什么是无性系?

关于无性系,最近已经作了大量的报道。然而,认识一个词和了解这个词代表着什么,可能是两回事情。因此,让我们一起来研究一下这个课题……

“无性系”这个词是个希腊词,如果按照希腊语字母拼写出来,它的原意是“嫩枝。

无性系是不通过有性生殖的方式,从一个或一组细胞中产生出来的任何一个或一组生物体。换句话说,它是通过无性生殖产生出来的生物体。再换句话说,它是只有一个母体的生物体,而有性生殖所产生的生物体(除了可以自体受精的生物以外)则有两个亲体。

在单细胞生物体中,无性生殖是合情合理的(虽然也可能发生有性生殖);在植物界中,它也是相当常见的。

把一根枝条插入地下,它于是在土壤中扎根和生长起来,这根小小的枝条日后形成了一个完全一模一样的植物体。或者,还可以把这根枝条嫁接到另一棵树的树枝上(甚至是一根异种的树枝),在这棵树上,它也会生长和茂盛。在上述任何一种情况下,这根枝条是只有一个母体的生物体,这个生物体的形成与性毫无关系。也许因为人类遇到的首先是与果树有关的这种无性生殖的方式,所以把这一种不靠性生殖的、只有单个母体的生物体称之为“嫩枝”,即为“无性系”。

那么,那些多细胞动物的情况又怎么样呢?

多细胞动物中,同样也会发生无性生殖的现象。愈是原始的动物——也就是说这些动物的细胞变化不太大,而且也不太特殊——,那么就愈可能发生无性生殖这种现象。

海绵、淡水水螅、扁虫或者海星,把其中的任何一种生物撕成碎片,这些碎片如果保存在原先的生活环境之中,那么它们每一块碎片都将生长成一个完整的生物体。这些新生的生物体就是无性系。

甚至某些跟昆虫一样复杂的生物体,在某种情况下也会繁殖一些单性生殖的幼体;譬如说,蚜虫就自然而然地这样繁殖。在这种情况下,仅仅含有一半染色体的卵细胞,并不需要跟能提供另一半染色体的精细胞相结合。卵细胞所含有的一半染色体,仅仅只要自己成双配对,从而形成一整套染色体。这一切都在雌性母体里进行。然后,卵细胞进行分裂,并且长成一个独立的生物体。这又是一类无性系。

然而,复杂的动物,尤其是脊椎动物,一般来说不能无性生殖,而只能依靠有性生殖繁殖后代。

为什么呢——有二个原因。

首先,随着一个生物体的成长,它变得愈来愈复杂和特殊;它的器官、组织以及细胞,也将变得更加复杂和特殊。细胞由于完全适应于起着一种高度特殊的职能,以至于它们不再能够像原始的卵细胞那样进行分裂和分化。

这显然是一个极为不利的弱点。能够进行无性生殖、自体繁殖的生物体,看来境况要比其它的生物体优裕得多——其它的生物体必然遇到寻找配偶的困难,同时必然经历与有性生殖相关的一系列生理上和化学上的复杂过程。就所有的人而言,人只要因为这样或那样一点点的小缺陷,就不能生育。对于人类无性生殖这个问题,就像我们如果能够割掉一只脚趾,把它接到另一个人的身上,而我们自己则长出另一只脚趾一样,闻所未闻。

还有第二个原因:就是有性生殖所具有的进化上的优点,完全弥了无性生殖的不足之处。在无性生殖中,除了偶的突变,新生的生物体的遗传内容与原先生物体的遗传内容保持不变。这个生物体需要十分有效地适应围环境,这是非常重要的;然而,生物体内极其保守的机制却减少了变化的机会。任何环境的变化都可能导致某一物种的灭绝。

就有性生殖而事,每一个新的生物体都有一组全新的混合基因,它一半来自一个雌性体,而另一半则来自另一个雄性体。变化是必然的;一个生物体与另一个生物体之间的变异也是肯定的。以有性生殖形式繁殖后代的物种,具有容易适应环境中细微变化的能力,因为其中有一部分变种的生物比另一些生物具备更优裕的天赋。确实,一种物种可以通过有性生殖,相对来说,更便于分裂成二种或更多种物种。这些物种能利用环境中有些差异的小生境。

