1944年,当日本侵略军在中国战场进退两难之际,二十岁的木村资生(kimuramotoo)进了京都大学。为了避免被投入到前景暗淡的战场中去,木村到了细胞学实验室学习遗传学。日本无条件投降以后,木村已获得了理学硕士学位,并开始群体遗传学研究。1953年夏天到美国继续深造遗传学,1956年获博士学位,后回日本国家遗传学研究所从事教学和研究工作。
就在综合进化论大局已定的时候,以1953年dna双螺旋结构模型为标志,国际生物学研究进入了分子生物学时代,用分子生物学来研究进化论是一种新兴的领域。当很多人以为新的科学将提出新的理论,并威胁到达尔文主义时,出人意料的是,新型的研究方式和研究成果不但没有影响达尔文的理论,相反,却有力地支持了进化论。所有的生物都在使用几乎相同的分子机制构建自己的机体。中心法则表明,生物信息只能从核酸传递给蛋白质,而蛋白质却无法把大量信息传递给核酸,这从根本上否定了拉马克的获得性遗传的可能性,也使综合进化论的核心更加干净简洁。
分子生物学还为进化论研究提供了很多新的工具,其中重要的一条是,可以在分子水平上比较各物种关键蛋白质的氨基酸序列或者重要基因的核苷酸序列,根据序列差异大小来确定物种亲缘关系的远近。这要比寻找古化石证据来判明物种之间的亲缘关系要方便得多,似乎也更准确得多。
很多学者在做这样的工作,当时测定核苷酸序列还不太容易,但用电泳的方法方便地比较同类蛋白质之间的差距已成为可能:把需要研究的蛋白质放在一个合适的跑道上,通电以后让它们一齐向前跑,如果蛋白质完全相同,那么跑出来的速度和方向就是完全一样的。一旦两种蛋白质之间有一些氨基酸序列发生改变,那么就会跑出不同的结果来,距离相隔多大,基本能表明氨基酸序列差距有多大。而氨基酸序列差距越大,表明基因序列差距越大,从而证明两种物种之间的亲缘关系就越远。
用这种方法研究不同物种中执行相同功能的蛋白质,甚至同一生物体内也会含有功能相同但结构不同的蛋白质。这些蛋白质虽然结构不同,但在完成相同工作的时候,工作的效率并没有因为氨基酸序列的不同而受到过太大的影响。一种蛋白质能干好的事情,换了一种稍有不同的蛋白质,照样完成得漂亮。进一步表明控制相同性状的等位基因也有很多面孔,就好比是一个人戴了很多面具,但干的是相同的活。现在的问题是,实验证明,不同的面具太多了,大大高于原先的判断。这意味着什么呢?意味着蛋白质的变异速度要比原先估计的要高得多。变异高得多又说明了什么?说明蛋白质变来变去不是什么大不了的事情!
也就是说,这些变异了的蛋白质都能完成正常的生理功能。同时也就表明,一些基因就算发生了一些突变,也没什么大不了的。
这又是什么意思?
意思是,自然面对如此多的突变,却并没有做出选择!或者,自然即便做出了选择,也只是淘汰那些极度不符合条件的突变体,而对大多数的中性突变体,大自然是无动于衷的。
把这个中性选择学说换一个词说,就是自然不选择。
这下问题大了,既然自然对某些突变不选择,那么,是不是意味着,适应性的变化只不过是进化的一个部分?有学者就提出,适应性的变化并不完全等同于进化,此前的研究太看重适应性的意义了,从而把解释适应性的学说等同于解释整个生物进化的学说。而这似乎是一个误区。
然而木村本人没有这个意思,他本是自然选择进化论的忠实信徒,否定自然选择的念头是他平时想都不会想的,但他的研究结果却让他不得不这么想。