星期六, 八月 14, 2010

[Geekland]X|Y && X&Y && WHY

Knuth, the GOD,在他的Turning Award lecture Computer Programming as an Art里面这样写道:

While preparing this talk, I went to the library to find out what people have written about the word "art" through the years; and after spending several fascinating days in the stacks, I came to the conclusion that "art" must be one of the most interesting words in the English language.

如何开始呢?上一次讲了男性和女性在共同的利益下竞争合作的关系,这一次当然要更劲暴一点,否则不是没有看头了吗?不过,别急,还是慢慢来吧。

-----------come on some sciences && you finger-------------------------

西方有句流行语叫做“男人来自金星,女人来自火星”,(不过好像天朝也很流行了)这原本是一本通俗心理学的书名,大概是说(via douban)男人女人除了生理不同,心理也不同。不过今天我在这里还要加一句“除了心理不同,生理的确不同”。从男人女人的角度来说,有两种理解世界的模型,或者说心智能力,“系统化的”的技能和移情的技能。系统化意味着理解原因结果,而移情的能力则意味着合作,能够理解别人的意图。(有个很好玩的bagua,是关于镜像神经元的,可惜今天这里不是主体,下次有机会吧:)。虽然总的来说,男人要更擅长于系统化的思维,女人则在温柔体贴方面拥有不错的名声。但是对大多数人而言,这两种能力都是具备的(我怎么想到了文质彬彬),不过有些人极端善于,比如系统化的思维,并且缺少,不善于另一种方式,那么他就有点麻烦了,因为他不得不用用的顺手的那把锤子去解决自己的问题,也就是说,大脑功能的相互补偿(注:这种机制在大脑当中其实非常普遍,比如某些中风的病人,在经历初期的言语含糊之外,慢慢的恢复了一些,原因就在于死亡脑细胞的部分功能被其他的脑细胞取代了,虽然不一定有原来的好,但是总好过没有),这种猜想也许没有事实基础,但是不管怎样,那些试图用逻辑来解决社交问题的时候,应该会没有意外地可耻的失败了。OK,你想到了什么?雨人,是的,程度比较轻的就是俗称雨人的阿斯伯格症患者,程度比较重。的就是自闭症了。(说起来,我妹妹的一个好朋友的孩子就是阿斯伯格,这也是我个人开始从生理上关注的起点,mark)

在怀孕期间,母亲羊水中的睾酮激素的浓度一般来说是男孩高于女孩的,而出生以后呢,女孩更倾向于看人的面孔,而男孩呢,睾酮激素越高,在1岁左右也就越不愿意和母亲做眼神的交流。注意哦,对面孔的倾向,对人脸的识别是一个AI老难题和标杆,而对人脸的识别在大脑当中一个独立的模块,如果我记得不错的话,在找寻失去的自我这本书中,介绍一个大脑受损病人XYZ(心理学里案例的名字通常都是赫赫有名的,失敬则个)在记忆的任何方面都没有问题,唯独不能辨认人的面孔。(Alas,在医学,当然还有大脑结构中,每一个合适的案例都如此重要)。

比起这样一个只有在严格受控条件下有心人才能观察到的实验来说,还有一个更直观的生理特征也能看出在子宫中接触睾酮激素的水平,那就是你的无名指的长度。也许你早已经注意到,女孩子的食指和无名指的长度是差不多相等的,而对男孩子来说,如果你的无名指异乎寻常的长,那么你就是系统化的思维很强,很可能肌肉发达,但是也很可能患上孤独症,免疫机能障碍等等。而对那些无名指异乎寻常的短得那些男性来说,罹患心脏系统的危险要更大。(是的,在我上一篇的post当中介绍的chemistry.com中需要作一些测试题,我记得第一道就是几张图片,要你选择你的食指和无名指的长度)

我敢打赌,你肯定早已经在比较你自己的手指长度,不过也请不要过于在意,虽然在亚马逊河流域的某些部落中成年男子的非正常死亡率高达50%以上,不过上天保佑,我们是在一个文明社会中。