总之,有性生殖的物种,进化起来要比无性生殖的物种迅速得多;同时,像智力这种进化比较困难的特化作用,如果没有有性生殖的话,是不可能在一个可居住的行星上产生的。

然而,甚至是最高级的动物——人类,也会以特殊的方式发生无性生殖的现象。

拿人的卵细胞来看,它是依靠人的精细胞精子受精的。我们人有一个受精的卵细胞,这个受精卵一半基因来自母体而另一半基因则来自父体。

这个受精的卵细胞没有九个月左右的时间就不能变成一个独立生活的生物体,因为它必须在母体的子宫里分裂和再分裂,而且从母体的血液中摄取营养。它必须生长、特化和长大,直到它所必须具备的能力发展到使它能独立地生活为止。即使在它脱离了母体的子宫以后,在它还不能自己照管自己独立生活以前,在一段时间内还需要对它经常、持续不断地照顾。

然而,这种必需要的照顾是与遗传方面无关的。受精的卵子,已经是一个分离开来的、具有固定的和独特的遗传特征的生物体。

受精卵成长的第一步是,它分裂成两个紧挨在一起的细胞。这两个细胞各自再分裂成两个,接着这四个新产生的细胞又再分裂,这样连续不断下去。

如果第一次细胞分裂后,这两个幼小的细胞由于任何一种原因而偶然分离开来,那么每一个幼小的细胞都可能继续成长成一个完整的生物体。结果,长出了一对一模一样的双胞胎,它们具有相同的遗传特征,当然性别也相同。在某种意义上说,这样的双胞胎,其中一个是另一个的无性系。

认为幼小的细胞是不能够一次又一次反复地分裂,因而原先受精卵里就不能再生长出三个、四个或者无数个生物体的试想,是毫无道理的。但是,实际情况是,母体的子宫只能承受这么些生物体;如果有多个生物体同时生长的话,各个生物体势必比单独个生物体要小。生长的生物体愈多,每个生物体则愈小;结果,这些生物体将因为太小,以至于养出来以后也活不了。

生下完全一模一样的三胞胎和四胞胎的情况是有的。但是,我怀疑,更多的多胞胎婴儿出生后,在没有现代化医疗技术的有利条件下,究竟能否活得长。即使具有现代化医疗技术,这可也是件相当艰巨的事情。

双胞胎很相似,往往相貌一模一样。一个母体内,有两个不同的卵细胞在同一个时间内一起成熟,这种现象虽然不常发生,但也是可能的。如果两个细胞都受精的话,那么生出来的两个孩子,其中一个禀赋有另一个的遗传素质。结果,所生的是“两卵孪生孩子”,他们不一定性别相同,也不一定比通常的同胞兄弟姐妹要更相像一些。

再拿受精卵来说,每当受精卵分裂和再分裂时,形成的新细胞继承原先受精卵子所禀赋的同样遗传素质。

换言之,每个在你体内的单个细胞具有每个其它细胞和原先受精卵子的遗传素质。鉴于基因控制着细胞的化学活动,那么为什么你的皮肤细胞就不能起心脏细胞的作用,你的肝脏细胞就不能起肾脏细胞的作用,而任何其它细胞不能起受精卵细胞的作用和制造一个新的生物体呢?

回答是:虽然所有的基因都在你体内的细胞里,但是它们的活动并不是都相同的。细胞是化学反应、化学建筑材料、化学产品以及物理结构的复杂集合体;它们彼此互相影响。有些基因受到抑制,有些受到激化,情况形形色色、取决于微妙的因素;结果体内不同的细胞所具有的遗传素质,只是独特的部分按独特的速率在活动。

这种细胞的特化成长,在最早的胚胎里就开始了,因为有些细胞是在胚胎外形成的、有些在胚胎内,有些原卵黄多一些、有些少些,有些可能先吸收母体血液中的营养、有些可能晚些。这些具体的细节,对人类生物学来说是极其重要的;然而,生物学家迄今尚未掌握它们。

当然,成人身上一般的“体细胞”,由于其遗传素质只在高度特化的情况下起作用,所以如果只依靠它们自己是不能够分裂成一个完整的生物体的。身体内的许多细胞,例如像肌肉细胞或神经细胞,它们已经变得如此地特化以致根本不能够再分裂。只有性细胞——卵子和精子还保持着较弱的遗传特化,这是在适宜的条件下制造新的生物体所必需的

有没有办法使体细胞的遗传结构非特化,以便使体细胞能生长成一个新的生物体呢?

