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突變與生物演化的關係 報告者：鄧燕蕙

突變有沒有可能使生物從簡單的變為複雜的？它的可能性很低。這有幾個原因，第一個原因是，大部分的突變，都是有害的，而且其中很多是致死的突變。突變的機率本身就非常非常的低。再加上突變要產生有利的突變，機會更小。生物體每一個基因突變的機率大概是十萬分之一。有益的突變的機率會更低。有益的突變大概占所有突變的千分之一。意即一千個突變，只有一個有益，其他九百九十九個，都是有害的。所以，一個基因要發生有益的突變，它的機會就是十的五次方乘以十的三次方，就等於十的八次方分之一，也就是一億分之一，非常非常小。第二點，突變的方向不一定，它漫無方向。它不是由一個方向一直突變下去。舉例言之，沒有眼睛的生物，若要進化到有眼睛，可能需要經過幾百萬次的突變。這些突變必須連續，而且要朝著眼睛的方向一直突變下去。眼睛的構造，非常精密複雜。它前面有角膜，後面有網膜（感光細胞）。一個沒有眼睛的生物，要變成眼睛，有些細胞必需先突變成感光細胞。然後再繼續突變，使得感光細胞做規則的排列。由於每次的變異都很小，所以突變的次數須非常非常多次。而且突變要連續，往形成眼睛的方向一直突變過去。但是突變的方向是隨機的。突變的來源，比方說紫外線、化學物質等等，都是隨機作用的。今天從普通細胞突變成感光細胞，明天可能又從感光細胞突變成另外一種又不感光的細胞了。所以，突變要一直走同一個方向，是非常困難的。所以由於突變的機會非常小，而且大部分的突變都是有害的，甚至是致死的，再加上突變要從同一個方向一直走下去，不能間斷。這幾個因素加起來，由簡單的生物經由突變進化為複雜的生物是極其困難的。有名的科學家赫胥黎曾提到由始祖馬進化至現代馬，其間的差異需要約連續一百萬次的突變才有可能。那麼我們來算算這個機率，以寬鬆的條件計算，有益突變的機率每次是千分之一，要連續乘以一百萬次。也就是一千的一百萬次方，那個數字大到後面是三百萬個零。這樣才能由始祖馬進化到現代馬，而這只是進化史上的一小段。遑論其它變異更大的部分，其機率有多小了。
　　第二個原因是大部分的突變是隱性。我們知道生物體的基因有顯性和隱性的區別。基因位於染色體上，而染色體是成對的。比如人類有二十三對，每對中都是一條來自父親，一條來自母親。位於成對染色體相同位置的基因可能是顯性，可能是隱性。譬如導致色盲的基因是隱性，如果你由父親得到色盲的基因，由母親得到正常的基因，那麼你的色盲就不會表現出來，因為它被顯性基因所掩蓋而不表現。突變大部分是隱性基因，由於被顯性基因掩蓋，所以此基因常不表現出來，故不容易被天擇所淘汰。然而，有益的突變機會是千分之一，而有害的突變是千分之九百九十九。所以，產生突變的時候，有害的突變比較多，而且大部分都是隱性的。所以，這些基因慢慢保存下來的時候，長久下來結果就是有害的基因愈來愈多。這稱為基因負荷。所以，突變對進化的影響是時間愈長，基因負荷愈大，生物退化或滅絕的可能性更大，進化的可能性反而更小。這是從突變的理論上來講，違背進化論的地方。其次，如果生物是進化過來的，而且進化大部分都經過突變，那麼一個單細胞的生物，經由無數次的突變，進化成很複雜的多細胞生物的時候，其體內之基因大部分是突變產生的。所以，理論上應該是生物體內的基因大部分都是隱性的，因為突變大部分都是隱性的。可是事實上相反，生物體裹面的基因，大部分都是顯性的。隱性的基因反而少，所以這也是一個矛盾之處。
　　第三點是，突變產生大演化的機會，可能性非常低。因為生物體內的構造非常複雜，其中任何一個蛋白質分子都是非常複雜，且高度秩序的結構。其中每一個胺基酸的種類與次序，都不能隨便更動，隨便變動一個，整個蛋白質結構可能就會扭曲而失去功能。比方說鐮刀型細胞貧血症，就是因為血紅素基因有一個核苷酸突變，造成血紅素裏一個胺基酸不一樣，導致整個血紅素分子結構和功能不正常。生物體非常複雜，幾乎每一個蛋白質都這樣。每一個蛋白質都很像一段文章。我們把這文章想像成英文，每一段文章有很多字母，這些字母的組合，有其特別涵義，不能隨便更動。一個單細胞生物的基因量很少，我們可以把它想像成一本薄薄的小學課本的內容。相對地人的基因量很大，其內容如同一部大英百科全書，好幾本厚厚的書。突變如何能增加那麼多的基因呢？這是非常奇怪而不可能的事情。其可能性如同要一個小孩在打字機前漫無目的地打字（大自然的運作即是如此地隨機無目的），而期望他能把小學課本改寫成大英百科全書一般。
　　所以，我們認為突變可以產生微演化、微進化。微進化的意思是說在種的範圍內的改變。譬如，細菌產生抗藥性，那就是它的基因有某些突變，造成它對抗生素的抵抗力增強。人可以些微的改變，比如身高的改變等等細微性狀的改變，這個是大家都公認，且自然界可觀察到的。所以，進化論適用於解釋微演化。基因突變，產生一些細微的變異；當環境改變時，使得某些適應環境的生物可以保留下來；某些不適應的被自然淘汰，這是合理的。但基本上，它的變異不會很大。所以，我們承認微進化。但突變要產生廣進化，也就是產生種的變遷，其可能性如前所述是極低的。
出處：沈端良先生之大作《我不再篤信進化論——進化論理論的疑點與證據的動搖》。