物学家卡尔·辛珀,实际上是第一个在1837年创造“冰河时代”(德语Eiszeit)这个术语的人,并提出有充分证据表明冰不仅覆盖了瑞士阿尔卑斯山,而且覆盖了欧洲、亚洲和北美的大部分地区。这是一个激进的概念。他把笔记借给了阿加西——然后非常后悔,因为阿加西越来越多地获得了辛珀认为(有一定道理)属于他理论的功劳。夏庞蒂埃同样最终与他的老朋友反目成仇。亚历山大·冯·洪堡,另一位朋友,可能至少部分地想到了阿加西,当时他评论说科学发现有三个阶段:首先,人们否认它是真的;然后他们否认它重要;最后他们把功劳归于错误的人。
无论如何,阿加西将这个领域据为己有。为了理解冰川作用的动力学,他去了所有地方——深入危险的冰隙,登上最崎岖的阿尔卑斯山峰顶,常常显然没有意识到他和他的团队是第一个攀登它们的人。几乎在所有地方,阿加西都遇到了对接受他理论的顽固不情愿。洪堡敦促他回到他真正擅长的领域——化石鱼类,放弃对冰的这种疯狂痴迷,但阿加西是一个被一个想法占据的人。