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果蠅.基因.怪老頭:生物行為起源的探尋

果蠅.基因.怪老頭:生物行為起源的探尋

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9789571344768
莊安祺
時報出版
2006年5月04日
120.00  元
HK$ 102
省下 $18
 
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* 叢書系列:NEXT 系列
* 規格:平裝 / 328頁 / 14.8*21. / 普級 / 單色印刷 / 初版
* 出版地:台灣


NEXT 系列


自然科普 > 動物/植物 > 生態/動物行為









  在基因和行為關聯的研究中,許多最初的答案都來自果蠅,而特立獨行、老愛另闢蹊徑的生物學家班澤,堪稱神經遺傳學界的「蒼蠅王」──當賦予生物愛欲、記憶、時間感的基因密碼,在班澤的果蠅實驗室中一一揭曉,人類行為起源的終極奧秘,是否也已近在咫尺?

  「生命是什麼?」是一本書的書名,也是千古多少哲人智者亟欲解答的大問。而在二十世紀前葉,這個疑惑吸引了許多青年科學家投身分子生物學領域,包括發現雙螺旋結構的華生與克立克。堪稱今日生物學界最聰明、但還沒得過諾貝爾獎的班澤,也是其中之一。二戰之後,他從當紅的半導體,轉行研究病毒。六○年代起,他利用果蠅來研究基因與動物行為發展的關係,獲得一系列重大發現,包括發現第一種控制動物行為的基因--控制果蠅生理時鐘的基因。也讓果蠅再次成為遺傳研究的英雄物種。

  後繼研究者踩在班澤的肩上,持續探索與記憶、學習、求偶、性別、疾病及老化相關的基因碼,造就分子生物學成為當代顯學,以及生物科技產業的勃勃商機。然而,測定遺傳基因碼,就能完全解開形塑動物、甚至人類行為的奧秘嗎?生物科技的大膽企圖,是否僭越了造物者與人的分際?研究愈是有成,班澤愈是敬畏生命的偉大,因而對生技應用潛藏的人性、倫理危機,提出了警世預言。一位科學家的精彩人生與觀點、遺傳學的蜿蜒發展,以及果蠅的「犧牲奉獻」,在《雀喙之謎》作者溫納的筆下,以豐潤的人文筆調,交織成《果蠅?基因?怪老頭》的進行曲。

作者簡介

  強納森.溫納 Jonathan Weiner:曾任《科學》期刊的撰稿者及編輯。除了1995年獲得普立茲獎非虛構類桂冠的《雀喙之謎》(The Beak of the Finch),另著有《行星地球》(Planet Earth, 1986)及《下個百年》(The Next One Hundred Years,)。《果蠅.基因.怪老頭》是他的第四本著作。

  西摩爾.班澤 Seymour Benzer:1921年生於美國,為分子生物學的奠基者之一。他首開先河,利用突變果蠅研究基因與行為模式之間的關聯性,開創神經遺傳學的學門。班澤幾乎囊括了所有重要的生物醫學學獎項,包括拉斯卡獎(Albert Lasker Award for Basic Medical Research)、沃爾夫獎(Wolf Prize in Medicine)、克拉福獎(Crafoord Prize)等等。

譯者簡介

  莊安祺:台灣大學外文系畢業,美國印第安那大學英美文學碩士,現任職傳播媒體,譯作豐富,包括《感官之旅》、《愛之旅》、《AQ》、《A+的秘訣》、《贏在說服力》、《洗手戰疫》等書。



導讀 
二十世紀遺傳學的大轉變──果蠅,分子,行為/程樹德

第一部 奧卡姆城堡
第一章 如此簡單的開端
第二章 白眼果蠅
第三章 生命是什麼?
第四章 天使的手指
第五章 新研究和隱秘角落。

第二部 柯諾普卡法則
第六章 第一道光
第七章 第一個抉擇
第八章 第一種時間感
第九章 第一次戀愛
第十章 第一份記憶。

第三部 皮克特衝鋒
第十一章 果蠅前肢實驗室
第十二章 複製本能
第十三章 解讀本能
第十四章 論戰之火
第十五章 上主的傑作
第十六章 巴夫洛夫的高禮帽
第十七章 崇山峻嶺
第十八章 命運之結
第十九章 皮克特衝鋒。



