那篇BBC的研究是neutral theory 这一派。
群体遗传学:
http://en.wikipedia.org/wiki/Population_genetics
中性理论 vs. 自然选择:
http://en.wikipedia.org/wiki/Neutral_theory_of_molecular_evolution
The neutral theory of molecular evolution states that the vast majority of evolutionary changes at the molecular level are caused by random drift of selectively neutral mutants.[1] The theory was introduced by Motoo Kimura in the late 1960s and early 1970s, and although it was received by some as an argument against Darwin's theory of evolution by natural selection, Kimura maintained (and most evolutionary biologists agree) that the two theories are compatible: "The theory does not deny the role of natural selection in determining the course of adaptive evolution".[2] However, the theory attributes a large role to genetic drift.
基因漂浮:
http://en.wikipedia.org/wiki/Genetic_drift
木村资生:
http://en.wikipedia.org/wiki/Motoo_Kimura
简单的中文介绍:
木村資生(日语:木村資生,1924年11月13日-1994年11月13日),日本生物学家。他因提出分子水平的中性演化理论和对理论群体遗传学的完善而闻名于科学界。他的《分子演化的中性理论》被认为自达尔文的《物种起源》之后的最伟大的演化理论巨著之一。詹姆斯·F·克罗(英语:James F. Crow)将木村资生和古斯塔夫·马莱科视为新综合论三人(J·B·S·霍尔丹(英语:J. B. S. Haldane)、休厄尔·赖特(英语:Sewall Wright)、罗纳德·费雪)之后最伟大的演化遗传学家。
“通过对生物数据的详细分析,木村在1968年提出了分子水平的中性演化假说:在分子水平上大部分突变并没有被自然选择淘汰,自然选择对它们呈中性,群体中的中性等位基因的固定(fixation)是通过突变的随机漂变的平衡来实现的,他们的存活下来的概率是随机的(“运气”问题),而不是受到选择作用而留下来。中性假说完善了赖特的遗传漂变理论,并给木村早年和克罗提出有限位点模型(infinite site model)找到了实际的生物学依据。在木村提出中性演化假说之后,一大批木村的追随者和木村一道不断努力完善中性演化理论,并使其成为新兴分子数据分析的利器。1962年-1972年是木村学术生涯的第二个高潮。1970年,他与克罗合写的《理论群体遗传学引论》引导了许多人投身于群体遗传学。”
木村提出中性演化学说打破了以达尔文的自然选择学说一统天下的格局,在当时引起学术学界的相当大的反响。随着生物学科的发展和大规模物种的基因组测序工作的展开,中性学说在得到更多数据的支持,其正确、有效将得到更好的认识。
木村提出中性理论学说后,一直致力于该理论的推广和完善,他培养和影响了一大批日本学者从事群体遗传的研究,比如根井正利、太田朋子、高畑尚之、丸山毅夫(英语:Takeo Maruyama)等人。木村后期点古板和固执,以至有些显得有点过头了;他和反对他理论的人很少交往,太田朋子提出了近中性突变理论他也对之不热衷。木村的晚年很难和同行沟通,除了克罗和太田能和他沟通以外,很多人觉得他太敏感了。
- posted on 05/25/2011
多伦多大学生化系一位教授Larry Moran的博客,提到给学生的考题,其中一道是讨论道金斯对中性理论的评价。我一直支持哈佛的Lewontin的反决定论观点,现在明白他是中性理论这派的。讨论很有意思,道金斯同志出现在回复中。这位教授有一段的答复我印象很深:
Monday, February 21, 2011 6:28:00 PM
Larry Moran said...
[Richard Dawkins says,
"Shocking"? Isn't that rather a patronising and arrogant response to Mr Østman?]
Perhaps it's patronizing but I really do think it's shocking that thirty years after the Spandrels paper students are still unaware of this very important controversy.
Students are still being taught evolutionary biology as though natural selection were the only game in town. They don't know anything about random genetic drift or Neutral Theory.
Biology students at my university are graduating without ever being told that the vast majority of alleles that are fixed during evolution are fixed by random genetic drift.
Worse than that, they can't even define evolution correctly. They've been taught that "evolution" and "natural selection" are practically synonyms.
I don't care whether you are a pluralist or an adaptationist. If you are teaching evolution you have an obligation to teach both sides of this controversy. If teachers don't even know there's a controversy then that' a serious problem.
目前为止我的印象是,分子生物学家们很多支持中性理论,其它训练的生物学家很多支持自然选择,比较典型的例子是道金斯是动物学训练出身。我完全赞同上文的陈述,如果连生物学学生都不知道neutral theory, 这个教育是相当bias的。
讨论的链接:
http://sandwalk.blogspot.com/2011/02/dawkins-darwin-drift-and-neutral-theory.html
- posted on 05/25/2011
两篇中文科普,凑合看。
http://www.tech110.net/bbs/redirect.php?tid=8748&goto=lastpost
从达尔文到木村资生
作者:李红雨
生物进化理论到目前只有几座丰碑供人瞻仰:
建立了进化理论先河的鼻祖达尔文(公平来说还应该包括华莱士);
遗传学先驱孟德尔;
染色体双螺旋结构及基因理论奠基者沃森与克里克;
中性漂移理论创建者木村资生。
记住这几个人,生物进化与遗传的最粗的脉络就有了。
研究这个名单,发现一个有趣的现象,这5个人里面,除了沃森、木村资生属于科班生物学家出身,其余可能仅只算是有特殊爱好的局外人,而且木村资生取得成果,主要归功于其深厚的数学功底。达尔文毕业于神学院,对于他的父亲来说,对这个孩子最大的期望就是成为一个好牧师,达尔文热爱自然科学的各个方面,尤其在动植物方面。孟德尔则是个擅长数学和象棋的神父,他的著名的豌豆遗传试验,是在修道院的花园里完成的。对于现代分子生物学家来说,沃森与克里克是神的代名词,1951年开始来自美国的年轻的生物学博士沃森与来自英国的倒霉的物理学未毕业的博士克里克相会在卡文迪什实验室,前者固持着DNA是真正的遗传物质(这与当时学界普遍认为蛋白质是遗传物质相悖),后者则在茫然中受到沃森的诱惑,转行到生物学领域,这造就了一对黄金组合。他们无论其中哪一个人,似乎都完全没有成功的希望,然而短短几个月后,伟大的思想诞生了。之所以说是思想而不是发现,因为很多设想当时的实验条件还不能验证他们的理论,他们得到的赞誉与疑虑都同样的多,到1961年争议没有了,这一年的诺贝尔生物医学奖颁发给他们。木村资生对很多人来说是个陌生的名字,但是他的中性漂移学说,是自达尔文创立生物进化学说以来,唯一一个能够被科学界所普遍认可的另外一种生物进化途径,在分子生物学领域得到很多验证。木村资生的理论走了其他生物学家都没有走的方向,他在生物遗传学研究中,引入了高等数学中的偏微分和数理统计,将生物学研究导入量化分析阶段,得到崭新的结论。
公允地说,这些里程碑式的人物,从生物学素养上来说,即使与同时代的受到良好专业教育的人相比,他们也不是最突出的,更何况其中个别人甚至之前都没有涉猎过生物学领域。比如克里克,这个物理学博士都没有毕业的天才,学界公认他对于基因理论的创建要远高于沃森,他提出了中心法则,在没有实验验证的情况下,大胆预测了tRNA的存在与功能,他有些象总跑在真象前面的火炬手,指引着众人关注焦点及研究的方向,他甚至提出了后人评价为比自然创造更完美的基因密码体系,虽然后来被证明是错误的,但是他的天才洞见赢得了广泛的赞誉,成为生物学历史上传奇般的人物。
为什么是他们而不是其他更合格的候选者走上了阶段的顶峰?这也是我读这些史实曾经疑惑的地方。我了解其他学科的发展史,比如物理的,数学的,甚至还有一些哲学方面的,在那些学科里,似乎老天还是很公平地眷顾那些学养丰富的攀登者,能够让其中的佼佼者登上峰顶,但是生物学的峰顶似乎都是由跨学科的人来完成登顶的,仅仅用巧合来解释不能服人。从古希腊神殿上那句:“人啊,认识你自己!” 到技术高度发展的现在,人类对自己,对自己所处的生物界的认识还是处于很朦胧的状态,即使深入到生物分子领域,我们所面临的困境一点也没有减少。那些精巧绝伦的分子设计,复杂系统的和谐运作,时时都在困扰着深喑其中的人,自然进化能达至如此巧妙的境地,令人不可思议,这是目前任何一个理论所不能完美解释的,这里是人类认识的一个洼地。
西方科学的发展,滥觞于文艺复兴时代自然哲学的分化,其特征方法论就是从繁复的现象中,解析抽象出简化的甚至理想化的条件,从中发现统一的运动规律,集大成者就是经典物理学。这成了科学发展的定式,它一直很好用,甚至有些科学家不无骄傲地宣称,世界是解析式的。但是情况变得不那么乐观了,随着人类进入复杂系统的研究,解析式的方法变得不再灵光,尤其在生物学领域,经历了生物的种属分类研究之后,相当长一段时间,人类看待生物都是单独的个体,只是横向上具有一定的相关性。达尔文的进化论将生物的关联性从广度上的关联,进一步上推到深度关联,和时间维度上的大统一,这种思想属于科学,但是更具有哲学的色彩。孟德尔的遗传理论修正了达尔文的进化论,将进化理论引入到遗传这个色彩丰富的新天地,这种思想是真正革命性的。克里克的中心法则奠定了分子生物遗传的基础,他证明了孟德尔理论的正确性,并将对遗传物质的研究变成了数码形式的遗传密码与性状表达之间关联性的研究,这是真正的飞跃。中性漂移学说则试图揭示基因遗传变异的根源。全部这些理论的提出都是宽广视野下的审视,得出这些结论需要的不是对于细部无休止的追问,而是将大问题纳入到宏大的场景下思考的结果,这些东西没有一个是过度解析研究的结果。克里克的经历是最典型的例证,克里克无论从物理学还是生物学领域都谈不上是精英型的人物,他最大的优势是广博的爱好和大胆而合情理的预测,他的工作方法就是找到灵感,他的工作素材就是前人的工作结论,他做的就是把这些素材拼合起来,进行合理推测,想象出一个能够将这些东西统一到一个体系内的理论,并将得到的理论用新的实验来验证。沃森与克里克的工作效率是惊人的,想想看,刚刚加入这个传奇组合里,克里克还是生物学的门外汉,而从他们合作算起,短短几个月内,他们就已经得到正确的答案,只是因为要核实完善这些答案,他们又用了2年的时间。
现象就在那里,看你怎样归纳。包括中村在内,很多细节性的东西已经被善于解析的人做的很好了,不同的是,那些人得到的结论严谨而缺少延展性和关联性,反而在这些里程碑式的人物眼里,所有的结论应该为某一个大目标服务,这个大目标就是生物的进化。眼界的不同造就了不同的境界。解析性的研究固然重要,而且将永远是科学研究的一个根本,但是对于生物这样一个复杂系统而言,最重要的是如何评价分析自己和已有的其他相关例证,没有一个高远的视野来审视结论,其结果必然是解析式的。
现代分子生物学的研究已经进入到很广的领域,分子测序工作已经是一个相对简单的工作,大量的生物实验结果从来没有像今天这样丰富多彩而且受到广泛的关注,不过最关键的问题还是象蒙娜丽莎的微笑一样隐藏在表象之下。这其中包括两个令人困惑的大问题:
意识与记忆的发生原理,以及与进化的关系
中性漂移学说与达尔文选择学说的矛盾。
已有的生物学发现是否能够回答这些问题?象克里克那样,至少我们应该能够猜出来几分。 - posted on 05/25/2011
http://www.bullogger.com/blogs/songshuhui/archives/301059.aspx
丢失在洞穴深处的眼睛
科学松鼠会 @ 2009-6-19 1:13 阅读(698) 分类: 生物
seren 发表
至今记得十二岁的时候,爸爸带我去峨眉山钻九老洞。
九老洞是一个天然形成、叉洞极多、有着各种奇妙恐怖传说的山洞。当我们在仅能蛇行通过的小洞里钻行了一小阵之后,爸爸突然关掉了手电筒。那一刻,绝对的黑暗扑面而来。在极端静默里,我慢慢地听到自己的心跳、呼吸、还有洞穴深处无可名状的细锐声响。直到十来年后的今天,我还能清晰记得那种能堵住人双眼的、浓稠的黑暗。
在地球上,有许多生物终其一生都居住在深深的山洞里,度过了一代又一代的光阴。它们在千万年里与世隔绝,慢慢丧失了在外界生存的能力。我们把这些动物笼统地称为真洞穴生物。这里面有虾、甲虫、许多鱼类,还有两栖动物,而它们几乎无一例外的,失去了双眼。
“这有什么奇怪的!”你可能会说,”洞穴里没有光,根本用不着眼睛,就退化了呗!”
真的这么简单吗?
达尔文的疑问
“用不着眼睛,就退化了”的论调属于早已在很大程度上被学术界证伪的拉马克”用进废退”学说。拿课堂上的经典例子来说,拉马克认为,长颈鹿最开始脖子并没有那么长,可是为了吃到高高树梢上的叶子,它们把脖子越扯越长。当后代遗传了父母扯出来的长脖子,就有了长颈鹿。相似的,按照拉马克的理论,如果动物生活在有光的环境中,有东西可看,它们就会大量用眼,眼睛功能越变越强大;相反,洞穴生物的四周四周漆黑一片,完全不需要用眼睛,视力大大萎缩。洞穴生物的后代遗传了父母萎缩的视力,故而变成了瞎子。可惜,即便长颈鹿祖先的脖子能够被扯长,洞穴生物的前辈视力会下降,在绝大多数情况下,这类后天获得的长脖子和弱视力并不会改变生物体内生殖细胞里的基因构成,根本无法遗传给后代。拉马克的理论,虽然听起来煞有介事,实际上却是错误的。
1859年达尔文发表《物种起源》,提出了一种全新的看法。再次以长颈鹿为例,达尔文认为,从最开始,长颈鹿由于各自所有的控制身高的基因不同,有的脖子长,有的脖子短。这群参差不齐的长颈鹿一起吃叶子,短脖子的只能吃到矮树梢的叶子,而长脖子的可以高矮通吃。在严酷的自然竞争中,后者显然更有生存优势,所以它们有更大机会把自己的遗传物质传递下去。渐渐地,高个子的基因在种群中越来越盛行。经过千百万年的进化之后,长颈鹿的平均海拔就显著升高了。种群里存在个体差异,强者胜出弱者淘汰的法则,正是达尔文进化论的精髓。
达尔文的理论对理解真洞穴生物身上的某些变化上非常有用。在食物稀少、条件恶劣的洞穴中,几乎所有的真洞穴生物都发展出了格外灵敏的感觉系统。以盲鱼为例,发达的侧线器官使它们能感受到水流最微小的变化,强有力的下巴和头前部发达的化学感受器提高了它们捕食的能力。科学家发现,如果把盲鱼和生活在地表水域里的同种鱼类一起养在黑暗的鱼缸里,投以普通饲料,由于盲鱼获取食物的手段与新陈代谢的效率都更高超,体重会很快超过它们来自地表的亲戚。可见,盲鱼身上的这些变化确实有利,是物竞天择、适者生存的经典范例。
可是,达尔文的进化论似乎并不能解决真洞穴生物失明的问题:在黑暗里,眼睛虽然没有用,但似乎也没有什么坏处,难道就一定要变成”弱者”被淘汰掉吗?这么多种不同的生物,一旦进入了黑暗的洞穴,全都齐刷刷地失去了眼睛,看起来并不是一个偶然的现象。这究竟是为什么呢?
