废物和垃圾不一样

这跟计算机病毒很类似，不过，在道金斯提出数字寄生虫基因版的时候，前者尚未出现。一些转座子，如SINE，似乎是寄生虫的寄生虫，因为它们利用更长、更完整的序列来散播自己。从提供变异性的角度来看待它们的功能，这些英勇的尝试或许有一天能带来一种全新的突变，但实际上，它们更为直接也更常见的作用是偶尔扰乱基因的解读。

当然，这些自私的DNA序列能茁壮成长，完全是因为基因组有极小部分进行着更具建设性的工作：创造出一具能够充分生长、学习、适应物理及社会环境的躯体，最终茁壮成长，吸引配偶，生育下一代。到了这时候，自私的DNA可以说：“非常感谢，我们可以去占据你孩子的一半基因序列了。”

除了援引自私的基因理论，目前没有办法解释人类基因组里怎么会有这么大比例的此类转座子，没有其他理论更符合事实。然而，评论员一贯拒绝、辱骂该理论，还把它“埋葬”在遗传学的边缘地带。最惹他们生气的说法是“废物DNA”。阅读一篇相关主题的文章，不碰上几句对“基因组里部分基因没有用”概念的大力声讨（并且认为这个概念有失体面），简直不可能。“我们早就感到，对‘废物DNA’和假基因这两个名词（俗语意义）的失礼态度，”早在1992年，于尔根·布罗修斯（Jürgen Brosius）和斯蒂芬·杰·古尔德就双双表态，“掩盖了演变的核心概念，也即眼下没有用的特性，或许是未来变化的补充源头，有着关键的进化重要性”。每当我写到这个主题，我就会淹没在科学家义愤填膺的谴责声里，说我否定了DNA序列的未知功能。为此，我的回答是：针对谁的功能？身体，还是基因序列？

对“所谓的”废物DNA从道德上表示不满，这很常见。人们似乎真的被这种说法冒犯了。他们听起来非常像是面对演变捍卫信仰的人，他们就是不喜欢这个故事自下而上的性质。然而，我将证明，自私DNA和废物DNA都是十分准确的比喻，而且，废物和垃圾的意思并不一样。

有什么可大惊小怪的呢？我之前提到过，20世纪60年代，分子生物学家开始知道，细胞似乎拥有远远超出制造所有内部蛋白质所必需的DNA。当时，研究人员大大超估了人类基因组里的基因数量（认为有10万个以上，现在所知大约为2万个）。可即便根据这个颇有水分的数字，基因及其受控序列也仅占细胞染色体DNA总重量的极小一部分（至少哺乳动物是这样的）。人体内这一比例还不到3%。更糟的是，新出现的证据表明，我们人类似乎并不拥有最重的基因组或者最多的DNA。不起眼的原生动物、洋葱和蝾螈都拥有大得多的基因组。蚱蜢的基因组是人类的3倍；肺鱼的基因组则是人类的40多倍。这种神秘现象有个晦涩的名字，叫“c值悖理”，当时一些最杰出的科学家为此大惑不解。其中一人叫大野乾（Susumu Ohno），他创造了“废物DNA”的提法，认为大部分DNA恐怕并不在选择范围内，也就是说，或许不会受进化的持续打磨，以适应身体的功能。

他没有说那是垃圾。一如西德尼·布伦纳（Sydney Brenner）后来的直白解释，各地的人们都懂得区别两种破烂：一种叫“垃圾”，它没有用处，必须加以处置以免腐烂发臭；另一种叫“废物”，它没有直接的用途，但也没有坏处，可以保存在阁楼里，兴许有一天还能拿出来用。你把垃圾扔进垃圾桶，而把废物弃置在阁楼或车库。

可废物DNA的概念仍然遭到了强大的阻力。20世纪90年代到21世纪初，随着人类基因的数量稳步缩小，人类越来越迫切地想要证明基因组的其余部分必须是（对生物体）有用的。人类基因组这么简单，让那些喜欢把人类当成地球上最复杂生物的人大感困扰。废物DNA成了一个必须受到质疑的概念。RNA编码基因的发现、调节基因活性的多个控制序列的发现，似乎让这部分人找到了一些充满希望的救命稻草。等事情的面貌逐渐清晰，基因组有5%似乎受到了专门保护，不会在人类及相关物种之间变化，另外4%表现出了受到选择的部分证据，著名的《科学》杂志就忍不住宣布：“再也没有废物DNA了。”还有另外91%的DNA呢？