導讀

二十世紀遺傳學的大轉變∣∣

果蠅,分子,行為

  江山代有人才出,各領風騷數十年,歐美英文世界的科普作家英豪輩出。就以生物學領域言之,從一九六○年代起,莫里斯(Desmond Morris)的作品《裸猿》(The Naked Ape)、卡森女士(Rachel Carson)的《寂靜的春天》(Silent Spring)、華生的《雙螺旋》(The Double Helix)等均激盪出漣漪無數。其後到七○年代,古爾德(Stephen Jay Gould)、道金斯(Richard Dawkins)、威爾森(E. O.Wilson)相繼出場。他們的著作如《達爾文大震憾》(Ever Since Darwin)、《自私的基因》(The Selfish Gene)及《社會生物學》(Sociobiology)等等,更激動人心,引發大爭論。到了九○年代,另一批作家登台,瑞德利(Matt Ridley)、巴羅(Connie Barlow)及溫納各擅勝場,你現正捧讀的書,是溫納的第四本,而第一本被譯成中文的,叫《雀喙之謎》(The Beak of the Finch)。

  溫納不像華生或威爾森。後者都是學者,作品的長處是專業及獨創見解,但短處常是偏見我執,沒法照顧各方意見。前者(包括瑞德利及巴羅)由記者或編輯蛻變而成,能博諮眾議,見識常更寬廣。溫納是哈佛大學畢業,曾任《科學》(Sciences)期刊編輯及撰述作家。他的作品中,常有文史哲滲入,充分顯示其博雅,這本《果蠅?基因?怪老頭》,不但談一位精彩科學家,也涵蓋古典遺傳學、分子遺傳學及行為遺傳學的部分歷史,極有啟發力,何在呢?請讓我隨處點出。

一、古典遺傳學的興起

  凡讀過高中生物的人,必然對孟德爾的豌豆雜交實驗略有印象。這位捷克布魯諾地區修道院修士利用空地種豌豆,一代又一代進行雜交,花了七年才有結論,可是沒人重視,只有鬱鬱而終。這劃時代的研究,等了三十五年才被發現,因之古典遺傳學要到一九○○年才算正式誕生,大約它的孕育時間特長,所以一出生,就活蹦亂跳,精力充沛。

  既然遺傳特性像一顆顆粒子藏在細胞裡面,它到底在那一個結構上?另一個需要解決的問題,倒是研究材料的取捨。碗豆從成長到開花結實,要好幾個月,太不符合實驗者要快要多且易養的要求。這兩個大問題,碰巧被紐約市哥倫比亞大學的胚胎學家摩根解決。遺傳學的重心從此由老歐洲,轉移到新大陸的美國。

  溫納重述這一小段歷史,用了科學哲學兩條所謂的「金科玉律」。其一是「奧卡姆剃刀法則」(Occam掇 Razor),這來自中世紀哲學家奧卡姆的說法:認為對現象的解釋,若有多種,那以最簡單者最佳。這想法本身當然非科學,但用來研究科學,倒像剃刀般尖銳。例如孟德爾之所以能超越於十九世紀所有思考遺傳現象之人,而鶴立雞群,就在於他能把性狀當成是小粒子,不能分割,然後用統計法來分析。這頗合乎奧卡姆剃刀法則,至於他這靈感的來源,就不易追尋了,但他曾在維也納大學修物理及化學,也當過物理實驗助理,或許數理思考及訓練有些助益。而「奧卡姆城堡」(Occam掇 Castle)則是指研究的根柢必須穩固,在沙上築堡必易傾倒,所以在選研究領域時,要找個最穩固的城堡。這項特徵,在摩根及班澤身上,都可發覺。

二、二戰後分子生物學如何興起?

  摩根不但用果蠅取代豌豆當研究材料,而且發現遺傳的粒子位在染色體上,但這粒子(即基因)是什麼化學分子組成的?怎麼影響生物外表的特性呢?這問題均尚無法解決。正巧在這時機,有好幾條研究取向,漸漸凝聚在一起。其一是用比果蠅更簡單的材料,以便研究基因。有人用紅麵包黴,有人用細菌及其病毒。這是奧卡姆剃刀法則的另一項應用吧!其二是很多物理學家想改行,跳入生物學,為何?推動力或許是量子力學已突破十年之久,眾星雲集處難有出頭機會,有野心的年輕人會向外發展,而拉的動力則在於,生物學內還有許多秘密在,值得破解。這時一位資深物理學者薛丁格的書《生命是甚麼?》(What is Life)就像共產黨宣言一樣,是革命的號角,是進攻的鼓聲,讓許多人讀了之後,投入這一事業。華生、班澤、克立克等人,均受這本書感召,可見科普書不只能散播科學,更是促進科學的重要輪轂。