这个问题,在一百多年前也让达尔文无比困惑。他经过长久思索而不得所以,只好在《物种起源》里写下这样一段话:
“既然很难想象拥有眼睛–哪怕是没有用的眼睛–会以任何方式损害动物在黑暗里的生存机会,我只能把眼睛的退化归咎于它们的无用。”
这段话,直接挑战了达尔文自己的理论,仿佛暗示着拉马克的学说也有一席之地。百年之后,我们依然无比钦佩这位伟人,面对自己无法攻克的挑战时,选择陈述事实的科学态度、而非逃避遮掩。他把自己的疑问困窘坦白地记录下来,更激励了无数好奇的人继续探索。在此后的一百多年间,尤其是自从沃森和克里克发现生命最核心的遗传物质–DNA的双链结构以来,现代生物学的发展不断刷新我们对对遗传机理的认识,为达尔文学说源源不断地提供着新的证据与挑战。而有那么一群生物学家,对丢失在洞穴深处的那双眼睛,始终念念不忘。
有利说与中性说之辨
这些科学家主要分成两大阵营:一类坚持经典达尔文理论,提出进化有利说。他们认为失去眼睛必然有益。至于益处在哪里么,大家众说纷纭:其中最为流行的一个观点认为眼睛结构精巧,造价很高。为了发育出一双眼睛,胚胎要消耗大量能量。而失明的动物可以把这个能量省下来,是一大好处。另一群学者则守护在上世纪六十年代由日本学者木村资生提出的”分子进化中性学说”周围。这种学说则认为,基因突变乃是随机发生,在洞穴黑暗的环境下,眼睛的有无不再对自然选择下的个体存亡中起到重要作用,所以,那些会损害眼睛发育的基因突变不会被淘汰掉,而是被传给了下一代。久而久之,这些基因越积越多,所以洞穴动物毫无悬念地瞎了。
这两种理论各执一词,旗鼓相当。可是在生物学中,一种理论不论听起来多么有道理,如果没有实验结果的支持,就永远只能是假说。面对失去眼睛这样在千万年间缓慢发生的进化事件,要用实验方法发掘出原动力谈何容易。于是,有一些科学家选择从最基本的事情做起,仔细观察在真洞穴生物的胚胎发育期间,眼睛究竟产生了什么样的变化。
他们以墨西哥灯鱼为研究对象。这是一种有意思的鱼类:它们中的绝大多数一直留在地表河流湖泊中,长年睁着大大的鱼眼睛。另一部分却曾在过去上万年里多次侵入洞穴,有去无回,最终留在了那里,并慢慢成为了盲鱼。通过对这两种灯鱼的观察,科学家们发现,在胚胎发育的前20个小时,它们的眼睛发育几乎完全同步,都会长出早期结构——视杯和晶体。可是,从此之后,两者的眼睛却走上了迥然不同的道路。
地面灯鱼的眼睛进一步分化发育,而洞穴灯鱼的眼睛虽然也能不断产生新细胞,可是,这些细胞一出生就面临着死亡的结局。从晶体开始,眼睛里的细胞开始萎缩消亡。越到后来,死神的势力越大,细胞消亡超过了新生的速度,眼睛完全消失,一层透明的皮肤盖住了填塞着肌肉和脂肪组织的眼眶。最有趣的是,如果把胚胎时期的洞穴灯鱼和地面灯鱼的晶体互相移植到对方的眼窝里,洞穴灯鱼最终将长出了又圆又大的眼睛,而地面灯鱼的眼睛却停止了发育、进入死亡程序。
只需要把地面鱼类的晶体移植入洞穴鱼类的体内,就能改变后者眼睛的命运。这个奇妙的实验结果,不但暗示了晶体组织在眼睛发育里的重要作用,更说明,洞穴灯鱼仍然具有长出眼睛的潜力。进行这项实验的科学家,马里兰大学的威廉·杰弗里教授(William Jeffery)认为,这项实验结果,对中性学说提出了挑战。他指出,如果真如中性学说所言,洞穴灯鱼是由于积累了各种各样损害眼睛发育的基因突变才失明的,很难想象只要在眼眶中移入一个正常的晶体就能扭转乾坤,完全恢复眼睛的发育。
此外,杰弗里还提到,如果中性学说是正确的,洞穴鱼类体内大量掌管眼睛发育的基因由于突变而变得无效,那么,这些基因的表达将显著下降或消失。可是,他和同事将地表鱼类和洞穴灯鱼的基因表达情况进行了对比之后发现,在洞穴鱼类身上,不少基因的表达量都有所升高,与中性学说的预期正好相反。
这两项实验结果对中性学说造成了极大冲击,可它们也都不能直接证明达尔文的理论适用。此外,洞穴灯鱼眼睛的早期发育过程尤其让人困惑:细胞的不断分裂和程序化死亡能耗极高,显然与”洞穴灯鱼不长眼睛是为了节省能量”的说法相违背。如果达尔文进化论是正确的,那么丢失眼睛究竟有什么好处呢?
有所失,必有所得
科学家们继续在微茫的夜色里摸索着失明的根源,终于,他们的目光投向了一个特殊的基因:Hedgehog (Hh)。它最初在果蝇里被发现,是控制动物发育的重要信号。在脊椎动物的大脑里,Hedgehog的正常表达对于眼睛的发育至关重要。Hedgehog 的表达区域常位于大脑的正中间,恰好把两个眼睛隔开来。通常情况下,只要有Hedgehog在,不该长眼睛的头部组织就不会胡乱发育。可是,如果在老鼠体内阻止Hedgehog的表达,Hedgehog对头顶组织的抑制作用消失了,这些可怜的老鼠们将在头顶长出一只巨目。
对比洞穴灯鱼和地表鱼类,杰弗里教授发现,洞穴灯鱼脑部Hedgehog表达的区域比地表鱼类要宽阔一些,由于Hedgehog有阻止眼睛的正常发育的功能,Hedgehog表达区域的拓展很可能是导致洞穴灯鱼失明的原因。为了证明这一推断,杰弗里教授和同事在地表鱼类胚胎的一侧注入了过量 Hedgehog,发现它们被注射的一侧失明了,变成了独眼龙:这是多么奇妙,一个基因表达区域的微妙变化竟然能导致如此显著的生理特征。杰弗里的研究,在2004年发表在《自然》杂志上。
Hedgehog对洞穴灯鱼眼睛发育的作用,首次为我们理解失明的进化机制投来了一线曙光。有研究表明,作为发育中举足轻重的关键基因,Hedgehog能对从四肢、骨骼到味蕾等多种器官的发育起到促进的作用。基于此,杰弗里大胆提出了一个标准的达尔文模型来解释洞穴鱼类的进化:
在鱼类首先进入洞穴的时候,它们中有的Hedgehog多一些,有的少一些。而对于Hedgehog较高的那些鱼类来说,它们某些特化器官的发展将领先一步——也许有更多的味蕾,也许长出更强大的下颚。总之,高水平的Hedgehog提供高效的生存工具,在漫长进化过程中,那些生来Hedgehog 就多的鱼成为了自然选择里的优胜者。同样重要的是,在绝对黑暗的环境里,虽然大量Hedgehog对眼睛发育会造成不良影响,可并不给鱼类带来任何劣势。久而久之,洞穴鱼类的后代体内hedgehog越来越多,眼睛,就这样成了进化中的牺牲品。虽然这一理论还等待着更加严格的实验论证,但这是一个非常诱人也非常合理的解释。也许,我们距离揭开盲鱼之谜,真的只有一步之遥。
如果能证明Hedgehog能对洞穴灯鱼的特化器官的发展确实起到促进作用,那么,一百多年前,当达尔文自己由于盲鱼的困境而勉强承认”废退论”的时候,他大约不会想到,在盲鱼失明背后,居然深藏着这样一个近乎完美的达尔文式的进化机理。在严酷的自然选择中,在成千上万的世代里,洞穴深处的那些沉默的鱼类被迫在获得和放弃之间做出无意识的选择——丧失眼睛的同时,却得到了在恶劣环境中珍贵的生存手段。至于是否这就是通向洞穴生物失明的最终答案,现在下结论也为时尚早。相信怀揣好奇心的科学家们还将不断前进,为我们在黑暗洞穴里寻找那一线知识的光明。
- posted on 05/25/2011
这松鼠会的文章倒还说的是,不仅盲鱼,许多浑水中的豚,比如恒河豚,就失去视
觉。小日本那两耙子,耙不出达的手掌心:)。
哈哈,小麦同学要认真读读达尔文的书。达尔文的书不好读,浩如烟海,物种起源,
人类的由来以及小猎狗游记还是要读的。此文中把拉马克与达尔文对立,什么证伪,
简直是马克思主义的斗争说,不及核心。再说,达那时代哪里知道基因,这不是乱
戴帽子?
就我读达尔文的经验看来,达是集成品,不仅大英,且欧美当界。达尔文就以拉马
克的用进废退解释了许多生物发展现象,比如我Lars引的那一段灵长类毛向。达很
欣赏居维叶,因为达的解剖学不到家,况且画画不行。这有什么好斗争好对立的?
- posted on 05/25/2011
在我眼里达尔文即便全部错了也丝毫无损于他的伟大。知识是要讲谱系的,达尔文的意义在于他给了人类前所未有的视角,但不意味着那是唯一或唯一正确的视角。木村晚年很固执,不听批评,担心自己在科学史上的地位,是很讽刺的,因为这些顽固是发生在他的地位被确立的同时。
分子生物学太专业了,我完全不懂。看了一下google scholar, 木村的地位应该是非常重要的,论文引用数最高达到9000多次。这些引用里毫无疑问很多是被批评(当然也会有很多支持),而能够被严肃批评,通常是一个理论重要性的标志。你那边说达尔文被当作“靶子”,这是牛人才会有的待遇啊。
另外好多我们被教育早已解决的问题,其实原来根本没解决的。看到一篇方舟子的文章:
http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2010/5/232036.shtm
方舟子:长颈鹿的脖子为什么那么长
长颈鹿是从“短颈鹿”进化而来的,这个事实毫无疑义,古生物学家甚至找到了介于二者之间的过渡型“中颈鹿”的化石。但是长颈鹿的脖子是怎么进化来的?这个问题的答案就不是那么显然了。我们从中学生物课学到过,历史上有两种关于生物进化的理论曾经争得很厉害,课本上举的例子,正是关于长颈鹿的进化。
第一个关于生物进化的理论是拉马克提出来的,其核心是有一种内在的动力驱使生物向前发展,而由于“用进废退”,习性会让生物的器官出现独特的形态。在1809年出版的《动物哲学》一书中,拉马克举长颈鹿为例说明后者:“观察习性影响长颈鹿奇特的形态和大小,是很有意思的:这种最高的哺乳动物生活在非洲内地,那里的土壤几乎总是干枯、贫瘠的,因此它不得不靠吃树叶为食,一直尽力要够到树叶。由于该物种长期保持着这个习惯,导致了它的前肢变得比后肢长,而它的脖子则延长到了这样的长度,长颈鹿即使不用后肢直立,高度也能达到6米。”
达尔文提出了第二个关于生物进化的理论,那就是自然选择学说。不过,最早用自然选择来解释长颈鹿脖子的进化的,不是达尔文,而是独立提出自然选择学说的华莱士,是他在1858年寄给达尔文的论文中简单地提到的。
华莱士当时并不知道达尔文已秘密研究自然选择学说很多年。他的来稿促使达尔文在第二年发表《物种起源》。也许是不想和华莱士撞车,达尔文在《物种起源》的早期版本中并没有提及长颈鹿的脖子进化,而是以长颈鹿尾巴为例。一直到《物种起源》的第6版,为了反击动物学家米瓦特的批评,才用很长的篇幅讨论长颈鹿脖子的进化。其主要观点是:原始长颈鹿中有的较高有的较矮,当食物缺乏时,较高的个体能吃到较高处的树叶,是其他动物吃不到的,因此有生存优势,能留下更多的后代。一代又一代选择的结果,长颈鹿的脖子就变得越来越长。
遗传学建立以后,人们知道了后天获得的性状是无法遗传的,即使长颈鹿的祖先由于老是伸脖子让脖子长了一点,也无法让后代天生就有长脖子。拉马克的假说无人相信了,达尔文的说法就传开了。非洲草原在旱季时的确会出现食物缺乏,而长颈鹿作为最高的动物,也的确能吃到其他动物吃不到的树叶,达尔文的解释非常直观,很有说服力。
但是这个解释也只是假说,并没有证据。反而有些反面的证据。例如,长颈鹿并不是总是伸长脖子吃高处的树叶,在有的地方,长颈鹿大约有一半的时间是弯着脖子吃低处的树叶。而且,与达尔文设想的相反,在旱季时反而是高树的叶子少了,长颈鹿不得不去吃矮灌木的叶子,这个时候长脖子似乎并没有显示出生存优势。
长脖子还有生存劣势。由于头比心脏几乎高了3米,为了能保障大脑的血液供应,长颈鹿的心脏很大,动脉管壁很厚,使得长颈鹿的血压是所有哺乳动物中最高的。对生存不利的特征有时也能进化出来。例如雄麋鹿的大角并不利于生存,但是由于雄麋鹿用角打架争夺配偶,让大角有了生殖优势,这些笨重的特征不仅保留了下来,反而越来越笨重。达尔文把这种现象叫做性选择。
那么长颈鹿的长脖子是不是对它们的求偶很重要呢?是的。在求偶季节,雄长颈鹿会挥动长脖子互相撞头进行决斗,脖子越长,就越容易获胜取得交配的机会。这种决斗非常激烈,有时甚至能导致死亡。雌鹿也比较喜欢接纳脖子较长的雄鹿。
因此瑞典动物学家西蒙斯和纳米比亚动物学家希培斯在1996年提出长颈鹿的长脖子是性选择的结果。那么为什么雌长颈鹿也会有个没什么用的长脖子呢?有时候只对一性有用的特征,由于遗传的原因,也会在另一性出现,例如雄性哺乳动物的乳头。不过在这种情况下,两性还是会出现显著差别的(毕竟雄性的乳头是不发育的)。西蒙斯和希培斯认为雄长颈鹿的头、脖子都比雌鹿重,就体现了这种差异。
但是最近这个假说也受到了挑战。南非动物学家米歇尔等人测量了38头长颈鹿的头重、颈重、颈长、腿长、颈长与腿长比,发现两性之间并无差异。虽然成熟雄鹿的头、脖子的重量都比雌鹿重,但是它们的体重也比较重,如果考虑到体重的差别,两性的形态差异就消失了。
在南非,长颈鹿一般都吃高处的树叶,这样一口能吃下更多的叶子。这是因为低处的叶子被其他吃树叶动物吃了,还是因为高处的叶子本来就比较多?另一个南非研究小组做了实验,把一些金合欢树(长颈鹿的主食)围起来不让吃,一个生长季节后,发现这些树高处和低处的树叶量是一样的,没围的树低处树叶量较少是被其他动物吃掉的。也就是说,长颈鹿吃高处的树叶是本能地避免与其他吃树叶动物竞争。这个实验结果支持达尔文的吃树叶假说。
孰是孰非,只能继续争下去。也许是多种因素的一起作用影响了长颈鹿脖子的进化。这个问题的答案,要比教科书编者想象的复杂得多。
- Re: 群体遗传学:neutral theory vs. natural selection / 木村资生posted on 05/25/2011
这个研究灯鱼的科学家干嘛不直接测测注入了过量 Hedgehog的鱼有没有大下颚?
