基因概念的意义分析，本文主要内容关键词为：基因论文,意义论文,概念论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号：N02 文献标识码：A 文章编号：1674-7062(2015)06-0025-07 基因作为分子生物学中最重要的概念之一，从其产生至今已经经历了一个多世纪的发展。伴随着这一个多世纪中科学技术突飞猛进的发展，人们对基因结构和功能的研究也取得了重大的成果。然而，基因究竟是什么，人们到底应该如何定义基因，却在这些不断出现的成果面前变为一个大难题。 正如迈尔(E.Mayr)所言，“学习一门学科的历史是理解其概念的最佳途径。只有仔细研究这些概念产生的艰难历程——即研究清楚早期的，必须逐个加以否定的一切错误假定，也就是说弄清楚过去的一切失误——才能有希望真正彻底而又正确的理解这些概念。”[1]因此，文章首先分析了日常概念下，大众科学对基因概念理解的误区。之后，重点讨论了基因概念语义变迁的发展史，尝试厘清基因概念发展过程中的语义变化，以期对基因概念本质的讨论有所帮助。 一、基因的日常概念——一种大众科学的误区 概念作为人类和客观世界相互作用的结果，是人类通向未知领域的桥梁和阶梯，它包含了人类思想的奥秘。任何一个概念都结晶了我们对这个世界的认识。虽然，概念已经是人类认识活动中十分稳定的结构，但是，所有的概念都仍随着人类认识的发展处在不断地变迁中。基因的概念也同样如此。 根据人类认识和实践活动领域的不同，概念的形成也有不同的途径。例如，有些概念来自于人类的日常生活。如声、光、力、生命等。有些概念直接来自于科学的创造。如电子、夸克、光合作用、基因等。前者通常是以对事物的外部特征或实用属性的概括为依据。起初，它只为解决人类生活的需求而产生。我们称其为日常概念。后者是人类在对客观世界认识的科学活动中的结晶。它往往能反映事物的本质属性，是为了满足人类进一步认识客观世界的需求而形成。我们称其为科学概念。然而，无论是哪种概念，都会随着科学技术地进步、人类对世界图景认识的转变以及科学理论的发展而发生转变。 基因的概念最初就来自于科学创造，它作为一个科学概念指称具有遗传特性的物质。而随着科学技术的发展以及社会认识的进步，基因对于任何一个接受过初等教育的人来说，都是一个科学常识。基因又变为一个日常概念。(陈嘉映并不认为这是科学概念转变成日常概念，而称其为多数人了解的科学概念，或者是日常话语借用了某些科学词汇。)[2]但是，显然基因这种日常概念的科学常识表述与现代遗传学中基因概念表述的意义是绝对不同的。“基因”在日常生活中是怎样被人们所理解的？与当代遗传学中“基因”概念的内容和意义有什么区别？我认为，下面的几个问题应该是我们需要讨论的。 (1)基因——绝对的预言者 在日常生活中，当人们谈到基因时，它往往表示一种决定或控制某种性状的物质，它总是必然地限制生物的性状，并且生物所有的性状都被编码在基因中。当人们谈到“某某基因”(例如犯罪基因等)时，其实就包含了某个基因作为一个独立的个体，并且相对应地决定了该种性状的意义。因此，当某一个体的某种性状或性能的表现超越了或未达到人们的某种期望时，我们就经常会说“某某基因优良”或“某某基因不优良”。这些都表明了，在日常生活中，基因往往被看作是性状或性能的决定者。然而，在分子遗传学中，基因是否是独立的片段，单个的基因是否能够对应于某种特定的表现型？答案显然都不是肯定地。在分子遗传学中，当遗传学家谈到某个基因，或把某种性状归因于某个特定的基因时，那也仅仅只是为了实验研究而采取的一种语言上的方便表述。在分子遗传学中，出现这种方便式地语言表述在于研究者们有专业地技能对这种方便表述的科学内涵进行区分。 正如上文所言，日常概念是以对事物的外部特征或使用属性的概括为依据，是为了满足人类生活的需求而形成。