-----------Laday Gaga和李宇春-------------------------------

还是bugua点吧,话说有一天我很郁闷,Lady Gaga突然和李宇春以及刘著相提并论了,要知道,Lady Gaga以其狂野的造型,沙哑的嗓音不仅征服了我,还征服了…Cartman(毫无疑问,Cartman是个不折不扣的坏小子,但是要说Cartman对男女之事很有兴趣,我是怎么也不会相信的,印象中有一集Cartman是有个gf,但那也只是配合他小阿飞的形象,没有个把太妹怎么能说是阿飞呢?),什么?你也不相信,不如去youtube上的Lady Gaga的官方页面看看这段视频把,注意看1:10的片段,其实是注意听了。什么?没有听清,那么请到本文的最后寻找答案吧。

性别的决定我们知道是由XY染色体决定的,具体来说,男性是XY,而女性是XX。不过我们要知道X染色体是第八大的染色体,而Y是最小的一条,为什么要指出这一点呢?那是因为除了XY染色体外,其他22条染色体是按照大小来排序的。Y染色体不仅是最小的,而且异乎寻常的小,而且Y上大多数DNA是没有编码功能的。为什么呢?

在胚胎的早期,实际上都是雌性的,大约在受孕后的第11天,在Y染色体上有一个被称为SRY的Gene,非常小的Gene,只有612个字母,会在胚胎发育期的大脑中和一个组织中打开,也许你已经猜到了,是的,睾丸。这个SRY的功能就是让你的身体男性化,SRY相当于一个启动因子,会打开一个名为SOX9的Gene,然后SOX9会打开和关闭一系列的Gene,做掉所有的工作,让你的身体和头脑变成男人(是不是有点象init0和init1进程的关系)如果不幸SRY没有打开,那么很显然,这个老兄很有正常的女性身体,却同时拥有Y染色体。当然也有些老兄也很不幸,虽然有睾丸,但是由于后续的序列的其他部分出现问题,结果导致看起来有女性的身体,实际上却没有卵巢(and more:wikipedia).

好了,了解了SRY基因,我们再来看看为什么Y如此之短,如此之不活跃。道金斯有个很有名的观点是自私的基因,大意是说人体,或者说任何生物体都是DNA的载体,只是按照Gene意志运行着的被动体,所有一切都是以Gene意志,Gene利益为前提的。这虽然说不能确切地被证明,而且颇具争议,但是却是一种相当吸引人的信念。

从这种说法出发,我们来看看XY上包含着的众多的Gene,X和Y上Gene团各自有各自的利益。X和Y存在着竞争的关系,X上积累了对雌性有有好处而对雄性没有好处的Gene,而Y上积累了对雄性有好处而对雌性没有好处的Gene。我们来看看这样一个小小有趣的事实,在X染色体上有一个名为DAX1的Gene,通常情况下,这个Gene只有1个,而这样的XY组合会正常的发育成为男性,不过如何DAX1出现异常,如果X上拥有两个DAX1拷贝,那么这个人还是会发育成正常的女性。也就是说SRY和DAX1是对抗的,一份SRY会击败一份DAX1,而两份DAX1会击败一份SRY。好了问题来了,为什么X上的DAX1没有进化成double的形式?为什么这么问,还是回到男人女人得问题,男性是XY,女性是XX,男女比例大约相仿,在所有的性染色体中,X站到了3/4,而Y只有1/4,那么就是说X有三倍的概率进化出攻击Y的手段方法,这种性别间的对抗不断升级,不断激化是非常麻烦,非常要命的事情。毫无疑问,Y染色体这一次在Gene间的军备竞赛当中又是弱势群体。