还是没看懂这两个理论的不同。自然选择说:天才学生当五道杠大队长,太差的学
生留级,退学。中性理论说:那些中不溜的学生都可以上学,有点偏科没关系,只
要基础课及格就成。不矛盾啊? - posted on 05/25/2011
Susan wrote:
这个研究灯鱼的科学家干嘛不直接测测注入了过量 Hedgehog的鱼有没有大下颚?
好问题。不过没看过他们的论文,所以不知道详情。这文章写的不是很清楚,我读的时候还想,为什么不把地面灯鱼的晶体移植到洞穴灯鱼眼里,然后再注射这个Hedgehog? 另外最后那个结论,“同样重要的是,在绝对黑暗的环境里,虽然大量Hedgehog对眼睛发育会造成不良影响,可并不给鱼类带来任何劣势。久而久之,洞穴鱼类的后代体内hedgehog越来越多,眼睛,就这样成了进化中的牺牲品”,听起来怎么好像是中性理论,而不是自然选择,就是他前面说的,“基因突变乃是随机发生,在洞穴黑暗的环境下,眼睛的有无不再对自然选择下的个体存亡中起到重要作用,所以,那些会损害眼睛发育的基因突变不会被淘汰掉,而是被传给了下一代。久而久之,这些基因越积越多,所以洞穴动物毫无悬念地瞎了。"
还是没看懂这两个理论的不同。自然选择说:天才学生当五道杠大队长,太差的学
生留级,退学。中性理论说:那些中不溜的学生都可以上学,有点偏科没关系,只
要基础课及格就成。不矛盾啊?
应该不矛盾,可以互相补充。不过两派的极端拥护者都恨不得掐死对方,科学是很可以被当作意识形态的。哈哈。我目前的理解是这样,自然选择是无目的,有方向的;中性理论是无目的,无方向的。自然选择说,(自然)决定天才当五道杠,啥啥的。中性选择说,谁当五道杠,或者谁上学,都“没人”(没自然)说了算,都是靠运气,都是随机事件。这就是为什么population size在群体基因学中这么重要的原因,因为和概率有关。另外中性理论是认为演化是作用在群体上,但是我好像记得道金斯(自然选择论者)的结论是演化作用个体基因上?
我大概看了一下,好像是分子生物学家们认为他们看到的大部分(分子层面的)证据是支持中性理论,但是其实也有少部分分子证据是支持自然选择的,而分子生物学家们选择忽略这些问题。宏观生物学家们认为他们看到的大部分证据支持自然选择,所以他们也同样选择忽略宏观上自然选择解释不了的问题。
这有一点对中性理论的简略解释:
http://www.douban.com/group/topic/12734544/
木村中性理论的主要内容有:在分子水平上,大多数生物演化和物种内的大多数变异,不是由自然选择引起的,而是通过那些对选择呈中性或近中性的突变等位基因的遗传漂变累积引起的。从中性学说出发,可以得出进化速率保持每年每个位置恒定的结论。同源蛋白质如同工酶所具有的丰富的多态性表明,这些生物大分子具有同样的高级结构,都能很好地完成其生物功能,它们之中哪一个也不比别的分子更优越。也就是说,在分子水平上,不考虑有利突变。假基因是一些失去功能的基因,完全不受自然选择淘汰,事实证明,假基因的碱基替换确实不受限制,其进化速率等于分子的突变率。
分子进化有五大特征:
(1)对每种生物大分子而言,只要分子的三级结构与功能基本不变,那么各个演化路线,以突变替代表示的演化速率大致保持每年在每个位置上恒定。
(2)机能较次要的分子或分子片段的进化速率,高于机能较重要的分子或分子片段的进化速率。
(3)在分子演化进程中,使分子现存结构和功能破坏较小的突变比破坏较大的突变有更高的替换率。
(4)基因重复通常发生在一个具有新功能的基因出现之前。
(5)明显有害的选择净化和选择上呈中性的或轻微有害的突变随机固定,比明显有利突变的正达尔文选择更为频繁。
以上五个特征中(1)和(5)是最基本的特征。
中性学说打破了以达尔文达尔文的自然选择学说,在当时引起学术学界的相当大的反响,甚至神学也参和进来,其影响远远超出了群体遗传学,甚至进化生物学范围。随着生物学科的发展和大规模物种的基因组测序工作的展开,中性学说在得到更多数据的支持,其正确、有效将得到更好的认识。任何一种的理论的出来都不是一番丰顺的,我们因该向木村学习,淡然面对挑战,踏实做好、做精理论。科学是喜欢论(点)战的,我们不应该扼杀不同的声音和论调。当然,我们反对一切伪科学、反科学的东西!
- posted on 05/25/2011
这有详细一些的科普解释,区别我摘出来,最后提到中性理论的缺陷。全部原文在链接上:
http://www.51atgc.com/shiyanjishufangfa/shengwuxinxixuejishu/shujukufenxi/2010-02-22/1659.html
“自从60年代初发现分子钟——“分子进化速率在不同种系中恒定”以来,人们又陆续发现蛋白质中氨基酸的置换是随机而非模式性的;DNA在哺乳动物种系的总变异速率远远高于形态上的变异速率并远远超出人们的预期的大于0.5核苷酸/基因组/年;蛋白质电泳表明物种内存在大量的变异即广泛的种内多态性,且这些多态性并无可见的表型效应,与环境条件亦无明显相关。以上这些都是新达尔文主义与综合进化理论所难以解释的。
面对上述问题,日本群体遗传学家木村资生(Motoo Kimura)提出:(1)进化过程中的核苷酸置换其绝大部分是中性或近似中性的突变随机固定的结果而不是正向达尔文选择的结果:(2)许多蛋白质多态性必须在选择上为中性或近中性,并在群体中由突变引入与随机灭绝间两者的平衡维持。”
上述论著问世遭遇到经典进化学家的强烈批判。他们认为新的分子生物学数据完全可以用新达尔文主义的原理来解释。直至现在,选择论者与中性论者的议争仍在继续。这两大学派的本质区别可通过它们各自对突变基因如何在物种内置换老基因这一进化过程的不同解释来洞悉。每一置换刚出现时在群体内均为稀有的突变等位基因,随后扩散至个群体并被固定,即频率达100%。选择论者认为:一个突变的等位基因在物种内扩散,就必需具有某些选择上的优势,如在选择上为中性,就必需与一选择上具优势的基因紧密连锁,通过“搭车”而达到较高频率。与此相反,中性论者认为:一些突变在没有任何选择优势的情况下也能自身在群体中扩散。如果一突变体在选择上等同于已存在的等位基因,其命运将取决于机会-随机,其频率存在上下起伏,因为在每代每一雌、雄个体所生的大量配子中只有很少数配子最终被“采用”以形成合子以及相应的个体,并出现在下一代中。在这种随机漂变(random drift)中,绝大部分突变等位基因随机丢失,但有一少部分在群体中被固定下来。如果中性突变在分子水平上普遍存在,且随机漂变在很长时间(如百万年)一直延续,群体的遗传组成将发生显著性改变。群体中出现的任何中性突变其最终固定的概率都等于其原始频率,其固定的平均时间四倍于有效群体的大小(它近似等于每一代参与繁殖的个体数,通常远小于物种的个体总数)。中性理论并非认为中性基因无功能,而仅是认为不同的等位基因在促进个体的生存与生殖方面是有等同的效果。此外,还需强调个体基因突变与群体基因置换的差别,因为只有后者才与分子进化相关。
自Zuckerkandl与Pauling的早期工作以来,已经知道在蛋白质进化中结构和化学性质上相似的氨基酸间的替换比不相似间的替换更为频繁。他们认为,这种“保守的”的替换看来只造成分子功能的微小改变,因而更容易“被自然选择接受”。同时他们指出,关于氨基酸残基的最重要性质是什么,“化学家和生物学家间显然没有同样的见解”。从中性学说的立场看,保守替换的性质,只需注意到两种氨基酸间的差异越小,它们等于选择等价而不是突变有害的概率就越大,就很容易加以解释。因此,选择上呈中性的替换在得类似的氨基酸间则概率越高,而这类氨基酸的进化替换由于随机遗传漂变则出现得更为频繁。
在阐明分子进化中突变型替换的保守性的同时,有越来越多的证据表明,功能上较不重要的分子或某一分子较不重要的部分,其进化(以突变型替换表示)比那些较重要的要快些。中性论和选择论间的差别,在它们对快速进化的分子(如血纤蛋白肽)或分子的某部分(如胰岛素原的C肽)进行解释时,可以最清楚地看出,按中性学说解释,它们在功能上不重要,因而大多数突变是中性的,突变通过随机漂变而迅速积累。另一方,选择论的解释是,快速进化的分子或分子的某部分或许有某些尚不知道的功能,并且通过积累许多由正达尔文选择产生的较微有利的突变,而经历了迅速的适应性方面的改善。这两种解释那一种更为恰当还有待积累更多数据以后才能判定。为了加深我们对分子进化机制的理解,很有必要研究突变型替换的模式与分子的三级结构和功能的相互关系。
综上,中性学说(或者更确切地说是中性突变-随机漂变假说)是分子生物学与群体遗传学交融的产物。它不象传统的综合理论(或新达尔文派的观点),它明确主张:进化中大多数突变型的置换,不是由于正达尔文选择,而是由选择上呈中性或近中性的突变型的随机固定所致。它还断言,分子水平上大多数种内遗传多态性,象以蛋白质多态性形式展现出来的那样,是选择上呈中性或近中性的,并靠着突变输入和等位基因的随机清除或固定这两者之间的平衡而在物种中维持。应该说,这一理论对于人们所认识的分子进化众多现象与规律的阐释比新达尔文更为科学,且提出的多项预测被随后的实验研究所证实。问题是,它作为一种更基本层次-分子水平的进化理论未能给更高层次的进化提供理性阐释与描写。中性论者过多地注目于与功能无关的分子进化,而忽视了与功能相关的分子进化现象与规律的探索,这恐怕是中性理论之所以能问世,但同时又先天性地带上无视宏观进化,对宏观进化束手无策这一天然缺陷的症结所在。
- posted on 05/25/2011
小麦够认真的,但这里的“学术”争论我也不知,你学政治的怎么这么有兴趣?
不过我确实不太喜欢这些自设耙位自轰自擂的把戏。我回一下上面说到的长颈鹿吧。
这回在肯尼亚,见识过两种长颈鹿,Massai Giraffe & Rothschild Giraffe,Rothschild
Giraffe那块倒有叶吃,Massai Giraffe在Savanna上就只有吃草的份了:
Giraffe eating grass
记得在南非见识有长颈鹿,倒是另一个亚种Giraffa camelopardalis giraffa.
我回这一贴,不是争论什么的。别人的工作就是斗争,我时间上陪不起,也吃不上
那等高级饭。但对小麦的热情,我再提一样,介于长颈鹿与斑马间的Okapi:
An okapi reaches for some leaves.
Thx, 你这些贴子中近的我只知一个Pauling:) - posted on 05/26/2011
是你们三个在那边问我才想起来去搜那个作者,才看到这个中性理论啊。挺吃惊的,因为我一直只知道生物学界内部有不同声音,但不知道生物学界是已经有人提出了自然选择以外的演化路径。
你前面提到达尔问思想里的拉马克影响,这边苏三和关中怎么都觉得中性理论和自然选择很像,我觉得很有趣,从知识谱系的角度想了一下。达尔文的自然选择是对拉马克的批评,他的理论自然有很强的拉马克思想的痕迹。比如适者生存,这个“适”,是要环境觉得有用的(相对于环境有用)就会有生存优势。拉马克是说自己觉得有用。达尔文延用了“有用”的概念,但是换了对象。另一方面,中性理论是对自然选择的批评,所以木村的理论也有很强的自然选择的痕迹,表现在对“选择”的不能回避。但是他换了个角度,看到的是达尔文正选择在分子层面的失效(目前为止的某些证据),起而代之的是中性选择(随机,和环境无关)和负选择(随机,small population size对负面变异的累加大过large population size)。
总结一下,达尔文的思想里没有脱去拉马克“有用”的概念,但是他前无古人的把视角从“内”换到了“外”。木村的思想没有脱去达尔文“选择”的概念,但是他离拉马克更远,基本上脱去了“有用”的影响,所以他看到了“随机”,也就是说,他看到了“自然”选择之外的“选择”路径(随机选择)。
长颈鹿的照片很有趣,谢谢!
