石川统先生发表于日本《科学》杂志1988年10月号上的、关于木村资生《考察生物进化》（以下简称新著）的书评，无论如何不能认为公正地介绍了该书的内容，对中立说的解释也充满了误解。作为一名群体遗传学的研究人员，想谈谈自己的看法。

石川先生的书评给人以贬低中立说的印象。该文声称：中立说所适用的是分子“无足轻重的部分”，充其量仅仅有助于“编写准确的生物年代记”，看来，这种见解如果不是由于对群体遗传学的基本观点以及分子进化对表现型进化所起的作用知识不足，就是为了使他所谓中立说无力解释表现型进化的评价显得合理而玩弄词句，他又说：“生物的表现型进化，倒不如看作以非中立的分子进化为基础来得自然。”但是从石川先生文章的逻辑来看，“非中立的分子进化”等于是“生物史所掩盖的进化”；如果这种观点正确，我们就将完全失去理解生物进化的线索，这种说法果真有什么根据吗？

石川先生至少在两个问题上搞错了。第一，他没有认清群体中产生的突变基因——不论它有利、不利抑或中立——在群体中的活动及其命运。根据群体遗传学的知识，产生的突变基因，无论有利、不利抑或中立，都受偶然浮动支配，大部分会从群体中消失。要达到固定（在群体中所占比例为100%），中立基因需经4Ne世代（Ne为“群体的有效大小”），有利基因所需时间略短。例如，运用霍尔丹的决定论公式，在0.1%有利时，大约需要1万世代才能基本上固定；即使有利性达1%，也需要1400世代。可见，石川先生的下述观点是错误的，他认为：“给生物的表现型带来变化的分子部分所起的变化必然受到自然选择的甄别”，因而“其结果，要么就是立即被抛弃，要么就是在短时间内扩展到整个群体……与此对照，不给表现型带来变化，或虽然带来变化影响却很小的、发生在分子部么的变化，由于不在自然选择的网内，即使偶尔保留在群体中，那也只能非常缓慢地扩展……这表明：正因为中"立，就可以看见”。

第二点错误是下述说法：“被抛弃的东西不会留存于历史；同样，只要采用对比现存生物的方法，也不可能指出过去立即扩展的基因。”分子生物学的研究成果表明——尽管未必能一概而论——通过在种间对比蛋白质，可以指出引起生物体内生理机能显著变化的那种看来似乎有利于适应的氨基酸置换。M. F. 佩鲁茨（Perutz）关于血红蛋白分子氨基酸置换的研究就是一个例子。他详细研究了从鱼类到哺乳类各种血红蛋白的立体结构与氨基酸置换，指出“大部分的种间氨基酸置换，都是因在自然淘汰上等价的突变基因偶然浮动而引起的中立或基本上中立的置换，适应机制一般通过蛋白质中重要部位的2 ~ 3个氨基酸的置换而产生”；结论是：“这一事实支持了木村的如下观点：适应性的氨基酸置换远远少于偶然浮动引起的中立或基本中立的置换”。2 ~ 3个适应性的氨基酸置换、尽管远远少于中立的氨基酸置换，却在血红蛋白的分子中产生，佩鲁茨在各种生物中特别指出了这种置换，考察了它在生物体内的生理机能与它所赋予的生态意义。另一个例子是P. 洛斯曼等人对嗜热性细菌与中温细菌蛋白质结构和氨基酸置换的研究。这项研究也表明：向耐热性的适应系因几种蛋白质共有的几个氨基酸的置换而产生，它并不改变分子的基本结构。

这里值得注意的是：在今天的研究中认为明显具有适应性的氨基酸置换，未必就能断定一开始就是由于达尔文正淘汰而发生的。随着生物生存环境的改变，因偶然浮动而固定的氨基酸置换也有可能成为适应性置换。佩鲁茨在前述论文中借用鲁文顿的话说道：“物种适应新环境的突变，有可能早在该物种占领这个环境之前即已发生。例如，提高驼羊血中氧亲和性的突变大概就发生在驼羊能够生活在其竞争种不可能进入的高地之前。”