这就是为什么Y染色体如此之短,如此之不活跃的原因,尽量摒除不必要的基因,以防止X染色体的攻击,这样X攻击的目标就很有限了,而且在所有人类的Gene,SRY异乎寻常的一致,几乎没有点突变(一个字母的差别),也就是SRY几乎是一个没有变化的Gene,但是我们SRY和黑猩猩大猩猩很不相同,也就是说SRY是进化地最快的Gene。这是什么意思呢?举个例子,如果说DAX1进化成double的形式,那么可能有一个SRY Gene的个体通过变异(进化)战胜了DAX1的double形式,那么这个SRY会毫无疑问在种群中快速流行开来,最后会占领整个族群。

如果你上面的这些说法太过天方夜谭,那么还是来告诉你一些让你shocking的bagua,在自然界有一种蝴蝶,雌性的比例高达97%,原因就在于这种蝴蝶的X具有把Y干掉的能力。这就是性别冲突中的一例,被称为“性染色体的推动力”。好吧,也许你还会说这只是巧合,那么在《基因组》的第八章还提到了另一个非常让人信服的实验,有一个科学家赖斯(当然是疯狂的科学家了)提出了一个如下的实验:

他让29代之后的公蝇和初代母蝇交配,结果是公蝇的精液对母蝇已经变成有毒的了,它可以把母蝇杀死。原因就在于公蝇的精液的作用在于控制母蝇的行为,让它提高排卵率,并减少对于其他公蝇的兴趣。但是在自然选择的作用之下,正常情况下的母蝇(29代vs 29代,至少也是28代,27代)是能够和公蝇一起进化,所谓“魔高一尺,道高一丈”。不过29代之后的公蝇相对于最开始的母蝇,那就好比是原子弹对刀耕火种,毫无一点胜算了。

怎么样,这个实验,人为受控条件下的实验,是不是具有非常强的说服力呢?如果其他说法不能拿出更有力的证据来,我想我是不会改变我的想法了。

----------------------多莉 &子宫&胎盘----------------------------------

(本节内容来自于人种自传这本书的第十六章,真是恨不得把整章都摘抄在这里,这本书是名副其实的bagua之书,到处都是bagua,而且ba的极有水平,极有深度,太赞了)

事情是不是开始有点诡异?那么好了,其实还有更多,更多的科学事实。首先来看看什么叫哺乳动物吧,这里是wikipediabaidu百科,可以看得出来,哺乳动物普遍认为最重要的两个特征分别是哺乳和胎生,然而正是这个胎盘(12)有着不同寻常之处。因为胎儿的DNA有一半是来自父亲一方的,对于母体来说,这是外来物种,而人体自身的免疫系统按道理应该会对这种入侵者发起攻击了(也就是淋巴细胞了??),之所以没有发生排异反应,是因为胎盘实际上由两个部分构成,其中一部分由母体产生,实际上是母体的一部分。而胎儿的那部分胎盘就跟奇特了,它几乎是由来自父亲的基因制造的。疯狂的科学家这次试图造出有两个父亲或者有两个母亲的染色体,换句话说,也就是23条染色体全部来自于男性,或者女性。但是,结果却让人大吃一惊,只有母亲胚胎本身有正常的结构,但它却无法制造一个胎盘来给自己获取营养。而只有父亲的胚胎制造出了一个又大又正常的胎盘,也基本上有围绕着胎儿的膜。但是,在膜里面胚胎应该在的位置上,只有一小团没有结构的细胞,看不出头在哪里。这些实验结果引向了一个不寻常的结论。遗传自父方的基因负责制造胎盘;遗传自母方的基因负责胚胎大部分的发育,特别是头部和大脑。(想起来有人劝告女孩找男朋友的时候,如果男孩比较聪明,那就得小心了,因为那意味着你未来的婆婆也很聪明,好像是说因为智力其实是遗传自母亲的,不知道这个结论是不是就是来自这里,或者说跟这个结论密切相关呢?)