因此，日常生活概念就具有实用性和含糊性的特点。[3]基因的日常概念就以其实用特性来反映基因与日常生活相关的遗传属性。从而就产生了某种基因决定或控制某种特性的表述。日常概念实用性就自然地会带来其含糊性。对概念实用性的要求就必然会带来认识上的不精确。因此，基因的日常概念也就不要求其反映基因的本质属性，而只要求其与常识不相矛盾，便于使用即可。有时候对日常概念的精确定义，反而对其日常运用是有害的。 (2)基因与DNA相互混淆 究竟DNA或基因的化学本质是什么？基因是DNA的一部分抑或基因是DNA上有遗传效应的功能片段？日常生活中人们几乎不对其进行区分，往往是将其混为一谈。人们只会谈论“种瓜得瓜，种豆得豆”的生物界遗传规律。但遗传物质的本质属性是什么的问题已经超越了其日常概念的范畴。例如，进行亲子鉴定时，我们可称其为“DNA检测”，又可称其为“基因检测”。究竟检测的是DNA核苷酸的序列，还是DNA上有效片段的编码序列？日常生活中，我们从不精确其定义。也正是这种概念上的含糊性明确了其对遗传信息检测表述的实用性。 (3)对基因物质实体的忽视 日常概念的含糊性从来就不要求其对事物本质属性的反映。基因的日常概念同样如此。对于基因是否是连续的、独立的、线性排列的DNA片段，甚或是基因的化学成分是什么的问题都不在其日常概念的范畴。即便是现在的中学教育中，对基因实体的认识也仅限于其基本结构的化学本质。 通过以上的论述可以发现，虽然，基因概念最初来源于科学的创造，但是，伴随着社会认识图景的改变，基因概念经历了一个常识化的过程。然而，无论基因日常概念与科学概念二者之间的距离有多远，日常事物与科学事物之间的连续性，都要求我们使用相同的术语对其进行表述。这时候，理论越远离经验，基因日常概念在人们日常生活中实用性地描述作用反而越重要。 二 基因概念的语义变迁 遗传和变异是生命有机体的基本现象之一。长期以来，对遗传和变异机制的探讨和争执，一直为人们所关注。究竟是从什么时候开始，人类就意识到性状特征世代相传和遗传的问题，这无史可查。但是，史前期人类对家禽、家畜的驯养，就说明从那时起人类已经开始有意识或无意识地注意性状选择。直到古希腊时期，人类就已经很明确地意识到进化和遗传的问题。 在这里我们主要讨论基因语义变迁过程中的三个阶段：古希腊时期人们对遗传问题的主要观点和认识；从19世纪60年代后，颗粒遗传学说提出到DNA双螺旋结构发现过程之间的5个经典案例；DNA双螺旋结构发现之后，当代分子生物学中基因概念语义的发展。 (1)古希腊时期人们对遗传问题的主要观点和认识 古代关于遗传概念的意义与现代是完全不同的。遗传只是指生育具有相同特性或相似特性的同类后代。这是无法用现代生物学的词句来解释的。古希腊初期，遗传的概念包括了体质和精神这两方面的特征。到了希波克拉底、亚里士多德以及他们之后，人们注意到特性、畸形和疾病等的遗传问题。在古希腊哲学中，这类问题是同生殖以及男女双方在生儿育女中所起作用等臆想紧密结合在一起的。但是随着医学，特别是解剖学知识的发展，逐渐澄清了关于男女配偶在生殖、受精中所起作用的这类观点，以及性分泌物对新个体生成的重要性的观点。古希腊人就试图对这种现象给予哲学的说明。其中最具代表性及影响力的有希波克拉底学派的泛生理论以及亚里士多德的内在目的论的论题。 希波克拉底和他的学派中的许多人提出了一个原理，即生殖物质来自于身体的每一个部分。这一新的原理为研究遗传问题，提出了许多完全不同的方法。他们着重强调生理活性液体(体液)是遗传性状的负荷者。例如，在《论生育》中就有写道“男性精液是由体内所有体液形成的”，“精液是从身体的硬的和软的各个部分中抽取出来的，是从体内各种体液中抽取出来的。体液有四种：血液、粘液、黄胆和黑胆，它们都是与生俱来的。它们是疾病的来源”[4]。从以上的文字就可以看出，当时人们认为体液可以把双亲的性质传递给发育的孩子。