2012年，“反废物”运动达到了顶峰，一大群科学家联合起来，以ENCODE团队的名义发表了大量的论文。一如预期，媒体竞相庆祝，宣称废物DNA已死。按照定义，非废物DNA指的是任何在正常生命期里存在生化反应的DNA，这样一来，他们得以断言，基因组的80%都是功能性的。（连癌细胞也可以算进来，哪怕它有着DNA超活跃的异常模式。）就这样，还是剩下20%什么事情也不做的DNA。不过，这种对“功能”的宽泛定义存在很大的问题，因为DNA发生许多事情并不意味着DNA要为身体做实际的工作，只不过，它要参与内务（housekeeping）化学过程。ENCODE团队意识到自己走得太远了，在后来的采访中逐渐缩小数字。有人先说，只有20%的DNA是功能性的，之后却又坚持认为，不管怎么样，“废物DNA”应该彻底从“词典里删掉”。2013年年初，休斯敦大学的丹·格劳尔（Dan Graur）和同事有点不留情面地还嘴说，这就像是发明了一种新的算法，让20%活生生地大于了80%。

如果这一切看起来有点玄妙，或许比喻能帮上忙。我们想必都同意，心脏的功能是泵血，这是自然选择磨炼它要做的事。心脏当然还要做其他的事，比如增加体重，发出声音，防止心包收缩，可把这些叫作心脏的功能有点愚蠢。同样，虽然废物DNA有时会转录或改变，但是并不意味着它有身体方面的功能。实际上，ENCODE团队争辩说，蝗虫的DNA比人类复杂3倍，洋葱的DNA比人类复杂5倍，肺鱼的DNA比人类复杂40倍。一如进化生物学家瑞安·格雷戈里（Ryan Gregory）所说，任何人要是认为自己能为人类基因组里的每一个字母分配功能，都该好好想想，为什么洋葱的DNA需要5倍于人类的DNA。

这里，是哪一方借助了天钩呢？不是大野乾、道金斯或格雷戈里。他们说，多余的DNA是自然产生的，生物体并没有足够的选择性激励清除自己的基因组阁楼。（当然，如果你认为，要是什么也不做，你阁楼里的废物会翻倍，那倒是挺吓人的！）细菌，因为数量众多，又为了轻身上阵好比竞争对手生长得更快，一般会保持基因组的清洁干净，不让废物DNA产生。大型生物体却不然。然而，很明显，许多人都有一种渴望，想要看到“多余DNA对人体有目的”（而非只对自己有目的）的解释。格劳尔说，批评废物DNA提法的人受制于“人类的惯有倾向，总是想要从随机数据中看出有意义的模式，对基因也是如此”。

这些年来，每当我提到废物DNA的话题，科学家和评论员总会激烈地告诉我，我错了，它们的存在已经被否定了。这让我很吃惊。我徒劳地指出，首先，转座子基因组充斥着“假基因”，死掉基因的斑斑残迹，更不必说96%的RNA转录自蛋白质还没合成之前就丢弃掉的基因（丢弃的部分就是“内含子”）。就算内含子和假基因里有一部分用来控制序列，很明显，大部分也只是用来占用空间，其序列可随意改变，对身体不会造成后果。尼克·莱恩认为，就连内含子，也是数字寄生虫的后裔，来自古生菌细胞吞噬细菌，将之变成第一代线粒体（结果古生菌发现自己的DNA反遭被吞噬细菌的自私基因序列入侵）的时期：内含子的剪接方式，暴露了它们的祖先是来自细菌的自我剪接的内含子。

废物DNA提醒我们，基因组是由DNA序列建立的，也是为了DNA序列建立的，它不是身体所建立的，更不是为了身体而建立的。身体是DNA序列竞争求生而自发产生的现象，也是基因组自我延续的途径。尽管带来演变变化的自然选择绝非随机，但突变本身是随机的。它是一个盲目试错的过程。