但是为什么呢?终于说到了这一节的主题了,基因印迹,或者说gene imprinting(在书中称为基因标记,好像与中文术语不太符合)。什么意思呢?说的是有些gene在表达的时候(?)是要区分自己是来自于父亲一方,还是母亲一方。两个一样的基因的居然会区分自己是从哪里来的,omygod这真是(按照书上的说法)对我们来自孟德尔老先生的遗传学规律的迎头一击。搞什么飞机,这不都乱套了吗,原来我们只是说减数分裂由两个亲代,是1+1备份。(还记得癌症的原因么?)

从这个意义上来说,在多莉羊诞生之前,大家普遍认为从体细胞克隆是不太可能的,因为没有方法避开这种基因印迹,但是多莉羊居然成功了,这对多莉羊的制造者本人都是一个还没有搞清楚的难题。因为每个人在继承了来自父母的印迹之后,在体内都会有一个甲基化的过程,从而给基因打上自己的印迹。

当然这一章的bagua很多(其实每一章都很多),比如两种由于基因缺陷引起的遗传病,安吉尔曼综合症和普拉德·威利综合症就是由于同一个基因缺陷引起的,虽然变现很不一样,但是分别是由于来自母亲和父亲一方的基因缺陷,变成了两种变现非常不一样的病症。还有我们所谓带着母亲的思想和父亲的感情在这个世界上生活。还有诸如女性特有的行为就应该只从来自父方的X染色体上表达,还有诸如唐氏综合症等等。

Alas,为什么会这么奇怪,有关性别的一切东西。为什么有这么复杂的机制呢?真是太有意思了,看那些科学家的努力和创举,真是丝毫不亚于福尔摩斯的侦探故事,甚至还要好得多。因为在这里,有时候甚至没有案情,你要自己发现案情,在解决它。

-----------------------why sex || why gender---------------------------------

不错,我自己承认上一节的内容很混乱,我到底想要说什么呢?其实我想要说明既然gene都是自私的,为什么基因把程序设计的这么复杂?简单点说,既然gene的冲突那么严重,为什么生物会进化到性别,通过有性繁殖,减数分裂来获得自身的利益最大化呢?

幸亏我也买了同一系列盗火者译从的另外一本,孟德尔妖,作者是马克·里德利(Mark Ridley),而先天后天和人种自传的作者是马特·里德利(Matt Ridley),两者其实没有任何亲戚关系,一个是科普作家(Matt),写的文采斐然,非常引人入胜。另一个(Mark)则是“当今杰出的进化学家之一”“牛津最深邃的思想家之一”,所以内容就不是那么轻松了。(瞧这名字,多有文化,多有哲学底蕴,至少我就知道还有笛卡尔妖,拉普拉斯妖,都是极有名,极有影响的命题,有机会在再ba,另外书中的前言还提到了麦克斯韦妖)

好吧,回到主题,这本孟德尔妖就是试图解释为什么生命会如此复杂的原因,我尝试简单的介绍一下(BTW:说实话,这本书太过复杂和略显晦涩,我到现在也没有完成的读过一遍,sign~~~),我们知道我们人体就是一台蛋白质制造机,大部分Gene的作用也是用于编码蛋白质的。

不过蛋白质合成是以氨基酸为原料,而氨基酸的制造密码就是DNA上的三联子,然后通过转录RNA(mRNA)的在核糖体中来合成,就好像一种分子锁(科学松鼠会上有一篇极好的文章描述了这一过程,当然youtube上面有更多更直观的动画过程,比如这个),不过这种分子锁其实精度不是很高,大约只在1:5左右,不过这个时候合成酶出场了,合成酶在蛋白质合成的过程中消耗能量,根据热力学第二定律,这种过程是不可逆的,从而将精度提高了大约1:50000左右,不过这还远远不够(比如人体总细胞数大约是500~600兆),在合成完了蛋白质之后,还有一种修复酶有出场了,也就是复查结果,可以将精度提到到大约10亿的数量级(OMG,这简直就是就是…宏伟的软件工程实施法啊)。