- Re: 群体遗传学:neutral theory vs. natural selection / 木村资生posted on 05/26/2011
神造论说:上帝选
拉马克说:我选
达尔文说:自然选
木村说:没人选 (chance选) - posted on 05/26/2011
这个题目太有意思了。以前没听说过这个中性理论。再谢小麦的钻研精神。(不过别说你胖你就喘,当个业余的读书会长就想要工资了?)
还是那边说过的感觉:无论基因水平或分子水平的随机变异都受到进化过程的规范化和选择。达尔文理论强调最优化(Only global optimum survives),中性理论似乎更宽容些,允许次优,或多种最优 (No global optimum exists. Local optima are good enough to survive.) 两种理论并不针锋相对。
下面这段话好像是个挺好的总结,澄清了对中性理论的一些误解。其中一个重要的观点就是中性理论并不否定自然选择。(小麦上面的“木村说:没人选"有些舞蹈)
http://evolution.berkeley.edu/evosite/evo101/IIIE5bNeutraltheory.shtml
It might seem like everywhere we look, we see evidence of natural selection: organisms seem to be pretty well adapted to their environments. But the neutral theory of molecular evolution suggests that most of the genetic variation in populations is the result of mutation and genetic drift and not selection.
Basically, the theory suggests that if a population carries several different versions of a gene, odds are that each of those versions is equally good at performing its job—in other words, that variation is neutral: whether you carry gene version A or gene version B does not affect your fitness.
The neutral theory is easily misinterpreted. It does NOT suggest:
That organisms are not adapted to their environments
That all morphological variation is neutral
That ALL genetic variation is neutral
That natural selection is unimportant in shaping genomes
The main point of the neutral theory is simply that when we see several versions of a gene in a population, it is likely that their frequencies are simply drifting around. The data supporting and refuting the neutral theory are complicated. Figuring out how widely the neutral theory applies is still the topic of much research.
还有这个:Not Everything is an Adaptation:
http://evolution.berkeley.edu/evosite/evo101/IIIE5aNotadaptation.shtml
所以,这个中性理论似乎是对达尔文理论的稍许 relaxation。问题是 how far this relaxation should go.
- posted on 05/26/2011
我的理解是这样,演化不等同于演化机制,自然选择是演化机制,但是在我们知道有自然选择之外的演化机制之前,我们很容易把自然选择等同于演化。比如我一直就认为进化(演化)就是自然选择,像前面贴的多伦多大学那个教授的话,属于不能正确定义演化的那类人。
中性理论的重点不是否定自然选择,是提出了随机选择的存在。两派的支持者分歧似乎在于自然和随机选择哪个更重要。
你贴的那个链接很有意思,我把它贴出来。列举的这四种不属于adaptation的可能,1,2,4都是随机。3很有趣,意思好像是老古董(机制)不小心活到了今天?是不是类似现代社会组织结构vs.亚马逊部落组织结构?
http://evolution.berkeley.edu/evosite/evo101/IIIE5aNotadaptation.shtml
Not Everything is an Adaptation
Although living things sport some amazing adaptations, many characteristics of species are not adaptations at all.
It’s tempting to look for adaptative explanations for everything, from the shape of a flower petal, to the way your dog turns in a circle before it lies down to sleep, to your neighbor’s strawberry blond hair. We could make up a “just so” story, but there are other explanations to consider:
1. The result of history. Why does the base sequence GGC code for the amino acid glycine in a protein, as opposed to some other amino acid? Because that’s the way it happened to start out—and that’s the way we inherited it from our common ancestor. There is nothing special about the relationship between GGC and glycine. It’s just a historical accident that stuck around.
2. Just a by-product. Why is blood red? It’s a by-product of the chemistry of blood, which causes it to reflect red light. The chemistry of blood may be an adaptation, but blood’s redness is not itself an adaptation.
3. An outdated adaptation. It might be an adaptation for a past environment and not the current one. For example, scientists have hypothesized that the large, hard-shelled fruit of the calabash tree is actually an adaptation for seed distribution by large mammals such as the gomphothere1. But these early relatives of elephants went extinct over 10,000 years ago! If the hypothesis is correct, these fruit characteristics can no longer be considered adaptations for seed distribution.
4. The result of genetic drift. Some biologists can get quite passionate about how much genetic variation is adaptive and is maintained by natural selection and how much is neutral and is maintained by genetic drift.
- posted on 05/26/2011
我怎么一直以为变异伊始都是随机的。这第3种也是随机的,因为有大用处所以保存
(被自然选择)下来。其它三种无大用处但也无大害处所以也保留了下来。
小麦 wrote:
你贴的那个链接很有意思,我把它贴出来。列举的这四种不属于adaptation的可能,1,2,4都是随机。3很有趣,意思好像是老古董(机制)不小心活到了今天?是不是类似现代社会组织结构vs.亚马逊部落组织结构?
http://evolution.berkeley.edu/evosite/evo101/IIIE5aNotadaptation.shtml Not Everything is an Adaptation
Although living things sport some amazing adaptations, many characteristics of species are not adaptations at all.
It’s tempting to look for adaptative explanations for everything, from the shape of a flower petal, to the way your dog turns in a circle before it lies down to sleep, to your neighbor’s strawberry blond hair. We could make up a “just so” story, but there are other explanations to consider:
1. The result of history. Why does the base sequence GGC code for the amino acid glycine in a protein, as opposed to some other amino acid? Because that’s the way it happened to start out—and that’s the way we inherited it from our common ancestor. There is nothing special about the relationship between GGC and glycine. It’s just a historical accident that stuck around.
2. Just a by-product. Why is blood red? It’s a by-product of the chemistry of blood, which causes it to reflect red light. The chemistry of blood may be an adaptation, but blood’s redness is not itself an adaptation.
3. An outdated adaptation. It might be an adaptation for a past environment and not the current one. For example, scientists have hypothesized that the large, hard-shelled fruit of the calabash tree is actually an adaptation for seed distribution by large mammals such as the gomphothere1. But these early relatives of elephants went extinct over 10,000 years ago! If the hypothesis is correct, these fruit characteristics can no longer be considered adaptations for seed distribution.
4. The result of genetic drift. Some biologists can get quite passionate about how much genetic variation is adaptive and is maintained by natural selection and how much is neutral and is maintained by genetic drift.
- posted on 05/26/2011
中性理论的重点不是否定自然选择,是提出了随机选择的存在。两派的支持者分歧似乎在于自然和随机选择哪个更重要。
我觉得自然选择和“随机选择”是在两个不同层次上的过程。基因突变也是随机的,但人们不把这看作是一个“选择”的过程,同样中性理论的“中性突变-随机漂变”也不是选择,it just happened. 如果一定要有一个主体,大概只能说“造物”,“上帝”之类。但另一方面,自然选择是有主体的,这就是进化过程,这个过程保存有生存优势(或中性)的变异,淘汰有生存劣势的变异。这个选择过程在各种随机变异基础上进行。
当然叫什么名字关系不大,不过又是个定义问题。 - posted on 05/26/2011
Wow,这么多,看不过来了,小麦好像这几天跟进化干上了:)贴的文章还没看只粗看了你们的讨论,先随便说几句。在讨论进化的时候无论是批评还是支持,有几个概念我觉着经常是给混同的:
进化=进化理论=达尔文=自然选择
我的理解是:
进化(evolution)是现象,早在达尔文之前人们就观察到。
进化理论(另条线里说的Theory of Evolution)是对进化现象的解释,达尔文之前之后都有不同理论。
达尔文给出的是自然选择(Speciation by natural selection 包括性选择)的进化理论,是理论框架,但没有具体的mechanism。他是否排除其他comptemporay的理论比如用进废退我不知道,不过达尔文似乎不是个斗士,在信仰上他都一直ambivalent的。
你贴的这个genetic drift我知道,不过争论的程度我原来不知。我以为生物学家该都是知道的。Genetic drift和自然选择有一个共同的假设,就是变异首先是随机的,并且大量变异是中性的。这大概也是为什么gz和Susan觉着这两个不矛盾。
说大量变异是中性的,给你一个例子,去看一下genetic code:http://en.wikipedia.org/wiki/Genetic_code,三个DNA字母构成一个氨基酸(AA)字母,蛋白质由AA序列组成,只要AA不变就是同样的蛋白质亦即功能。Genetic code里只有前两个DNA字母决定AA的不同,第三个字母是无所谓的,所以如果变异在这个字母上,就完全是中性的,这个叫synonymous mutation,变异速度(mutation rate)也是根据这些变异计算的。如果是在前两个字母上叫nonsynonymous。Synonymous变异不带来功能上的改变。当然还有一类变异带来phenotypical的改变但仍然是中性的。很多diversity是这一类的,应该没有争议。
如果你观察到某些变异速度不符合平均变异速度(不同物种不同,具体怎么算也有争议),那么自然选择说,这些变异可能是under selection pressure, either positive or negative,genetic drift说是random drift and fixation如果初始的population size不大。我看到的问题是,你如何区分这两个?所以我想才会有你说的“负选择”比如protein结构那线的。如果你观察到某些变异slightly不利生存,那么就不可以用自然选择解释(但也许也可以如果你能找到这些变异曾经有利或是和某些有利的基因离的很近所谓linkage effect),于是就更可能是genetic drift,这似乎是唯一可能区分两种解释的情况。
小麦 wrote:
神造论说:上帝选
拉马克说:我选
达尔文说:自然选
木村说:没人选 (chance选)
我的理解不同。拉马克用进废退是说环境选择,外因是决定性的,物种自身的变化不在考虑之内。达尔文自然选择是说外因通过内因起作用,生物首先有随机变化(他那时不知道变化的机制),然后环境留住了有利的(self perpetuation)。木村中性选择是说内因是决定性的,生物随机变化,环境没有作用,只有drift,完全是概率。
生物学家更favor自然选择除了ego之争,原因之一我想是中性变异不是非常interesting,从研究的角度除非你就是研究进化的you cannot really say much about it。从进化物种生成的角度,你又很难区分两种理论除了“negative selection”的情况。不难想像genetic drift在物种形成之初的作用因为population size都是很小的,但这同时有另一个问题,理论上来讲,不大可能只有一个群族向某一个方向drift,更可能的是很多不同的小的群族往不同方向drift,那么有些群族存活下来更多该是没有,你说这算是genetic drift还是自然选择呢?
- posted on 05/26/2011
是的,我也觉得 gene drift 或mutation 就是underlying mechanism。我感兴趣的
是既然拉马克的用进废退不能被完全否认,那么它有underlying mechanism吗?在
网上还真找出一篇:
http://news.wustl.edu/news/Pages/7408.aspx
浮生 wrote:
我的理解是:
进化(evolution)是现象,早在达尔文之前人们就观察到。
进化理论(另条线里说的Theory of Evolution)是对进化现象的解释,达尔文之前之后都有不同理论。
达尔文给出的是自然选择(Speciation by natural selection 包括性选择)的进化理论,是理论框架,但没有具体的mechanism。他是否排除其他comptemporay的理论比如用进废退我不知道,不过达尔文似乎不是个斗士,在信仰上他都一直ambivalent的。 - Re: 群体遗传学:neutral theory vs. natural selection / 木村资生posted on 05/27/2011
真热闹,长见识,谢谢小麦。
关于达尔文,我一直疑惑,一百五十年竟然没人挑战,老哥也太牛了,这些搞生物的都干嘛去了?相比之下,现在大学心理学系已经不教佛洛依德了。
看来不是没人,是我太孤陋寡闻了。
顺着链接,也发现个好玩的,基因横向转移:http://en.wikipedia.org/wiki/Horizontal_gene_transfer
这样的话,转基因从地球上有单细胞生物就有了。 - posted on 05/27/2011
Susan wrote:
是的,我也觉得 gene drift 或mutation 就是underlying mechanism。
哦,不一样的。Mutation以及很多其他的变化是underlying mechanism,但genetic drift不在同一个level。如果只有random mutation,那么变化的frequency应当不变,如果变了,就是还有其他的原因,genetic drift是一种可能。
举个极其简单化的hypothetical的例子,一大群人99%黑头发,1%是红头发。然后有一对couple一红一黑离开到一个隔绝的新环境不再和这个人群有关系,若干时间后,他们的后代一半黑头发一半红头发。然后这两群人又相遇,在大的人群内仍然是1%红头发,那个隔绝了的小的人群是50%红头发。
现在的问题是:你看到的只是这个结果,并不真的知道当初离开的人群的情况,在此前提下解释为什么小的人群有那么多红头发?自然选择的解释是:红头发在那个隔离的环境可能更有利生存,虽然当初的人群有1%红头发,但他们的后代存活率高,从而导致现在看到50%。Genetic drift说,如果当初迁移去新环境的人数非常少,虽然在大的人群中红头发有1%,但当sample size小或者说finite的时候,红头发可能很容易就超过(或少于)1%,比如我说的极端的两个人,结果是the variantion frequency "drifted" due to the effect of sample size,与适应性无关。这两种解释在没有其他证据的情况下无法区分。
但如果你知道变异是中性的,比如synonmous mutation,那么这种变异没有under selection pressure,variants freqency的固定就是genetic drift的结果。事实上如果真的要确定某种变异是positive或negative selection,需要有null hypothesis,neutral theory就是这个null hypothesis。
我感兴趣的是既然拉马克的用进废退不能被完全否认,那么它有underlying mechanism吗?在
网上还真找出一篇:
现在来说有,epigenetics,但拉马克的时代大概没有,所以或许可以叫新拉马克主义。环境可以通过epigenetics改变基因的表达,这种改变有的可以遗传给下一代但几代之后会消失。如果可以找到环境改变基因表达进而改变了underlying genetic code的情况,就是说环境induced变异,环境是决定性的,那就是确凿的拉马克证据了。 - posted on 05/27/2011
谢谢大家的解释,很受益。浮生那个红头发的例子很形象。现在的理解是,随机变异两个学派都接受,他们的分歧在于随机变异之后发生了什么。对自然选择来说,随后的过程是不随机的,由环境决定,在自然选择的基础上产生了适应性。对中性理论来说,随后的过程是随机的,中性选择不导致适应性。苏三说到无害的没被淘汰,我现在的理解是自然选择很难解释无害的不被淘汰,否则达尔文也不会那么困惑了。自然选择的解释重点是有用,对有害基因的解释要么是这些有害基因也有用,要么是还没来得及被淘汰。无害又无用的保存,对自然选择是很困惑的,尝试的解释都是要试图找出无害无用后面的“有用”。
关中那段话很有意思,“如果一定要有一个主体,大概只能说“造物”,“上帝”之类。但另一方面,自然选择是有主体的,这就是进化过程,这个过程保存有生存优势(或中性)的变异,淘汰有生存劣势的变异。”自然选择好歹有个主体,而中性选择是没有主体的(就像关中链接上那幅漫画,我贴在下面)。自然选择有基督教精神,中性理论有佛教精神。哈哈,再舞蹈一回。
苏三和浮生说的epigenetics很有趣,这个我觉得蛮有道理的。不过浮生解释的拉马克,我不大明白。拉马克不是我用啊用的就有了吗?当然环境也很重要,好像是外因+主观意志。而达尔文那里是没有主观意志的,随机变异不是我要变的,所以是外因+客观变异。
行人贴的那个基因水平转移,这段话是不是说用那些genetic marker去测某个种族有没有共同祖先是不准的?