同时，他们还提出了与早期学说相反的一个观点——男子和妇女都有参与男女性别形成的生殖物质。两种性别在功能上是相等，它们以同样的方法对精液的形成起作用。 可以看出，当时的这些说法已经很接近当代遗传学中关于性别决定的两种根本性见解：生殖物质和性别决定因子，具有发育成任何一种性别的潜力。更重要的是从这些说法中，我们可以看到，在公元前500年到400年之间，希腊人关于科学思想发方法已经发生了明显变化。他们从最初的哲学猜测开始，逐渐发展到对科学定律的认识。遗传物质的概念也由最初的完全臆想，发展到精液将双亲的可遗传特征传递给下代。 亚里士多德是第一个对泛生说提出批判的思想家。他认为泛生理论不能解释上几代比如祖父母的特征也可以遗传下来，也不能解释上下代之间在声音、指甲、毛发和行走姿态方面的相似等。他根据自己的经验和观察提出了内在目的论的论题，并强调用辩证的术语进行概念分析。他强调一个个体的内在本性决定了这个个体的发育途径，而不是发育途径决定了个体的本性。也就是说，个体的天性是在先天赋有规律决定的发育过程中实现的。他把支配一个个体的本性的动力原理称之为“形式因”。这是这个形式因在发育过程中控制了物质，并使物质成型。与柏拉图的外在目的论不同，柏拉图假定一个超自然的存在，有一个主宰宇宙的万能的上帝。但是，亚里士多德则认为，自然是具有内在目的的，宇宙是一个有机的统一整体，它的一切创造物是合目的性的。例如，燕子做窝，蜘蛛结网，植物长叶子等，无意图也可能有目的。[5] 通过对亚里士多德的分析，我们可以发现，他提出的“先天赋有的规律”或“形式因”，本质上已经很类似于现代遗传学中的DNA指导蛋白质合成的遗传程序——胚胎包含有生物体各个部分的发育程序，并控制着各个部分的生长发育。这一点是亚里士多德与他的先驱者所不同的。之前的人们只是注意性别的区分和子代与亲代相似的程度，而亚里士多德已经开始注意特殊性状和一般性状的遗传本性，并试图用精液传送的运动成分所固有的不同结合力来加以解释。 亚里士多德对遗传理论的另一个创新是，他首次将先天的、能动的运动归因于母亲月经血中所含的物质。在此之前，月经血仅仅是被动得到的和接受形式的本原，精液才是能动地起作用的、赋予形式的本原。这样一来，把形式因和物质之间的对立就变得模糊了。 总而言之，亚里士多德对遗传问题的主要贡献是收集了他那个时代关于生殖和遗传的各种看法，并按目的论的思路作了系统阐述。将遗传的概念由最初的只关注于生殖物质和性别决定因子，推进到尝试对遗传程序的思考。 (2)从泛生论到DNA双螺旋结构 自古希腊之后，人们对遗传问题讨论的重点一直没有离开弄清楚人和动物精液的来源，以及性在生殖、受精和遗传方面的作用。随着解剖学和外科学的发展，17世纪的哈维发现血液循环的动力学，扩展了人类关于生理学的知识，促进了人类对胚胎的认识；随着显微镜技术的发展，一些生物学家，提出了遗传机制的预成论和渐成论假说等。这些认识及假说在人类认识遗传物质及遗传机制的过程中都曾起到过积极的作用。但是，所有的这些讨论都没有脱离形而上学的意念层面。直到19世纪60年代，生物学家和遗传学家从各自工作的立场出发，提出了颗粒遗传学说，使得人类对遗传问题的认识实现了突破。我们主要通过表1中的5个案例来讨论这一阶段中基因概念的语义变迁。当然，在这一段时期中，还有许多重要的实验和理论都为基因概念的发展做出了不小的贡献。但是，表1中的5个案例，作为关键的案例，都可以突出地反映出当时基因概念的语义特点。 由表1可以看出，随着生物学纵向理论的发展，基因从假定的“泛生子”和承担专一遗传作用的“种质”，到孟德尔实验中推导出的遗传因子，再到摩尔根通过果蝇杂交后代中出现的重组频率推导出基因重组的存在，把基因落实到染色体上作直线排列的颗粒。最后，到DNA双螺旋结构模型的建立，人们最终找到了遗传和发生变异的实在物，找到了生物遗传和变异的机制。