好了,有了上面这个大概的概念之后,我们来看看书中提到的突变熔毁吧,比如我们知道再怎么精确的程序照样会引入错误,不仅在于程序本身,甚至还有执行程序的人,所以生物学上遗传和变异才会并称,不过当然是遗传为主,变异为次要的,但是问题在于什么样才是一个均衡的状态,按照书中的分析,只要每一个子代平均有一个错误,那么这个物种就不能保证物种的持续发展(恩,使得,这不是很直观,需要点统计学知识,不过想不清楚也没有关系,只需要知道这个结论就好了)我们回过头再来看看上面那一段的错误率就有意义了,个位数的错误率显然不能造就任何生命体,这个时候还应该是一锅原始汤的时候,而万分之一对应这是RNA病毒,大约几万个蛋白质组成,而10亿数量级对应的就是简单生命体,比如细菌。

但是,对于复杂生命体来说,他们其实依赖的蛋白质合成技术并没有进一步改进,所以从这个意义上讲,复杂生命的确是个不解之谜,悖论,它居然没有发生突变熔毁。比如说人,Mark推测错误值应该在200左右,很显然,人类几乎不可能拥有200个孩子(除了那些荒淫无度的阿拉伯酋长们:),但是人类这个物种却保持了很好的物种稳定性(不光人类),这是为什么呢?

说到这里,我们这一节的主角终于出场了,sex,sex的存在也许是现在生物学当中最大的一个难题。不过Mark介绍了俄裔生物学家Alexy Kondrashov的一个理论,性(sex)有助于消除不好的基因。还提到了一个绝妙的譬如:两台汽车,一个发动机坏了,一个刹车坏了,你能怎么办?当然是把两台汽车能用的部件组合到一起,这样你就又能开车了。所以我们的DNA才是双倍体,一半来自母亲,一半来自父亲。按照组合的原则,随意分配,当然有可能碰巧两个都坏了的Gene传给了一个人,这样的人只好面临着自然选择的残酷事实,事实上,母体有着不同寻常的检测次品的能力。

这就有点好像生命的起源,比如人类的DNA有大约30亿个字母(ATGC),如果说一个一个字母这样不断派出来的,虽然有生命的迹象大约是35亿年,但是这样还是远远不够用的,可能情形是有了好多事情已经连接起来的比如ATTTAACC,GTACCC,等等,有些就连接起来,有些就被自然选择淘汰了(当然,学计算机的可能有个更直观的理解,二叉树排序)。在有性繁殖当中,情况也应该类似。

-----------------------------Conclusion--------------------------------

好了,说了这么乱七八糟的之后,终于快结束了。是应该给点结论的时候了,不错,Gene是自私的,X和Y都有不同的利益诉求,但是X和Y是从哪里来的呢?原来其实是没有XY的,只是由于一个共同的利益诉求,才产生了XY,所以 XY之间的矛盾应该是在共同利益之下的内部矛盾。

男人来自火星,女人来自金星,男人和女人似乎有着永远的争吵,但是,更重要的是我们相互依赖,我们先有共存,才有相互竞争。也许这种竞争比你想象的要更加激烈,更加不可思议,更加意想不到,但是,你应该庆幸有这种竞争,因为这就是生命的常态,要学着去适应它,从自己最大利益的基础出发,毕竟共同发展才是符合我们的最大利益。

按:

1.首先附送两个有关于Matrix的bagua,在《先天后天》当中提到了子宫其实是人类最重要的后天环境影响因素之一。

2.在《脑的进化》当中提到了这样一个有趣的事实,所有人猿进化过程中,婴儿出生的大脑容积差不多,大约300cc,不同时成年后差别较大,人类有大约有1400cc,而猩猩只有大约500cc,但是头颅不可能发育的太大,否则产道不可能容纳,所以人类的大脑在出生以后还有显著的发育,于是人类的童年期相对来说比较漫长。这也间接例证我上次说的幼齿拖累了男性:) wakaka

3. 好了,那段youtube的视频没有听清楚“I told you, she didn’t have a ****”

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