“Using single genes as phylogenetic markers, it is difficult to trace organismal phylogeny in the presence of horizontal gene transfer. Combining the simple coalescence model of cladogenesis with rare HGT horizontal gene transfer events suggest there was no single most recent common ancestor that contained all of the genes ancestral to those shared among the three domains of life. Each contemporary molecule has its own history and traces back to an individual molecule cenancestor. However, these molecular ancestors were likely to be present in different organisms at different times."[12]"
中性选择
- posted on 05/27/2011
这个伯克利网站很不错,提纲挈领,特别是这页对进化过程的总结,搬过来。
http://evolution.berkeley.edu/evosite/evo101/IIIBMechanismsofchange.shtml
Mechanisms of Change
Each of these four processes is a basic mechanism of evolutionary change.
Mutation
A mutation could cause parents with genes for bright green coloration to have offspring with a gene for brown coloration. That would make the genes for brown beetles more frequent in the population.
Migration
Some individuals from a population of brown beetles might have joined a population of green beetles. That would make the genes for brown beetles more frequent in the green beetle population.
Genetic Drift
Imagine that in one generation, two brown beetles happened to have four offspring survive to reproduce. Several green beetles were killed when someone stepped on them and had no offspring. The next generation would have a few more brown beetles than the previous generation—but just by chance. These chance changes from generation to generation are known as genetic drift.
Natural Selection
Imagine that green beetles are easier for birds to spot (and hence, eat). Brown beetles are a little more likely to survive to produce offspring. They pass their genes for brown coloration on to their offspring. So in the next generation, brown beetles are more common than in the previous generation.
All of these mechanisms can cause changes in the frequencies of genes in populations, and so all of them are mechanisms of evolutionary change. However, natural selection and genetic drift cannot operate unless there is genetic variation—that is, unless some individuals are genetically different from others. If the population of beetles were 100% green, selection and drift would not have any effect because their genetic make-up could not change. - posted on 05/27/2011
小麦 wrote:
不过浮生解释的拉马克,我不大明白。拉马克不是我用啊用的就有了吗?当然环境也很重要,好像是外因+主观意志。而达尔文那里是没有主观意志的,随机变异不是我要变的,所以是外因+客观变异。
恩,你一说主观意志就说不清了,没有主观,现在不是讲nature vs. nurture么,nature是先天基因,nurture是后天环境,哪个算主观?我说的拉马克的意思,不是说个体不变而是说这个变化完全driven by环境。
象gz贴的这个“However, natural selection and genetic drift cannot operate unless there is genetic variation—that is, unless some individuals are genetically different from others.” Genetic variation发生在先,selection或drift发生在后,但拉马克理论不需要这个前提,他说环境变化可以导致可遗传的个体(genetic)变化。
行人贴的那个基因水平转移,这段话是不是说用那些genetic marker去测某个种族有没有共同祖先是不准的?
Horizontal gene transfer一般是指在不同物种之间,同一物种本来就share很多基因而且大多underlying sequence也是相同的,genetic marker的resolution小的多。另外trace共同祖先很少rely on single markers.
我又去查了查controversy,看到这么几段转过来,我以为的中性看样子也不一定是中性:
By the 1980s many evolutionary geneticists had accepted the neutral theory (19). An important exception was Ernst Mayr. Consider Ernst Mayr's Populations, Species, and Evolution (1971) (3). After summarising the evidence for genetic drift (King and Jukes (1969), Kimura(1969), Fitch and Margoliash (1970)), Mayr notes that a number of considerations largely deprive the evidence of its cogency:
1. There are several other properties of populations that, when only superficially analyzed, appear to have no obvious selective advantage. However, the mere fact that such traits have become established makes it highly probable that they are the result of selection.
2. More and more sites even in the largest molecules are found to have specific functions. A "functionless site" is simply one the function of which has not yet been determined. (page 137 in (3)). (see also: (12), (15)
3. Available observations on allele polymorphism are not consistent with the neutrality theory.
4. A random replacement of amino acids unquestionably occurs occasionally in evolution, but it appears at present that it does not anywhere near approach selection in importance as an evolutionary factor.
5. Chance causes disorder, selection causes order.
It is clear from the first two points that Mayr treats 'function' and 'natural selection' virtually as an axiom. So neutralism is almost excluded by definition. The other points concern evidence. Much evidence has been produced since 1970, but in 1982 Mayr still concludes: "My own feeling is that selection is far more important than admitted by the promoters of non-Darwinian evolution, but that indeed there is a random component in much of the variation at some gene loci." (4) So according to Mayr (1982) selection is still more important than neutral mutations or 'Random-Walk Evolution' as he calls it.
Stephen Jay Gould (5) told an interesting anecdote about Ernst Mayr at a meeting of the Evolution Society. Ernst Mayr attacked the claim that single base mutations in DNA that do not result in a different amino acid are not detected by natural selection (neutral mutations or silent mutations). Mayr claimed that such changes could not, a priori and in principle be neutral. These mutations must have some effect on the organism, perhaps energetic, that selection can "see" even if the coded amino acid does not alter (12). According to Gould this is a clear example of dogmatism. However, there is now a growing body of evidence that 'silent' point mutations do have effect on the rate of translation at ribosomes (17) The cause is that multiple codons can code for the same amino acid. Those equivalent codons do not have equal frequncies in the DNA of an organism. There are frequent and rare codons. The frequent silent mutations apparently speed up and the rare silent mutations slow down protein synthesis. Therefore, they have an effect on fitness. So, Mayr is right afterall!
... ..."However, he [Ernst Mayr] objects to the definition of evolution as changes in gene frequency. Neutrality is a property of genes, and neutral drift produces changes in gene frequency. For Mayr, neutral evolution is impossible because the sorts of change produced by neutral drift are not real evolution."
... ...
Please note that 'the neutral theory of evolution' is not sufficient to explain complex life and adaptations. In that sense it is not a theory of evolution. However it is accepted that the neutral theory explains a lot of differences in DNA. Kimura: "Of course, Darwinian change is necessary to explain change at the phenotypic level -fish becoming man- but in terms of molecules, the vast majority of them are not like that." (7) This is an important admission. If evolution is defined at the morfological level, the evolution of adaptations such as eyes and brains, then natural selection is very important.
http://home.planet.nl/~gkorthof/kortho37.htm
所以自然选择完全可以question那个beetle的例子:为什么是green beetles被踩到而不是brown beetles?也许绿的比较笨不知道快速躲避危险不知道有些地方不适合歇脚。再进一步,genetic drift的前提是population size是finite的,就是无论适应与否,总有些后代不能存活。自然选择会问,那为什么是这些而不是那些死掉,也许这正说明活下的更适应。再有,就是可以把存活本身定义为适应。恩,我觉着Mayr有道理的。好了,我把自己绕进去了。以前一直觉着自然选择比较循环论证,大概就是这个意思? - posted on 05/28/2011
小麦 wrote:
神造论说:上帝选
拉马克说:我选
达尔文说:自然选
木村说:没人选 (chance选)
小麦的总结,高度概括啊
神造论说:上帝选
拉马克说:我选
达尔文说:自然选
木村说: 随机选
neutral theory , natural selection 我觉得不矛盾的么。
木村提出中性理论学说,是解释了自然选择,转化变异过程中,还存在一个中性状
态,随机的,次选择或如浮生示“null hypothesis”,即没被优选转化,也没被淘
汰,等待下一轮generation的选择,如那副图,很生动。达尔文的进化论,进化是
必然的,是哲学思想,而木村提出的是进化的自然选择过程中的演化理论,对基因
遗传学理论是贡献。
达尔文发现物种在外部的环境下自然选择,转化.但转化变异的霎间就是自然,神,
上帝,或gz说的主体的存在了,这是人类科学目前还解释不了的。也不是内部基因
少,外部环境多,就一定被选择,转化.就在那一时刻,那一环境,那一温度。。。。。
等等的因素,但同样的情况,也可能不会绝对发生。如,为什么企鹅的脚不觉得冷,
在那如此恶劣的环境下保护小企鹅的过程,让生命延续的过程完成的如此完美,那
么外部的恶劣环境使企鹅的脚对冷失去了感觉,也是进化了吗?
有趣的是,90年代末起,天主教的原教旨主义者创立了“智能设计论”,称之为
“柔性神创论”,来挑战达尔文的进化论
“智能设计论”基于这样的信仰,即“宇宙和生物世界的特性。用智能原因可以更
好地解释,而不是来自随机性的自然选择”。他们也承认古生物学所提供的世代更
迭过程中生物演替的证据,但他们信奉生物的进化过程可能只是一个由“最高智能’
安排规划的结果,就算存在进化,其过程也不是来自自然的机制『自然选择,基因
混合,环境的压力。。。。。』,而是意志的介入,有意为之的结果。他们认为,用
“智能设计论”才能解释,为什么企鹅的脚不觉得冷.
这是我在上海时买的一本书《世界级阴谋》中读到的,他是2010年 Top10畅销书排
列第三。作者贝尔纳¨布尔蒂克斯,法国国家电视台最具影响力的王牌新闻调查节
目《特派记者》著名的记者、导演,调查领域涵盖政治、军事、科技,和现代意识
形态等诸多方面。2009年是达尔文200年的诞辰,但书中提到世界很多的神创论教派
对达尔文主义提出惊天质疑. 如,“达尔文主义是唯一一个提倡与鼓励冲突的哲学
思想”,“达尔文主义与滴着鲜血的意识形态的隐秘联系可以鲜明地体现在法西斯
主义身上”。。。。。。
这是书的链接
http://hi.baidu.com/2012coming/blog/item/ba2f5f21c076105a925807d0.html
各位周末快乐!
- posted on 05/29/2011
去看了这条线,very very entertaining。Richard Dawkins对adaptionists的标签很不满意呢,I can see his point,另外他其实是同意neutral theory的。Larry Moran回某个id的这句话也满重要:
“Your point illustrates the difference between accepting Neutral Theory and understanding the role of random genetic drift. They are not the same thing at all.”
另外,谢谢小麦,我一个多年的疑惑解开了(恩,也没真bother我吧不然早会去查了),就是Dawkins和Gould到底争的是什么。当年看他们两人书的时候,觉着都很enlightening,很有道理啊,能看到他们两个强调的东西和角度不一样但没看出矛盾,争啥呢。那会儿尚不知genetic drift,后来也并没有完全联系起来。所以科普书实在可以很misleading的即使是专业的scientists写的,为了让laymen看懂就舍弃了相对准确的科学语言,常常用一些analogy,本身就是很模糊的表达。比如你另线给的BBC那个protein结构的文章,说实话读的时候我没太搞明白point到底在哪里有什么新意,后来去看了一眼abstract,几句话人家就说清楚了主要是context很明白。 - posted on 05/29/2011
哎,喝多了,胡扯几句。
秋子为这个贴带来了天马行空,带来了诗意。不过说真的,我一看到这本书的书名,《世界级阴谋》,我就跟自己说,这书作者如果不是法国人,那我肯定不是中国人。法国是“世界级”阴谋理论家的天堂,想想也不奇怪,法国还是世界上唯一一个有本事能把哲学家拾掇成明星的国家。所以法国还是哲学家的天堂。哲学家之于法国,就跟好莱坞之于美国似的。
至于企鹅的脚为什么不冷啊,南极的那是苦出身,都是流放犯的后代,南极就是企鹅的西伯利亚。那些剥削阶级,比如澳大利亚的企鹅,整天无事闲,人家说冷死了,它们回答为何不去晒太阳,没心肝。剥削阶级一天中就忙一件事,就是排队回家显摆给人类看。
浮生 wrote:
Richard Dawkins对adaptionists的标签很不满意呢,
哈哈。你真是标准的nerd啊。他对这个标签不满意,是因为他要保留他“客观"的权威。我们这行出过这样的事,一个年轻学者本来是要恭维一个牛人,提XXXists时提了这位爷的名字,这位爷就发飙了,说谁给你权力说我是XXXist?你听我爹说的,还是听我说的?明明全天下都知道他是XXXism那个理论阵营的。
另外他其实是同意neutral theory的。
我一个多年的疑惑解开了(恩,也没真bother我吧不然早会去查了),就是Dawkins和Gould到底争的是什么。当年看他们两人书的时候,觉着都很enlightening,很有道理啊,能看到他们两个强调的东西和角度不一样但没看出矛盾,争啥呢。
你要说他同意neutral theory,那我怀疑你明白他俩争什么。你说他俩争什么?
那会儿尚不知genetic drift,后来也并没有完全联系起来。所以科普书实在可以很misleading的即使是专业的scientists写的,为了让laymen看懂就舍弃了相对准确的科学语言,常常用一些analogy,本身就是很模糊的表达。比如你另线给的BBC那个protein结构的文章,说实话读的时候我没太搞明白point到底在哪里有什么新意,后来去看了一眼abstract,几句话人家就说清楚了主要是context很明白。
嗯。
浮生 wrote:
你一说主观意志就说不清了,没有主观,现在不是讲nature vs. nurture么,nature是先天基因,nurture是后天环境,哪个算主观?
