科学家们对小鼠、蠕虫和其他许多动物的实验发现,在没有自然选择的情况下,实验室动物的突变发生率会不断增长,整个种群会变弱,适合度(生物个体或群体适应环境的程度)降低。 你可能也注意到了,现在患有近视眼、过敏、糖尿病、肥胖症等疾病的人似乎正在变得越来越多。
这些病,很可能是逃离了自然选择后,人类患上的现代病。而许多人不知道的是,这些疾病是人类基因组正在缓慢衰败、累积有害突变的征兆。这个现象也被命名为突变载量递增。
最开始发现人类基因组不断累积突变的现象的是美国遗传学家,因为发现X射线诱导突变而获得诺奖的 Hermann Joseph Muller。Muller 在大约70年前发现了这个惊人的现象。
Muller 当时的研究发现,有害突变会不断产生,平均每个新生儿带着50-100个新的突变出生。这还不算,我们已经从父母和祖先那里继承了一大坨有害突变了。而纵观人的一生,每次细胞分裂,都会收获3个突变。 Muller 担心,不再受到自然选择的诸多限制,甚至开始操纵自然的人类要为此买单,承受由于缺乏自然选择带来的“自净”功能而导致的恶果。
即使是从当时的社会背景来看,Muller 的担心也并不多余。50年代,美国在大量测试核武器,辐射尘埃在大气中四处散播。发现X射线诱导突变的 Muller 不可能对此视而不见,他担心核武器试验将要将人类逼上灭绝的道路。
雪上加霜的是,Muller 还发现,人类基因组里有很多基因连锁群(linkage group),相当于捆绑销售(遗传),无法拆开的一群基因,它们不符合孟德尔遗传规律。
有害基因会影响这些基因连锁群,产生连锁反应。这就是著名的缪勒氏齿轮(Muller’s ratchet)——基因连锁群只会变得越来越差,而不会反弹,就像无法反转的齿轮一样。
意识到了这点后,在1950年的 Our load of mutation 一文中,Muller 指出,如果突变率太高,人类基因组会不可避免的恶化,最终导致人类灭亡。