  導致分子生物學興起,當然還有其他學科的進展。例如物理學者發明了電子顯微鏡,可看見細胞及病毒的細微結構,X光結晶學能解開分子結構,細菌學者也發現核酸可以攜帶遺傳訊息。這幾項進展,在戰後催化雙螺旋的發現,也引爆了分子生物學,其擴張速度,遠勝於世紀初孟德爾重現江湖時的發展。

三、班澤幼年啟蒙及成年後研究風格

  作家辛克萊?劉易斯(Sinclair Lewis)寫的小說《艾羅史密斯》(Arrowsmith),談德籍科學家戈特萊柏如何執著於真理及誠實,把科學描繪成探險、羅曼史、信仰及生活方法,激勵了一個世代的年輕人。班澤十幾歲時讀了這書,崇拜之至,特地買枝鋼筆及最黑的墨水,以模倣戈氏蜘蛛網似的筆跡。

  班澤跟費曼一樣,都是在紐約長大的猶太孩子,對科學的熱情高,隨著興趣走,因此班澤學術生命中,換了幾次主題。首先是電子學,他研發了一種整流器。隨即跳入新興的分子生物學,深入解析噬菌體基因的微細結構。這時他已頗具盛名,但仍敢跟著感覺走,離開熟悉的領域,進入爭議最烈之地,即行為遺傳學。

  這或許就是偉大科學家異於常人處。新開拓的領域,有點像火耕後的森林,能在頭兩年產出最豐碩的穀物,但地力隨即大減,不再肥沃,後來的莊稼人辛勞少獲,而聰明人已移耘他處,班澤多次轉行,該是有此體驗吧!

四、行為遺傳學怎大受攻擊呢?

  行為遺傳或社會生物學有相似的目標,即分析行為怎樣由遺傳及環境所塑造。這看似無害的活動,若被扭曲誤解,就可能被壞心人所利用。例如,假設智商確由遺傳所決定,不受環境(學習、家庭、教育)任何影響,有人就將以此為藉口,剝奪考試略差學童受教育的機會,甚至不讓智商低的人生育。這將是嚴重剝奪人權之事,鑑於納粹及日寇暴行、歐洲與美國的種族偏見,確實需要有心人警覺察訪。

  因此我們可見到一方是著名學者樂翁亭(Richard Lewontin)、古爾德、貝克韋斯(Jonathan Beckwith)、哈伯德(Ruth Hubbard),強烈攻擊;另一方是威爾森及動物行為學者,無辜地防禦。

  一類研究直接將人類行為(如同性戀、酗酒、殺人)與染色體某小區聯繫在一起,其潛在台詞即是:若某人有這一特殊基因,即會表現這種行為。這類研究,常建基於沙灘上,因此最易傾覆,也易招致批判。

  而另一種行為研究,利用果蠅、線蟲、小鼠等,先篩選出行為突變,再分析哪個基因突變了。這種研究取向能發掘出一連串基因,讓人分析這些小齒輪的互動,且不涉人類行為,該是較少爭議的工作。

  班澤執著於第二種方式,因此從未招人攻擊,但他所開拓的生理時鐘、愛情、記憶研究,倒成了顯學,有些徒子徒孫,還會靠此開公司賣產品呢。

五、健全的科學文化中,必然有精彩的科普作品及作家

  溫納這本書,價值不遜於一本經典教科書,或可說,其寶貴處,遠非教科書、論文集、專論、評論所能及,更非這些作品所能涵蓋,這是科學文化中必須的要素,少了它,這社會的科學沒有根。

  從溫納這書,我們知道,像《艾羅史密斯》、《生命是甚麼?》、《雙螺旋》都激勵了一代的學子,也指出未來奮鬥的方向,是促進科學前進的巨輪。另外,科普書把科學介紹於全社會,使這文化滲透入各種心靈中,算是科學的親善使節,也召募少年或兒童進入科學,功效大矣。教育及研究的當權派,我向你們喊話,再忽略科普,這社會的科學文化永遠是歐、美、日的邊陲及殖民地!




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