基因包含在细胞核里,它组成整个细胞的一小部分,同时靠它自己的基因膜跟其它的东西区分开来。细胞核的外面是细胞质,是细胞质里的物质提供帮助引起抑制或激化基因活动的各种化学物质。

试想,一个体细胞的细胞核周围包围着细胞的细胞质。会不会细胞里的遗传素质不再起阻碍作用?会不会卵细胞进行分裂和再分裂?会不会卵细胞继续形成具有原先体细胞的遗传素质的生物个体?因此,是否也可以创造一个从其身上取下体细胞的人一样的人呢?如果可能的话,这个新的生活体,将是那个提供体细胞的人的无性系。

在不同的动物身上,已经做过这种试验。首先取一个未受精的卵子,然后按这种方法处理。不是小心地割除其细胞核就是使用一些化学处理方式,去掉它的细胞核。然后,放进相同(或者也可能是关联的)体细胞的细胞核,以取代已去掉的卵细胞的细胞核,于是听其自然生长。

这种试验已经在像蝌蚪这样复杂的动物身上成功地进行过尝试。

然而,在比青蛙更高等的动物身上,这种试验就不容易了。青蛙的卵子操作起来方便。同时它们在水里成长,经过细微的细胞手术之后,只要把这些卵细胞放在水里就行了。

但是,爬行动物和鸟类的卵子是藏在蛋壳里的,这增加了细胞手术技术上的困难。哺乳动物的卵子非常小、非常娇嫩、非常容易损伤;此外,即使哺乳动物的卵子的细胞核经过调换,它然后仍必须再移植进一个母体的子宫里,在那里它一直保存到分娩。

哺乳动物无性生殖的实际问题是,它在相当一段时间里还不可能成功。然 · 而,生物学家殷切地盼望着创造这样的奇迹,他们正在竭尽全力地进行着尝试。最后,他们无疑将会取得成功。这样做的目的是什么呢?

如果任何动物不加选择都能繁殖无性系的话,那么生物学家就能够有一属具有相同遗传素质的动物,让我们说,有一群一万只同样的孪生老鼠。如果遗传变异的问题能够消除的话,有许多动物可以进行试验,以期取得更有效的结果。

加上依靠其它遗传工程学的技术,也许可能产生一系列具有同样遗传素质的动物,除非每次去掉或改变一个基因——这样也许使每个单独的生物体内有一个不同的基因。那样的话,遗传学这门科学将会突飞猛进地发展起来。

同时,它还具有实用的价值。一头获奖公牛,或者一只下蛋冠军母鸡,可以进行无性生殖,同时把使这个动物可能创造新纪录这方面的遗传信息保存下来,而且不会由于从第二个母体身上取得的基因的相互影响而使这种遗传特点减弱。

此外,遭受危险、生存受到威胁的物种,如果其雄性动物和雌性动物能够再三地进行无性生殖,那么它们的生存机会就会增加。当它们的个体增加到足够的数量时,可以再进行有性生殖。

我们甚至可能梦想找到一头冰冻的猛犸。它有些细胞的细胞核,尚未完全死亡。然后,我们可以通过母像的子宫进行无性生殖去繁殖二头猛犸。看看我们是否可能得到一头雄猛犸和一头雌猛犸……

可以肯定,如果无性生殖做得过火的话,有性生殖的进化优点在一定的程度上就不起作用,我们结果可能得到一种遗传变异性太窄而不适应于长期生存的物种。

重要的是要记住:任何物种最重要的遗传财产不是这个或者那个基因,而是整个一袋子混合物。对于某一物种来说,它所能得到的基因变异愈大,那么它愈经受得起沉浮与变迁。先天性的混乱和基因不足这种情况的存在,是为取得变异和多样性的优点的支付的代价。

那么,关于无性生殖的人类又怎么样呢?

这些人类决不像人们所想象的那样重要。其重要的前景主要在于一部分人对它产生了某些误解。譬如说,有些人们听到无性系就感到惴惴不安,因为他们认为无性系是人类通向长生不老的大门。那种看法是十分错误的。

你的无性系不是你。你的无性系只是你的孪生兄弟姐妹,而且无非只是你通常一模一样的孪生兄弟姐妹而已。你的无性系并不赋有你的意识;如果你死了,你就死了。你并不在你的无性系里继续活下去。一旦理解了这一点,我猜想人们对无性系所表示出来的大部分兴趣也将随之消失。

