概率太渺茫，所以不可能吗

DNA数字语言的阶梯式调整，为视蛋白分子渐进式无向自然形成提供了有力的证据，但有人从数学上提出了不同的意见。视蛋白分子由来自恰当基因指定序列中的数百种氨基酸构成。要想通过试错，让视蛋白产生具有光检测特性的恰当序列，要么得花很长的时间，要么得找一个足够大的实验室。假如现实中存在20种类型的氨基酸，则基因链里含有100个氨基酸的蛋白分子，可以存在于10的130次方种不同的序列里。这个数字远远大于宇宙中的原子数，甚至远远大于宇宙大爆炸以来流逝的纳秒数。故此，不管自然选择调动多少种生物，尝试多长时间，从零开始得出视蛋白分子的设计，在道理上是不可能的。再说了，视蛋白只是身体内数万种蛋白质里的一种。

这样，我是朝着卢克莱修式偏离去了吗？难道我要被迫承认，蛋白质的潜在组合库浩大无边，进化不可能找到合适的组合？远非如此。我们知道，人的发明创造很少是从无到有开始设计的，相反，它是从一种技术跳转到“邻近有可能”的技术上，对现有功能进行重组。因此，它迈出的是渐进式的小步子。我们知道，自然选择同样如此。所以，数学概率是误导。借用一个常用的比喻来说，你并不是在废品收购站用老式双翼飞机组装波音747，而是为现有设计再增加一枚铆钉。科学界最近的一项重大发现，大幅简化了自然选择的任务。

几年前，在苏黎世的一个实验室里，安德烈亚斯·瓦格纳（Andreas Wagner）让学生若昂·罗德里格斯（João Rodriguez）用一套巨大的计算机集群运算出不同的代谢网络图，看看每次只改变一步能走多远。他选择了一种常见肠道细菌的葡萄糖系统，他的任务是改变整个代谢链中的一环，使之仍能运作，也即该细菌仍然可以从这种糖中制造出60多种身体成分。他的尝试能进行到何种程度呢？除肠道细菌之外的物种里存在数千种不同的葡萄糖通路。它们中有多少种仅相隔一步呢？罗德里格斯发现，在第一次尝试中，他只改变了一步，就得到了1000种不同代谢途径库里的80%，而且，改变这一步所得的结果均是可行的代谢通路。“罗德里格斯给我答案的时候，我的第一反应是不相信”，瓦格纳写道。“因为担心这可能纯属侥幸，我让罗德里格斯进行更多次的随机漫步，大概进行了1000多次，每一次都保留代谢意义，每一次都尽量走远，每一次都选择不同的方向。”结果还是一样。

瓦格纳和罗德里格斯偶然发现了细菌（和人类）生物化学内置的大规模冗余。用“孟德尔图书馆”的比喻来说，在一栋储存着所有潜在可行基因序列（数量庞大到难以想象）的虚拟建筑里，瓦格纳发现了一种惊人的模式。“代谢图书馆密密麻麻地陈列着以不同方式讲述相同故事的图书。”他写道。“无数有着相同含义的代谢文本，无数倍地提高了找到其中一本的概率。更妙的是，演变不像一个随随便便的浏览者那样探索代谢图书馆。它使用众包模式，让数量众多的生物体涌入图书馆，寻找新文本。”生物体就是浏览孟德尔图书馆、寻找合理文本的读者群体。

瓦格纳指出，生物创新必须既保守又渐进，因为在它重新设计身体的过程中，它绝不能产生没有功能的生物体。在数百万年间，把微生物变成哺乳动物，有点像一边重新设计飞机，一边飞越大西洋。比如，植物和昆虫的球蛋白分子三维形状大体相同，功能也大体相同，但两者的氨基酸序列有90%的不同。