天咧,主观都没了,这是什么人间世啊。
我说的拉马克的意思,不是说个体不变而是说这个变化完全driven by环境。
Genetic variation发生在先,selection或drift发生在后,但拉马克理论不需要这个前提,他说环境变化可以导致可遗传的个体(genetic)变化。
我还是不懂啊,80度酒精也没让我长出点智力。难道拉马克不是说主观意志可以导致genetic variation吗?否则如果只是环境,而没有主观意志,完全可以像xw贴的那个okapi呀。
为什么是green beetles被踩到而不是brown beetles?也许绿的比较笨不知道快速躲避危险不知道有些地方不适合歇脚。
你再踩一脚试试。好不好不要怎么扯哇,“随机”对你不该是小儿科的概念么。你踩上100脚,次次都是绿的死,你再来说它笨不迟。中性选择这个理论是用数学计算看出了随机的pattern. BBC那篇论文的另一个作者是你的同行,计算机系的教授。
- posted on 05/29/2011
小麦 wrote:
哈哈。你真是标准的nerd啊。
啥是标准nerd,给个定义先。要是准确的话拜托给发个证书吧。
你要说他同意neutral theory,那我怀疑你明白他俩争什么。你说他俩争什么?
不是我说他同意,是那条线里他自己说的,他心里想什么我哪知道,我除了当年看过他几本书之后没有再follow过他,你不要哗一下就把我划到Dawkins的阵营里然后拿我当我靶子好不好。Dawkins和Gould当年我都很喜欢现在我都无所谓(他们对我的作用就是打开一道门)。Gould和与你一直支持的Lewontin是一个阵营的,你说他们俩还能争什么。
这么说吧,是不是adaptionist,并不在他是否接受neutral theory,因为你要想quantify selection,首先就得接受neutral theory,象我前边说的作为null hypothesis,你总要有something to test against(就算生物学家不知neutral theory,我比较怀疑,实际也是在用的)。我看那线里Dawkins也是说neutral theory作为null hypothesis,有人很吃惊他怎么会这么说,现在说selection光讲故事哪行啊除非只是科普,所以我想在他的公众演讲里他不会提。
我想adaptionist的思路是这样的,就是我说那个绿甲虫的意思,根据现在的evidence不能证明有selection(positive or negative),但你不能结论就是random drift,可能只是我们还不知道,前边我转的Mayr就是极端的例子,他不说“可能”他说“一定”,Dawkins还没有到这个程度。另一派则说,If it looks like random drift then it must be (or at least is more likely to be) random drift. 如果你不能够确凿排除selection,你真的很难说谁对谁错,这基本是belief了。那条线里有个人问,为什么不把natural selection作为null hypothesis,that's interesting,因为如果你真的要证明某个变化是源于random drift,你找不到selection的证据并不是证明,你要找到against selection的证据(假设random drift和selection是唯二的hypotheses),depending on measures这两个也许是一样的但我觉有subtle difference。这个和证明上帝存在与否的逻辑已经有些象了。
我还是不懂啊,80度酒精也没让我长出点智力。难道拉马克不是说主观意志可以导致genetic variation吗?否则如果只是环境,而没有主观意志,完全可以像xw贴的那个okapi呀。
我说了嘛一说主观意志就说不清了啊。我也不要说服你,我们存异好了。
你再踩一脚试试。好不好不要怎么扯哇,“随机”对你不该是小儿科的概念么。你踩上100脚,次次都是绿的死,你再来说它笨不迟。中性选择这个理论是用数学计算看出了随机的pattern. BBC那篇论文的另一个作者是你的同行,计算机系的教授。
你真的喝多了吧,我怎么是扯,如果你真能去踩上100脚,那就是有实验数据了,还有什么可争议的。我们说的是进化啊,能在实验室验证的极少,大多你只看得到结果只能做inference,当初是绿甲虫们笨得被踩了100脚回回都死还是倒霉地只被踩了一脚碰巧死掉,你怎么知道?我反正是不知道。这就是我说这种analogy misleading的地方。
恩,做population genetics的很多是computational或是statistics出身。另外现在做science没有quantification固然是没法做,但你也不要迷信数学模型好不好,我觉要迷信倒该我迷信才对。 - posted on 05/29/2011
回复 #26 浮生我跟着这线很多天了,特别期望关教授从物理的角度上指出一个事实,这个事实虽说简单,但是可以简化很多不必要的争论。可惜关教授没说,那我只好忍不住冒泡了:
中性 Vs 自然选择 有着 “数量级”的不同(找不到合适的词,且用 “数量级”表示吧)。。。中性是指分子水平的,自然选择是指器官水平的。。。任何分子量子数量级的“变异“,从目前的水平上,人类只能用 “随机”解释,因为实验条件是“一维”的,也就是说你只能做到人为的条件相同,而无法理解和控制那些未知的影响因素。(举个例子,我家的生物学家做老鼠实验,一切条件相同,给老鼠换了个房间,结果大不一样,肯定是两个房间里的什么东西影响了,但是现在不知道到底什么影响了,所以只好说是“随机”的。
毛主席早就教导过我们“量变到质变”,唯物辩证法完全可以统一中性选择和自然选择,中性是量,自然是质。。。两种理论是针对两个过程。两个人吵架要站在同样的地平线上,才能吵出结果,要不就是鸡同鸭讲。这就是我一直很反感道金斯同学的最主要原因。他吵架时根本不看对方说什么,我在边上着急,又打断不了他 :-)很像当年我和青岗吵架的阵势,说不清楚。
以前和关教授争论过爱因斯坦“神造论”和那谁谁谁的量子随机实验,其实和中性Vs自然的争论差不多。。。一具体到量子水平,都是 “随机”的,而“随机”到宏观的水平,也许就不“随机”了。
- Re: 群体遗传学:neutral theory vs. natural selection / 木村资生posted on 05/29/2011
小麦 wrote:
神造论说:上帝选
拉马克说:我选
达尔文说:自然选
木村说:没人选 (chance选)
好像是张爱玲说的:
大学生学如何发电
研究生学发电机的原理
博士生研究发电机里的某个零件
木村是博士生
达尔文是硕士生
拉马克是学士
神是博导 :-) - posted on 05/29/2011
小麦提佛教精神,秋子引述的达尔文主义的战斗精神。有意思,真说战争精神,当
是犹太教与基督教争吧?象物理上取代上帝意志的--力的一大批近现代犹太物理
学家的努力,这话是史宾格勒说的。
我年初与一位搞医学研究的聊了基因之类的,他有隐性糖尿病,说这是遗传的,并
且跟我说你走路的样子,讲话的方式都有基因在作崇。我当时悲观得可以,但凭佛
教的创造努力的精神,可以改变命运,抬起头来。我一直没有对最近科技成果中的
基因作过什么阅读,但读过的贴子多是马虎了事,就想在这里问一问,是不是讲话
方式都基因定?系于遗作作崇?记得咖啡里草叶笔记的染色体与基因:
http://www.mayacafe.com/forum/topic1sp.php3?tkey=1241834890
七月说达尔文是硕士生,抬举了吧?达尔文真学位是神学学士,剑桥的。
http://en.wikipedia.org/wiki/Charles_Darwin
This neglect of medical studies annoyed his father, who shrewdly sent him to Christ's College, Cambridge, for a Bachelor of Arts degree as the first step towards becoming an Anglican parson.
哈哈,这一线真热闹。我是想学一点东西,比如这一段达尔文本人的辩解:
firstly, to shew that species had not been separately created, and secondly, that natural selection had been the chief agent of change, though largely aided by the inherited effects of habit, and slightly by the direct action of the surrounding conditions. I was not, however, able to annul the influence of my former belief, then almost universal, that each species had been purposely created; and this led to my tacit assumption that every detail of structure, excepting rudiments, was of some special, though unrecognised, service. Any one with this assumption in his mind would naturally extend too far the action of natural selection, either during past or present times. Some of those who admit the principle of evolution, but reject natural selection, seem to forget, when criticising my book, that I had the above two objects in view; hence if I have erred in giving to natural selection great power, which I am very far from admitting, or in having exaggerated its power, which is in itself probable, I have at least, as I hope, done good service in aiding to overthrow the dogma of separate creations. It is, as I can now see, probable that all organic beings, including man, possess peculiarities of structure, which neither are now, nor were formerly of any service to them, and which, therefore, are of no physiological importance. We know not what produces the numberless slight differences between the individuals of each species, for reversion only carries the problem a few steps backwards, but each peculiarity must have had its efficient cause. If these causes, whatever they may be, were to act more uniformly and energetically during a lengthened period (and against this no reason can be assigned), the result would probably be not a mere slight individual difference, but a well-marked and constant modification, though one of no physiological importance. Changed structures, which are in no way beneficial, cannot be kept uniform through natural selection, though the injurious will be thus eliminated. Uniformity of character would, however, naturally follow from the assumed uniformity of the exciting causes, and likewise from the free intercrossing of many individuals. During successive periods, the same organism might in this manner acquire successive modifications, which would be transmitted in a nearly uniform state as long as the exciting causes remained the same and there was free intercrossing. With respect to the exciting causes we can only say, as when speaking of so-called spontaneous variations, that they relate much more closely to the constitution of the varying organism, than to the nature of the conditions to which it has been subjected.
http://human-nature.com/darwin/descent/chap2.htm
Charles Darwin was captivated by his musician wife Emma's daily piano playing.
- posted on 05/29/2011
……你走路的样子,讲话的方式都有基因在作崇……
见过不少例子。
xw wrote:
并且跟我说你走路的样子,讲话的方式都有基因在作崇。我当时悲观得可以,但凭佛
教的创造努力的精神,可以改变命运,抬起头来。我一直没有对最近科技成果中的
基因作过什么阅读,但读过的贴子多是马虎了事,就想在这里问一问,是不是讲话
方式都基因定?系于遗作作崇?记得咖啡里草叶笔记的染色体与基因:
http://www.mayacafe.com/forum/topic1sp.php3?tkey=1241834890 - Re: 群体遗传学:neutral theory vs. natural selection / 木村资生posted on 05/29/2011
这个neutral theory是不是受物理上量子力学的影响,很有点意思。
小麦 wrote:
那篇BBC的研究是neutral theory 这一派。
- posted on 05/29/2011
这篇文章很有意思,把摘要放这。全文可以在这里看到:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0014579305001675
Robustness, evolvability, and neutrality
Abstract
Biological systems, from macromolecules to whole organisms, are robust if they continue to function, survive, or reproduce when faced with mutations, environmental change, and internal noise. I focus here on biological systems that are robust to mutations and ask whether such systems are more or less evolvable, in the sense that they can acquire novel properties. The more robust a system is, the more mutations in it are neutral, that is, without phenotypic effect. I argue here that such neutral change – and thus robustness – can be a key to future evolutionary innovation, if one accepts that neutrality is not an essential feature of a mutation. That is, a once neutral mutation may cause phenotypic effects in a changed environment or genetic background. I argue that most, if not all, neutral mutations are of this sort, and that the essentialist notion of neutrality should be abandoned. This perspective reconciles two opposing views on the forces dominating organismal evolution, natural selection and random drift: neutral mutations occur and are especially abundant in robust systems, but they do not remain neutral indefinitely, and eventually become visible to natural selection, where some of them lead to evolutionary innovations.
最后这句话甚合我意:随机的中性变异最终也将受到自然的选择。 - Re: 群体遗传学:neutral theory vs. natural selection / 木村资生posted on 05/29/2011
没有认真学习,我猜,分子水平上的neutral (random),到whole organisms,应该趋向于ESS (evolutionarily stable strategy) 。就像下面的相干光。
gz wrote:
推荐这篇文章,很有意思,把摘要放这。全文可以在这里看到:
最后这句话甚合我意:随机的中性变异最终也将受到自然的选择。
- posted on 05/29/2011
gz wrote:This perspective reconciles two opposing views on the forces dominating organismal evolution, natural selection and random drift: neutral mutations occur and are especially abundant in robust systems, but they do not remain neutral indefinitely, and eventually become visible to natural selection, where some of them lead to evolutionary innovations.
这篇文章很有意思,把摘要放这。全文可以在这里看到:
最后这句话甚合我意:随机的中性变异最终也将受到自然的选择。
我就是这个意思,我一直等着关教授先说。学过量子物理的应该很容易得出这个结论 :-)
我觉得马里兰大学的那个实验其实解释了这三种理论的关系,随机的量变带来了最终的质变,而且是可逆的。达尔文解释的是宏观现象,木村解释的是实验结果。但是它们之间不是对立的,而是针对整个进化进程中不同的过程。 - Re: 群体遗传学:neutral theory vs. natural selection / 木村资生posted on 05/29/2011
pengyou wrote:
这个neutral theory是不是受物理上量子力学的影响,很有点意思。
小麦 wrote:
那篇BBC的研究是neutral theory 这一派。
neutral theory未必受量子力学的影响,但是殊途同归,因为“数量级”接近,这恰恰说明所谓的“随机”未必随机,而是人类还没有发现内在的规律。 - posted on 05/29/2011
xw wrote:
七月说达尔文是硕士生,抬举了吧?达尔文真学位是神学学士,剑桥的。
http://en.wikipedia.org/wiki/Charles_Darwin This neglect of medical studies annoyed his father, who shrewdly sent him to Christ's College, Cambridge, for a Bachelor of Arts degree as the first step towards becoming an Anglican parson.
我不是指真正的学位,而是说这三个人研究同一个问题的三种不同的角度。
不过,剑桥的学士绝对够硕士水平了 :-) - Re: 群体遗传学:neutral theory vs. natural selection / 木村资生posted on 05/29/2011
July wrote:
最后这句话甚合我意:随机的中性变异最终也将受到自然的选择。我就是这个意思 :-)我一直等着关教授先说。
不好意思啊,前面辜负了七月的期望。:-)
七月来了咱这的学科就更全了,有学政治,计算机,还有物理的,都是些生物学的业余范!可惜正牌生物学家老八不来了。 - posted on 05/30/2011
嗨嗨,原来都是adaptationists,好了小麦,你有一大堆靶子了:)
gz wrote:
这篇文章很有意思,把摘要放这。全文可以在这里看到:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0014579305001675 Robustness, evolvability, and neutrality
看了一眼Intro,这是文章对evolvability的定义:
“The word evolvability has two main usages [1], [2], [3] and [4]. According to the first of them a biological system is evolvable
if its properties show heritable genetic variation,
and if natural selection can thus change these properties.