可见，石川先生说“自从了解到我们所能见到的分子进化均发生于偶然”云云，是不正确的。分子进化不仅仅服从于偶然。它是时而产生的突变基因在群体中固定的过程，取决于在该分子中所占氨基酸的机能制约。越是机能制约小的部分，受偶然浮动的影响越大，越容易发生氨基酸置换。在机能上重要的部分发的突变大都有害，这样的部分不易发生氨基酸置换/正因如此，尽管在各种生物中可以见到大量的氨基酸置换现象，但是球蛋白基因团，本质上仍保持着被称为“肌红蛋白折叠结构”的立体结构。当然，如前所述，适应上有利的氨基酸置换也可见到，但为数极少，中立的变化则占绝大部分。

自从DNA碱基排列决定法成为一种简易可行的方法以来，人们搞清了各种生物的种种基因的结构，据此溯本求源可知，形成我们高等生物的各种分子也早在鱼类以前的原索动物（或许在更早以前）阶段即已大体具备基本材料，迄今为止的变化取决于如何切断或连接这些材料以改变基因的显现方式，令人惊讶的是：据说在根本上与对于维持我们生命活动具有重要意义的血红蛋白相同的基因也存在于细菌体内。在这种基因构造的变化中，重要的是基因的重复与混合。它们的进化机制同样不仅决定于达尔文淘汰，偶然浮动扮演主角的可能性也很大。就高度重复的组蛋白基因、核糖体基因而言，达尔文淘汰无疑起了作用，但在重复的早期阶段，偶然浮动发挥了重要作用；还可以推测：在球蛋白基因的重复及其后的机能分化中，偶然浮动的作用也与达尔文淘汰一样巨大；在生物体内生理机能的适应进化，以及在这些进化基础上生物对环境的生态适应中，偶然浮动也起了不少作用。

自然淘汰对表现“生物界多样性”的形态进化的基本机制，在相当大程度上起了作用，但是达尔文淘汰在多大程度上作用于特别令人注目的细微形态和形质，却要打一个问号。回顾一下从达尔文的自然淘汰理论至今约一百年间生物学的发展，就会发现至少直到本世纪中叶之前，人们普遍认为各种生物同属内部种间的细微差别产生于例如隔离等因素，而不是由于达尔文淘汰。有兴趣的人，不妨阅读C · 艾尔顿（Elton）的《动物生态学与进化》。

即使在我们看来是巨大的形态变化，也很有可能取决于仅仅几个基因；偶然浮动导致的突变基因的固定，也可能容易引起巨大的形态变化。决定体毛出现——这是区别人与灵长类的特征之一——的基因是这样，决定适应分散于夏威夷群岛各处的种种奇形怪状的果蝇形态的基因亦复如此。另外，大概人人都认为鲸是无腿的，然而人们却捕获到罕见的、长有1米左右后腿的座头鲸。据推测：抹香鲸长腿的频度超过0.02%。参与此种形态形成的基因属于所谓“调节基因”一类，而调节基因的突变（大部分属致死性）也与达尔文淘汰同样命运，很大程度上取决于偶然浮动。

特别是在生物进入新环境的过程中，摆脱了原有的淘汰制约、曾因略略有害或中立于淘汰而在群体内浮动的遗传变异，在获得新的生态地位时，也很有可能得到有效利用 · 按照这个观点，甚至在被认为给表现型带来巨大变化的所谓大进化中，也不可忽视偶然浮动的作用。

发生学是阐明形态进化的基础。在遗传学经过大约一个世纪的发展之后，这门学科现在才总算刚刚有了头绪。可以预料：今后关于发生现象的遗传学基础将会获得大量的新知识。

中立说与分子进化学并非仅仅有助于“编写年代记”。通过阐明分子的进化机制，探讨它在生物体内生理机能与生物的生存环填中的意义，我们将一点点接近认识生物进化的分子结构 · 此时，作为两种方法，达尔文的自然淘汰理论与木村的中立说将成为了解生物进化机制的两大支柱。

［科学（日）1988年第11期］