另一方面,有些人害怕无性系,是因为在他们想象中,那些为了建立一支庞大的炮灰军队以达到其征服世界野心的人们,也许将靠无性生殖制造出无数蠢货。这可有什么好担忧的呢?即使没有无性生殖,在世界各地要募集一批炮灰从来不是什么困难的事情,而且用普通的方式招募新军,要比无性生殖不知低廉多少呢。人们似乎更振振有词地争论说,一位伟大人物的无性系将保持这个伟大人物的遗传素质,因此将是又一个同样的伟大人物。在这种情况下,无性生殖的主要用途是去生殖天才人物。

这种争论,我认为是浪费时间。我们不一定必须要从一个爱因斯坦的身上培育出成千上万个出类拔萃的天才,也不一定会从一个希特勒的身上培育出成千上万个凶神恶煞般的坏蛋。

一个人的内容毕竟不只是他的基因。你的无性系是被放进异体卵细胞里去的你的细胞核,在那个卵细胞里的异质细胞质肯定将对无性系的成长产生影响。卵细胞将必须被移植进一个异体的子宫内,那也将影响那个生物体的成长。

即使一个妇女把她自己的一个体细胞细胞核移植进她自己的一个卵细胞里去,并且如果她再把自己的卵细胞移植进她自己母亲的子宫内(我们设想,她的母亲还能生育),那么这个新的生物体将是诞生于新的环境之中,那对它的个性也将产生影响。

譬如说,设想你们需要一百个阿西莫夫,这样《幻想与科学小说》文章稿源将绝不会枯竭。然而,你必须问一问,是什么东西使我成为我现在这样的一个作家的——如果我真称得上一个作家的话。是不是只是因为我的基因的缘故呢?

我是在一位老派父亲的管教下,在糖果店里长大成人的,虽然我的父亲是一个犹太人,但他却是新教伦理观的活的化身。我终朝辛勤劳动,直到筋疲力尽为止。此外,我生长在大萧条的年代,必须自己寻找谋生之路——要不我只得继承这糖果店;而这,又是我所百般的不愿意的。更加上,我所处的时代,正是科学小说杂志以及一般低级杂志风行一时的时代,年轻人粗制滥造的故事写出来都能销售出去,因为稿件严重地供不应求。

综其种种,就成了“我”。

I. 阿西莫夫的无性系,一旦长大成人,根本不会生活在我所处的那种同样的社会环境之中,也不会受到同样的社会压力,更不会遇到同样的机会。更主要的,当我写作的时候,我只是写作——没有人从我身上期望什么特别的东西。当我的无性系们写作时,他们的作品总要拿去跟“洋洋大篇的原著”作比较,那将使任何一个无性系感到失望和被淘汰掉。

最后的结果是,虽然我的无性系、或者说我的某些无性系可能成为这样或那样对社会有价值的公民,但是十分可能他们中有这么一些将成为另一种模式的阿西莫夫,不值得制造出来。不管他们干了什么好事都不值得去进行无性生殖,以减少他们表现出来的整个人性的基因变异性。

然而,无性生殖也不是完全无用的。就无性系纯理论的优点来说,通过它能研究带有已知基因变异胚胎的生长过程,这些基因里,除了那些变异之外,具有相同的遗传素质。

然后再设想,在对人的胚胎成长取得了足够的了解后,把对胚胎的研究引向对各种各样特化途径的研究是可能的。这形形色色特化途径将制造出一种怪物,它的其它器官都已退化,而却有一颗大小正常的心脏,或者有大小正常的腰子啦、肺啦、肝啦,或者腿啦。这种只使一个器官生长的强制技术(当然在实验室里,不是在人的子宫内),可以使器官仅仅在几个月的时间内就长成正常大小的尺寸。

因此,我们能够设想,当每一个人诞生的时候,从他的小足趾上取下一些碎屑,这样可以得到成百个活细胞,这些活细胞能够立即加以冷藏,以防万一可能的需要。(这必须在婴儿诞生时做,因为细胞愈年轻,它就愈可能进行无性生殖

这些细胞能起到一种未来潜在器官储贮银行的作用。当成年人发现心脏有病、胰腺退化,或者任何其它器官不正常的时候,那时候那些长期冰冻冷藏起来的细胞就可以解冻而加以利用。

这样就将培养一个可供更换的器官,鉴于这个器官跟旧的器官具有极其相似的遗传素质,人体就不会加以排斥。肯定说那可能就是无性生殖最好的用途。

Fantasy E Science Fiction,1979年8月〕