A second usage ties evolvability to evolutionary innovations:
a biological system is evolvable
if it can acquire novel functions through genetic change,
functions that help the organism survive and reproduce.”
文章接下来说The first doesn't necessarily imply the second, while the second implies the first. 这是把可进化性定义为自然选择了,接下去再怎样推理也不会得出别的结论的。
关于neutral theory:
“is commonly understood as genetic change that does not affect an organism’s fitness. In addition, neutral change has to be neutral in any environment, physiological condition, or genetic background. ”
然后接下来对此做批评。
但这句话本身有问题,首先Neutral theory并不是说random drift只作用于neutral change;其次即使是neutral change只要当时当地是neutral的,便是neutral的,那么如有频率改变理论上就可以attribute to random drift,之后如果遇新环境而被自然选择了也不能apply selection retrospectively。
再有,我的理解(pengyou给纠正)随机与统计只有宏观的意义,若一个硬币只扔一回,对什么导致哪面朝上什么也不能说,就好比July说的那个老鼠换屋子的问题,sample数相对于未知的变量数太小了。是否可以说扔一次硬币是微观,扔很多次就是宏观呢?“随机”也并非是没有规律,否则distribution是什么呢? - Re: 群体遗传学:neutral theory vs. natural selection / 木村资生posted on 05/30/2011
July wrote:
pengyou wrote:neutral theory未必受量子力学的影响,但是殊途同归,因为“数量级”接近,这恰恰说明所谓的“随机”未必随机,而是人类还没有发现内在的规律。
这个neutral theory是不是受物理上量子力学的影响,很有点意思。
小麦 wrote:
那篇BBC的研究是neutral theory 这一派。
爱因老至死不信上帝会玩骰子。七月深得老鼻祖的真传,也是隐变量的信徒?:-) - posted on 05/30/2011
看来看去,中性和进化论的区别在于哲学上是两元论还是有第三个状况(哥德尔不完全定律)。
进化论是两元论:适者生存,不适者不生存。没有调和的余地。
中性论举手,wait a minute,适者和不适者中间还有第三个人(中性人)。
洞穴里鱼的眼睛虽然已经不再有用,可是眼睛有无对生死存亡已经不再起作用,所以没有被淘汰(不适者没被淘汰)。适者和不适者之间还有一个既不是“适者”也不是“不适者”, 是无用者。
适者----- 无用者(中性者)-----不适者。
人的扁桃腺和盲肠不是都没有用嘛?也遗传了下来了。因为它们对生存没有威胁(扁桃腺炎和盲肠炎不致命)。
关于长颈鹿的脖子,虽然长,不一定是生存的唯一(那么多短脖子的都生存下来了),所以可能无用,但是无致命的害(长短都可以吃草),所以就遗传下来了。
这和马德拉岛上那些有翅膀的昆虫不一样,那些有翅膀的昆虫被马德拉岛上的劲风都吹到海里去了,所以统统都S拉S拉滴。
当然,一个生物体不可能浑身上下都是无用的。
研究灯鱼失明的杰弗里教授是在证明“不适者就一定是适者的相反”。
从哲学上看,我可以支持中性论。
在社会科学里,不完全定律完全站住脚了。在数学和物理上(是粒子也是波)也能站住,在生物学(这个是真正的考验)上是关键。我对杰弗里教授的研究感兴趣。 - posted on 05/30/2011
July wrote:
neutral theory未必受量子力学的影响,但是殊途同归,因为“数量级”接近,这恰恰说明所谓的“随机”未必随机,而是人类还没有发现内在的规律。
浮生 wrote:
再有,我的理解(pengyou给纠正)随机与统计只有宏观的意义,若一个硬币只扔一回,对什么导致哪面朝上什么也不能说,就好比July说的那个老鼠换屋子的问题,sample数相对于未知的变量数太小了。是否可以说扔一次硬币是微观,扔很多次就是宏观呢?“随机”也并非是没有规律,否则distribution是什么呢?
分子level上很小,是微观。生物体有很多分子,所以在生物体上反映的是所有随机(如果是随机的话)结果的总合。 - posted on 05/30/2011
谢浮生,这下我明白了为什么genetic drift可以是和自然选择在同一个level上的解释。
绿甲虫让我想起一个例子来,一群很aggressive 的猴子经常到自然保护区的游客垃
圾箱去翻东西吃,结果有一天吃了坏东西全都food poisoning死掉了。剩下的都是
不aggressive的猴子,结果这个猴群和它们的后代的部落文化都变成温和派的了。这
个挺符合genetic drift的。当然自然选择派也可以说是环境(垃圾箱) 惩罚了reckless
behavior.
浮生 wrote:
Susan wrote:哦,不一样的。Mutation以及很多其他的变化是underlying mechanism,但genetic drift不在同一个level。如果只有random mutation,那么变化的frequency应当不变,如果变了,就是还有其他的原因,genetic drift是一种可能。
是的,我也觉得 gene drift 或mutation 就是underlying mechanism。
举个极其简单化的hypothetical的例子,一大群人99%黑头发,1%是红头发。然后有一对couple一红一黑离开到一个隔绝的新环境不再和这个人群有关系,若干时间后,他们的后代一半黑头发一半红头发。然后这两群人又相遇,在大的人群内仍然是1%红头发,那个隔绝了的小的人群是50%红头发。
现在的问题是:你看到的只是这个结果,并不真的知道当初离开的人群的情况,在此前提下解释为什么小的人群有那么多红头发?自然选择的解释是:红头发在那个隔离的环境可能更有利生存,虽然当初的人群有1%红头发,但他们的后代存活率高,从而导致现在看到50%。Genetic drift说,如果当初迁移去新环境的人数非常少,虽然在大的人群中红头发有1%,但当sample size小或者说finite的时候,红头发可能很容易就超过(或少于)1%,比如我说的极端的两个人,结果是the variantion frequency "drifted" due to the effect of sample size,与适应性无关。这两种解释在没有其他证据的情况下无法区分。
但如果你知道变异是中性的,比如synonmous mutation,那么这种变异没有under selection pressure,variants freqency的固定就是genetic drift的结果。事实上如果真的要确定某种变异是positive或negative selection,需要有null hypothesis,neutral theory就是这个null hypothesis。 - posted on 05/30/2011
小麦,我的理解是自然选择很难解释无害的反被淘汰。达尔文困惑的是无害的眼睛为
什么全被淘汰了。无害的不under selection pressure, 不“启动”自然选择。
中性选择在灯鱼的文章里解释的不好。我想讲中性选择一定要强调small population
size, 出于某种非环境影响的原因与大部队分离。我感觉中性选择可以解释有眼灯
鱼和无眼灯鱼比例失调的现象,但也很难解释为什么有眼灯鱼完全绝种。
当然自然选择也可以说钻黑洞的灯鱼大概本来就都是眼神不好的。眼神好的干嘛钻
黑洞呢?或者眼神不好的灯鱼在明处都被淘汰了,只有钻进洞里的才侥幸活了下来。
小麦 wrote:
苏三说到无害的没被淘汰,我现在的理解是自然选择很难解释无害的不被淘汰,否则达尔文也不会那么困惑了。自然选择的解释重点是有用,对有害基因的解释要么是这些有害基因也有用,要么是还没来得及被淘汰。无害又无用的保存,对自然选择是很困惑的,尝试的解释都是要试图找出无害无用后面的“有用”。 - Re: 群体遗传学:neutral theory vs. natural selection / 木村资生posted on 05/30/2011
还有一个支持“中性”观点的例子是音乐。
音乐通过的神经通道与奖赏系统的通道大致是一样的。可是奖赏系统的主要作用是维持生物体的生存和繁殖,这些基本生物活动会通过体感神经系统达到大脑的感觉皮层,引起多巴胺释放.
可是音乐对生存和繁殖并不起决定性的正向作用(适者),也不起负向作用作用(不适者), 是中性。既然这样,到底evolution为什么把我们的大脑shaped 具有可以从音乐那里得到多巴胺释放和快感的作用呢?
音乐和盲肠、扁桃体的区别是,音乐能引起大脑的快感,
- posted on 05/31/2011
浮生 wrote:
我除了当年看过他几本书之后没有再follow过他,你不要哗一下就把我划到Dawkins的阵营里然后拿我当我靶子好不好。
我前面哪句话把你划到道金斯阵营了?我找了好几遍也没看见。
Gould和与你一直支持的Lewontin是一个阵营的,你说他们俩还能争什么。
我支持Lewontin,不是因为中性理论--我这次才明白有个中性理论。我对这两派都没有意见,这是人家学科内部发展的问题。我知道有这个理论时的感觉和行人一样,否则这么多年都只有一个理论框架解释问题,从学术发展的角度实在太罕见了。
我前面说的很清楚,我一直支持的是Lewontin的反决定论观点,更进一步,我支持他反对Wilson的Sociobiolgoy的观点。我不喜欢道金斯,是因为他practice scientific priesthood,我对他的学术水平没有能力评价。
我看到的(并且注重的)Lewontin和道金斯的争论,从来都不是关于生物学,而是关于什么是科学。道金斯认为做为科学家,他有义务和有权力对人民宣扬”真理“--手段是面对公众intentionally传达误导。Lewontin批评他vulgarize达尔文的思想,比如:
“As to assertions without adequate evidence, the literature of science is filled with them, especially the literature of popular science writing. Carl Sagan's list of the "best contemporary science-popularizers" includes E.O. Wilson, Lewis Thomas, and Richard Dawkins, each of whom has put unsubstantiated assertions or counterfactual claims at the very center of the stories they have retailed in the market. Wilson's Sociobiology and On Human Nature rest on the surface of a quaking marsh of unsupported claims about the genetic determination of everything from altruism to xenophobia. Dawkins's vulgarizations of Darwinism speak of nothing in evolution but an inexorable ascendancy of genes that are selectively superior, while the entire body of technical advance in experimental and theoretical evolutionary genetics of the last fifty years has moved in the direction of emphasizing non-selective forces in evolution. Thomas, in various essays, propagandized for the success of modern scientific medicine in eliminating death from disease, while the unchallenged statistical compilations on mortality show that in Europe and North America infectious diseases, including tuberculosis and diphtheria, had ceased to be major causes of mortality by the first decades of the twentieth century, and that at age seventy the expected further lifetime for a white male has gone up only two years since 1950.”
我记得好像对你说过,H. Allen Orr讽刺道金斯以前好歹是个职业无神论者,后来堕落成业余无神论者。我喜欢Orr和Lewontin对科学的态度,这是我眼中真正的科学家,充满了在解决问题过程中的困惑,茫然,自省,和对本专业的自我批判精神。 Lewontin 39岁上就成为国家科学院的院士,42岁上因为抗议科学院的”非科学“操作而前无古人的挂冠离去。他这一辈子对科学精神的实践一直是相当consistent. 有篇谈到科学被误解,滥用,以及科学家可能的不诚实(有意或无意)的文章中有段孟德尔:
"Mendel’s is a more interesting case, although we have only speculation about his behavior. His reported numbers of different types of offspring from various experimental crosses were too close to his expected genetic ratios of 3:1 and 1:1 to be the outcome of counting a relatively small number of seeds or plants in a real sample. The toss of a real coin one hundred times is very unlikely to give exactly 50:50, 51:49, or 49:51 heads to tails every time we do it. Mendel was probably not dishonest but an unconscious innocent victim of “optional stopping.” If you are counting objects of different types without a determination to count a total of exactly, say, five hundred, then eventually you get tired of the whole thing and decide that you have done enough. But if you have a prior theory about how the results should look and are keeping a run-ning tally of the counts there is a tendency, which must be consciously resisted, to say “Enough!” when the results look good. That is not fraud, just bad experimental practice, easy enough to fall into at a time when neither statistics nor psychology was well developed."
谢谢你解释那么多,我现在的感觉是这两派的理论都是描述性多解释性少。我没有迷信数学哦,我提数学只是说中性理论的研究手段。另外统计那个问题我同意你的感觉,从base的角度讲算宏观,但是随机是在哪个层次都可能出现的现象。
xw: 达尔文即便错了,那也是巨牛的错误,只有超牛的人才可能犯。普通人不会犯巨牛的错误,因为根本到不了那个层次。你说犹太人,我想起来Lewontin是犹太人,道金斯好像不是。
七月:量子力学我完全不懂。有时间来科普。
- posted on 05/31/2011
gz wrote:
爱因老至死不信上帝会玩骰子。七月深得老鼻祖的真传,也是隐变量的信徒?:-)
当年爱因老PK波尔,就是因为爱老是最后一个经典物理学家,他相信因果,是个决定论者,而波尔只相信实验。
暗能量好像终于被发现了,(我开了新线)尽管只是开始。爱老的思想是一贯的,他推测暗能量和他PK波尔等的测不准完全基于同一思想。。。所以,我还是坚定地做爱老的信徒吧。爱老是思想家,哲学家,波尔只是个物理学家,物理学家只能做做实验,解释宇宙是不够的,太小家子气,视野太窄,嘿嘿。
隐变量说到底,和爱老这个暗能量的常数从本质上讲,应该是一回事。哈哈!
木村有点像波尔,达尔文更像爱老。。。
Dark energy is real
http://www.mayacafe.com/forum/mcpost.php?t=1306788100 - Re: 群体遗传学:neutral theory vs. natural selection / 木村资生posted on 05/31/2011
Susan wrote:
我的理解是自然选择很难解释无害的反被淘汰。达尔文困惑的是无害的眼睛为
什么全被淘汰了。无害的不under selection pressure, 不“启动”自然选择。
你说的对。另外我喜欢你用的trigger的解释。
当然自然选择派也可以说是环境(垃圾箱) 惩罚了reckless behavior.
