基因突变叫停！

本周，我将进行一项不可能的试验。

我挥动魔棒，立刻就能使所有物种的基因突变率变为零，永远不再有突变了。然后我要看看将进化停止要花多长时间。

我的报告将追溯至数千年前。

正如我在以往专栏中提及的那样，突变是DNA的意外变异，也是进化的原材料。它使得动物的皮毛有了黑色和金色之分；花瓣有了粉色和蓝色之别；使有能像bar-headed geese （）那样能飞跃喜马拉雅山的动物，也有能像鳄鱼那样长期在水下捕食的动物。突变是我们周围所有物种各不相同的最终原因，是人类区别于香蕉，海星区别于毒菌的最终原因。

事实上，停止突变在自然科学领域是不可能的，所以我才要借助魔棒，但是如果突变停止了，进化也就停止了。

但是进化不会停止的。至少不会停止很久。

虽然我们习惯把“进化”这个字眼儿想得很漫长、很浩大——从鱼进化为蛙，后来是猴子，最后是猿，但是科技上这个词的定义却直白的多。进化不过是一个物种的一个基因随着时间的推移，频繁发生变化而产生的不同变体。

试想一个蚊子种群就能解释清楚。假设这个种群中的大多数蚊子都对杀虫剂很敏感，但是有一少部分体内有抗药性的基因。如果你突然碰撒杀虫剂，可以杀死很多对药敏感的蚊子，而那些抗药性好的就会继续繁殖，而他们的后代必然会更多，这个种群就会进化一小步。（这篇文章中暂不讨论非基因因素的影响，例如：文化，这个因素对人类进化很重要，但是对其它生物来说没多大影响。）

简而言之，遗传变异是进化不断向前的必要动力。对于大多是物种来说都已进行了大量的遗传变异。

看看我们自己。基因在人与人之间的差别包括可以品尝出不同味道的能力，消化酒精或牛奶的能力，抵抗疟疾和HIV的能力；还包括不同的肤色、发色、眼睛颜色；易患心脏病或乳腺癌的体质；胸毛的数量，胡子的浓密，谢顶的潜在可能性；这种例子不胜枚举。

不仅仅是人类和人类身边的猫、狗、羊及其它物种有大量基因变异。一定数量的野生物种也有多种种类。几英尺高的橡树在橡树果形状和大小上都各不相同。同一群雄性孔雀鱼的鱼鳞呈现不同的颜色，甚至连身上的花斑也绝不雷同。同一种类的果蝇腹部的刚毛数量不等，杆状眼蝇的杆状眼长度不等。最有名的Galápagos finches（一种雀类）的喙形也区别很大。

事实上，过去几十年来人们一直对有多少种遗传变异争论不休，因为这个数字远远超出任何人的想象。而有些变异（究竟有多少变异是争论的焦点）其实是没什么意义的，或者可有可无——坦白讲根本就没用。但是其它一些变异则对一个物种的生存和繁殖意义重大。当然，一个基因是否能发挥作用取决于周围环境。抗药性在有杀虫剂的地方有用，但是在没有杀虫剂的地方就没什么用了：有时甚至是有害的。在不喷洒杀虫剂的地方，蚊子没有抗药基因反而好。出于某些原因，抗药基因会使你在冬天生存力下降。

既然有这么多与生俱来的变异，那么遏制突变就不会使进化停止，除非所有有用的遗传变异都停止，那样一个物种就都有一套相同的基因。

这个过程要花费多长时间？这要取决于一些因素。如生活方式、自然力量、减少基因变异的行为；还有一些促进这个进程的行为。我们来看几个例子，（我肯定不能包罗万象，否则我们就得在这耗几个小时了）。

引起基因变异的有些原因消失了，其中最重要的是物种冲突。如：19世纪时瑞典的海狸几乎被捕杀灭绝。今天瑞典境内的10万只海狸是上世纪20年代从挪威进口的不到50只的海狸的后代。可想而知，如此小的基数限制了多少变异，所以今天瑞典的海狸几乎没有显示多少变异。

有时，自然选择也是物种特性统一的推动者。如果自然选择偏向某种相同的特性，例如：抗药性，那么这种抗药性基因就会在种群内大量繁衍，直达每个个体体内都有。随后变异会推进的非常快，以人类为例，如果人类对某种基因进行选择性繁殖，那么20代后这个基因就会成为统一基因。

但是这个“如果”是一个很庞大的工程。自然选择有其时效性和突发性，可能每年都会偏向不同的基因。只要没有哪种突发性足够强大，那么就会有各种不同的基因延续下去。这种突发性恰恰可以解释Galápagos finches的喙和体型大小方面的差别很大。从1972年到2001年间，对Daphne Major 岛上的两种雀类的喙和体型不断进行测量，结果显示，鸟喙从钝变尖，体型由大变小。显然自然选择趋向了同一方向——即选择了相同的特性，而这种选择至多连续3年。

虽然生活方式会促使基因多样性，但是这其中最重要的动力无疑是有性繁殖。有性繁殖将基因汇总，不断产生新的基因组合方式。（有性繁殖和突变最重要的区别就是前者只能创造新的基因组合，即这些基因是以前就有的。如果每个个体的基因都一样，那有性繁殖就没有意义了）对于有性繁殖最重要的是它可以减弱基因之间的联系。例如：有性繁殖意味着含有毛色或血型的基因可以分别遗传，你是你父母基因的混合产物。而无性繁殖就是全盘照搬父母的基因，即克隆。如果其中一个基因出现严重病症，整个染色体就会遭殃。

但是有性繁殖并不是唯一物种多样化的源头，生活方式也起了推波助澜的作用。对于很多植物来说，它的多样性还不止限于我们今天在染色体中看到的。大量的遗传时代储存罐，即种子，还深埋在土中，就像一个种子银行。虽然很多种植物的种子时间久了就不能再萌发，但是有另外一下埋在地下几十年甚至数个世纪后仍能发芽。 有一颗在干涸的湖床中沉睡了1000年的莲花种子被重新挖出播种后居然发了芽。

（关于上面的莲花一例，可以通过碳定年来确定果实的年龄。然而，一般来说要判断一个种子的年份却很难。多亏了William James Beal博士的深谋远虑。在密歇根州的兰辛东部有个对种子萌发的试验，已进行了120多年。早在1879年，Beal博士将沙土、和21种不同植物的种子的混合物装在20个瓶子里。以相等的时间间隔，打开瓶子，将瓶内的沙土换成土壤和水混合物。直到最近，第120个年头，共有26课不同物种的种子发芽，有些还结出了正常的种子。下一瓶计划将在2020年开启。）

种子银行可以储存现今所有植物的基因变异，或者还要多，它们可以缓冲植物物种基因的消失：今天消失的某种基因，可能在未来的某天恢复。有些动物也有穿越时间的能力。节肢动物和轮虫（一种小无脊椎动物）在条件恶劣的时代可以进入假死状态。几年后又可复苏：这样消失的基因就可重现。

所有这一切都说明，即便我挥动魔棒，永远的停止突变，至少还有些物种的进化可以持续很久，可能永不休止。