我想中性理论那派会说,环境里的事件,有毒食品,是随机出现的。比如也许是我扔的,我也可能一时起意把垃圾扔别处去了。
- posted on 05/31/2011
说波尔不是个哲学家,这很荒诞。我家里就有一套尼耳斯*波尔的哲学论文集。
老爱跟波尔斗,全盘尽输,有什么好吹的?老爱数学臭得半死,这也不是新闻了。
老爱是物理学家,倒最称算,理论物理学家。但把老爱提到哲学家的位上,我看更
象是业余政治活动家罢,比罗素还差一截。
要论私下的为人与心胸,老爱差波尔不是一点点。
July wrote:
gz wrote:当年爱因老PK波尔,就是因为爱老是最后一个经典物理学家,他相信因果,是个决定论者,而波尔只相信实验。
爱因老至死不信上帝会玩骰子。七月深得老鼻祖的真传,也是隐变量的信徒?:-)
暗能量好像终于被发现了,(我开了新线)尽管只是开始。爱老的思想是一贯的,他推测暗能量和他PK波尔等的测不准完全基于同一思想。。。所以,我还是坚定地做爱老的信徒吧。爱老是思想家,哲学家,波尔只是个物理学家,物理学家只能做做实验,解释宇宙是不够的,太小家子气,视野太窄,嘿嘿。
- posted on 05/31/2011
达尔文上面也说自然选择解过度了,另外他也用自己的性选择补充了自然选择。科学
在生物与社会层面,甚至科学本身只要有规律性的假设,迟早有不足的地方,这样
科学也有发展的余地。但我还是把达尔文主义者与达尔文区分开来,这样读书就痛
快多了。
你们争吧,反正达尔文还是达尔文,但比老林奈面前还是小字辈:)
小麦 wrote:
浮生 wrote:xw: 达尔文即便错了,那也是巨牛的错误,只有超牛的人才可能犯。普通人不会犯巨牛的错误,因为根本到不了那个层次。你说犹太人,我想起来Lewontin是犹太人,道金斯好像不是。
哈哈。看此话说得,有点恩说马,还是邓说毛式的,,, - posted on 06/01/2011
小麦 wrote:
我前面哪句话把你划到道金斯阵营了?我找了好几遍也没看见。
Is it totally impossible that I can read your mind? :)
我支持Lewontin,不是因为中性理论--我这次才明白有个中性理论。我对这两派都没有意见,这是人家学科内部发展的问题。我知道有这个理论时的感觉和行人一样,否则这么多年都只有一个理论框架解释问题,从学术发展的角度实在太罕见了。
这不算稀奇吧,哥白尼到牛顿是一百多年,再到现代物理又是快两百年了。生物相对物理就是新兴学科了。
我看到的(并且注重的)Lewontin和道金斯的争论,从来都不是关于生物学,而是关于什么是科学。道金斯认为做为科学家,他有义务和有权力对人民宣扬”真理“--手段是面对公众intentionally传达误导。
哎,这不就跟你支持Filter Bubbles那个人讲的东西是一个道理么,他的message是要public有这个awareness,那么技术细节包括根本就不支持他的message的细节就都忽略了。而很多忽略是misleading的,intentionally or not。因为你支持他的message,你认为忽略的是末节;因为你不支持道金斯,你认为他的忽略使得他的message fundamentally flawed。我不讲对错,我只是说无论是谁对人民宣扬“真理”的时候都是一样的。至于我们喜欢谁支持谁,也由自己的观点而定。不再继续argue了,因为我可以argue for any side。
我现在的感觉是这两派的理论都是描述性多解释性少。
解释性就是why了,回答一个层次的为什么到了下一个层次就是描述性的,追溯下去都是终极问题吧?
顺便,终于去读了Gould and Lewontin的"The Spandrels of San Marco and the Panglossian Paradigm: A Critique of the Adaptationist Programme", worth reading。他们对“中性”的解释都是宏观的。当然如果对进化一点都没有了解而只读这篇文章的话,可能会得到自然选择全不重要的感觉,even though they claim otherwise。里边引了两段达尔文,和xw的意思差不多,达尔文用现在他们的标签是pluriaist而不是adaptationist。每个阵营都是把达尔文放在自己这边的,这个真有点儿象不同宗教都claim上帝是自己的,很好玩儿。 - posted on 06/01/2011
浮生 wrote:
哎,这不就跟你支持Filter Bubbles那个人讲的东西是一个道理么,他的message是要public有这个awareness,那么技术细节包括根本就不支持他的message的细节就都忽略了。而很多忽略是misleading的,intentionally or not。因为你支持他的message,你认为忽略的是末节;因为你不支持道金斯,你认为他的忽略使得他的message fundamentally flawed。我不讲对错,我只是说无论是谁对人民宣扬“真理”的时候都是一样的。至于我们喜欢谁支持谁,也由自己的观点而定。不再继续argue了,因为我可以argue for any side。
随便你怎么argue,但是不要胡乱比附好不好。
1. filter bubbles那个人:那贴我忘了回行人,他好心去替facebook想的什么dunbar‘s number对facebook而言从来就不是问题,facebook给用户的friends limit是5000。但这些都不重要,重要的是filter bubbles那个人的本科专业是政治学,他的工作是职业activist,他要推动的是理念,他才不会笨到去挑战工程师的技术,他挑战的是规范技术的原则。他挑战的基础是他的组织代表人民(所有NGO向政府和大公司挑战的合法性基础都是这个)。很少有NGO会说他们传播的是真理,大部分NGO要的,是justice (当然会有不同的定义)。也正因为此,NGO,特别是发展中国家的NGO,最大的问题,不是够不够客观,而是腐败问题。
2. 道金斯的职业是科学家,他activism的基础是用他的科学“权威”推广他眼中的“科学知识”,他认为是人民大众太愚昧,才会信神。他要传播的是他宣称的“真理”,他的合法性基础是科学的“客观性”。 当然,科学家可以用他们的“客观性“权威来为他们支持的NGO的意识形态服务,或者说提供证据,比如环保运动。但是这个“证据”被接受的基础是“客观”,而不是因为代表了哪一种意识形态。 所以科学家被质疑,最多的是你够不够“客观”,而不是你腐败不腐败。
我支持MoveOn那人的那段讲话,是因为意识形态;我反对道金斯,是因为他用牺牲客观的方式去推动无神论。我有什么不支持他的message的?你明明知道我是无神论者。照你的逻辑,我该特别支持他才对。
另外,MoveOn做某些事不择手段时,我从来没支持过。用你的逻辑怎么解释呢?
每个阵营都是把达尔文放在自己这边的,这个真有点儿象不同宗教都claim上帝是自己的,很好玩儿。
这个比喻好。
- posted on 06/01/2011
xw wrote:
说波尔不是个哲学家,这很荒诞。我家里就有一套尼耳斯*波尔的哲学论文集。
老爱跟波尔斗,全盘尽输,有什么好吹的?老爱数学臭得半死,这也不是新闻了。
老爱是物理学家,倒最称算,理论物理学家。但把老爱提到哲学家的位上,我看更
象是业余政治活动家罢,比罗素还差一截。
要论私下的为人与心胸,老爱差波尔不是一点点。
July wrote:
gz wrote:当年爱因老PK波尔,就是因为爱老是最后一个经典物理学家,他相信因果,是个决定论者,而波尔只相信实验。
爱因老至死不信上帝会玩骰子。七月深得老鼻祖的真传,也是隐变量的信徒?:-)
暗能量好像终于被发现了,(我开了新线)尽管只是开始。爱老的思想是一贯的,他推测暗能量和他PK波尔等的测不准完全基于同一思想。。。所以,我还是坚定地做爱老的信徒吧。爱老是思想家,哲学家,波尔只是个物理学家,物理学家只能做做实验,解释宇宙是不够的,太小家子气,视野太窄,嘿嘿。
关教授揶揄我是“隐变量”的信徒,是因为他知道我在说什么。你呢,好像没理解我的意思。
不错,爱老PK波尔,好像是输了,因为所有的实验和数学都在波尔一边,就像至今为止,所有的实验都证实了隐变量不存在,贝尔不等式不成立(顺便说,贝尔想要的是一个确定的,客观的物理理论,他把自己描述为一个爱因斯坦的忠实追随者。)
爱老说了那句名垂千古的话“上帝不玩弄骰子”,波尔马上反戈一击“不要告诉上帝去干什么”。。。但是,爱因斯坦根本没有同意波尔。而且一直到死,都在搞“统一场论”,也没成功。爱因斯坦并不是老了笨了固执了数学太差了,而是因为他的哲学观和宇宙观,他说过:“我相信斯宾诺莎的神,一个通过存在事物的和谐有序体现自己的神,而不是一个关心人类命运和行为的神。”(小麦,不懂量子力学也没关系,懂斯宾诺莎就够了)他相信经典物理和量子力学应该解释同一个世界,而不是互相矛盾。他的另一句名言是:“月亮是否只在你看着他的时候才存在?”
他的广义相对论当时也很不成功,连他自己都坚持不住,把加入的「宇宙常數」给拿掉了,因为实验表明宇宙在膨胀。。。可今天暗能量的发现,证明了他是正确的。而他的广义相对论,也基于他的宇宙观和哲学观。就是一切都是有因果的,决定性的,而不是互补的,测不准的。这就是我为什么说波尔只注重实验结果,再用实验结果去解释,而没有爱因斯坦那种坚定的宇宙观和哲学思想。
- posted on 06/01/2011
小麦 wrote:
随便你怎么argue,但是不要胡乱比附好不好。
怎么是乱比附,Filter Bubbles那个人的target是大公司再加政府,道金斯的target是上帝是神创论,scale不同而已,都是意识形态。道金斯不过是用了自己科学家的身份,他是动物学家并不是进化学家也不是古生物学家,科学家谈的就百分百都是科学么,谁说科学都是客观的,唯一能claim的是科学手段是客观的,你学政治的不比我清楚,何况进化论从一开始就有很强的意识形态色彩,这个无论如何是去不掉的。怎么觉着这不该是我这样的nerd说的话呀(顺便,我的证书呢?)。
另外,MoveOn做某些事不择手段时,我从来没支持过。用你的逻辑怎么解释呢?
具体问题具体分析,等我看到例子再说,我又没说我的逻辑是全能的。
你反对道金斯的不是他的无神论,是决定论。而道金斯最终宣扬的不是决定论,是无神论。 - RE: 群体遗传学:neutral theory vs. natural selection / 木村资生posted on 06/01/2011
回复 #53 浮生我只是觉得中性和自然选择的争论和当年爱因斯坦PK波尔很像,都是经典科学对分子/量子的现代科学的争执。。。于是就跑题了。
不过,老关说我是爱老的忠实信徒,所以我也坚信经典vs现代应该解释同一个世界,不是互相而对立。
- posted on 06/01/2011
浮生 wrote:
怎么是乱比附,Filter Bubbles那个人的target是大公司再加政府,道金斯的target是上帝是神创论,scale不同而已,都是意识形态。道金斯不过是用了自己科学家的身份,他是动物学家并不是进化学家也不是古生物学家,科学家谈的就百分百都是科学么,谁说科学都是客观的,唯一能claim的是科学手段是客观的,你学政治的不比我清楚,何况进化论从一开始就有很强的意识形态色彩,这个无论如何是去不掉的。怎么觉着这不该是我这样的nerd说的话呀(顺便,我的证书呢?)。
科学家的身份意味着“客观” ,你不会不知道吧?科学家去法庭作证,去国会作证,你以为这些“专家意见”是因为什么被采纳呢?当然意味着客观不代表实际会客观,所以这种信任会被滥用,会被质疑。
你反对道金斯的不是他的无神论,是决定论。而道金斯最终宣扬的不是决定论,是无神论。
哈哈。好,算你狠。哼。
不过咧,我再最后多说两句,他两者都宣扬的呀。你最初从他的书里读出的难道不是决定论?我反对他的决定论,也反对他宣扬无神论的方式。老实说,我本来一直是美国那个推广无神论的学者杂志的订户,算是支持他们,我后来不订了,就是实在受不了道金斯。你要都安到意识形态头上,随便你。那不是证明nuture的重要性么,我要恭喜你脱离nerd的苦海呀。lol - posted on 06/01/2011
我说小麦浮生悠着点,为此伤了和气又何必?我摘一段达尔文论星期的,真是:
依傍海岸而居的生物必然会受到潮汐的影响;无论生活在平均高潮线上下的动物,或
生活在平均低潮线上下的动物,每两星斯都经历潮汐变化的一整个循环。因此,它
们的食物供应也要经历显著的以一星期为一个周期的变化。生活在这些条件下的动
物,生活了许多世代之后,在生理功能上,也就不可避免要遵循一条有规则的以星
期为单位的周期来复的路线。我们知道,在级位高而现在生活在陆地上的脊椎动物,
以及在其它的动物门类,许多正常和不正常的生理过程都以整个的星期为周期,有
的以一个星期为一周,有的以几个星期为一周,不等。这原先是一件神秘而无从索
解的事,如今,如果脊椎动物真是从某种和今天生活在潮水涨落里的海鞘有亲族关
系的动物传下来的话,那这一件事就变得容易理解了。我们可以举出许多周期性的
生理过程的例子,如哺乳动物的妊孕、身体因病而发热的持续、等等(如感冒一周恢
复,xw)。鸟卵的孵化也提供了一个良好的例子,根据巴特勒特先生所说(见文,载
《陆与水》,丙87,1871年1月7日),鸽蛋要三星期,鸭蛋四星期,鹅蛋五星期,而
鸵鸟蛋则七星期。根据我们所知而作出的判断,我们可以说,一个来复性的周期,
如果适合于一种生理过程或功能在时间长短上的要求,而大致不差,则一经取得,
就不容易再变动;因此,也就有可能照样地遗传下去,传上几乎是任何数量的世代。
但若生理功能 本身起了变化,那末周期也就不得不改变,而且几乎总是突然地按一
整个的星期来变。这个结论,如果健全而站得住的话,是值得我们高度注意的,因
为每种哺乳动物的妊孕期也罢,每种鸟的孵卵期也罢,或其它许多的生理过程也罢,
都能这样在无意之中把这些动物的发祥地的秘密向我们揭露出来。
此段是只是达书中的注解,却颇能解悟人,此可谓哲。原文中一段:
人的胚胎在脖子上有一系列的罅口,说明在这里以前长过鳃。在我们某些生理功能
每月一次或每一星期一次的周期性现象方面似乎还保存着一些痕迹,说明我们原始
的出生地是潮汐所冲刷的一条海岸。
&
就不多我引伸了。原来星期的根源比一旬要深,有海自然觉,中国文化也只有佛教
传入的七七(虽然有阴历,却阴得不够潮汐:)。
- Re: 群体遗传学:neutral theory vs. natural selection / 木村资生posted on 06/02/2011
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