首頁>科學>

混沌初開,天地伊始。大道上行而為雲,大道下降而為雨,天地間淸升濁降。

地球上的水、二氧化碳、甲烷和氮等簡單的化合物經過億萬年時間的互相作用最終出現了嘌呤和嘧啶的有機物質,它們是組成遺傳分子脫氧核糖核酸的構件,即DNA。在“原始湯”裡,又經過漫長的時間,一個非凡的分子偶然形成-複製因子。一個有機物可以吸取周邊的物質來複制自己,想象一下,這是多麼神奇的事情。

基因(遺傳因子)是具有遺傳效應的DNA片段。基因支援著生命的基本構造和效能。儲存著生命的種族、血型、孕育、生長、凋亡過程的全部資訊。環境和遺傳的互相依賴,演繹著生命的繁衍、細胞分裂和蛋白質合成等重要生理過程。生物體的生、長、衰、病、老、死等一切生命現象都與基因有關。它也是決定生命健康的內在因素。因此,基因具有雙重屬性:物質性(存在方式)和資訊性(根本屬性)。

基因有兩個特點,一是能忠實地複製自己,以保持生物的基本特徵;二是基因能夠“突變”,突變絕大多數會導致疾病,另外的一小部分是非致病突變。非致病突變給自然選擇帶來了原始材料,使生物可以在自然選擇中被選擇出最適合自然的個體。

隨著第一個複製因子出現,“原始湯”(即原始海洋)中出現了它的複製,複製逐漸增多,並且呈幾何級速度地擴散開來,很快就佈滿了整個原始海洋。但隨著複製的增多,錯誤出現了。這是因為複製基因吸收的周圍的營養物質並非都是穩定的,隨著複製數量的增多,它同樣吸收了很多原始湯裡並不穩定的特殊型別分子,於是變異產生了。就像聖經、佛經的謄寫員,即便每一代謄寫員都認真精確的進行謄寫任務,日復一日的複製過程中也難免會出現錯漏。《紅樓夢》問世至今200餘年,但傳世的手抄本就有50多個版本,其中每一章節都有字數和文字的差別。

隨著錯誤的產生和擴散,原始湯裡出現了很多不同種類的複製分子組成的種群,他們之間各有不同,但都源於一個祖先。這些分子之間也互相吸收、排斥或者共生,逐漸形成更大的組團。組團中各個細胞分子按照長久以來不同的習慣傾向,形成了負責吸收、維持生存、和生殖繁衍的各個功能,於是真正意義上的生物產生了。

基因是控制生物的程式,生物是基因的生存機器。生存機器最初是作為基因的貯存器存在的,它們僅僅是為了保護細胞壁裡的基因和其它細胞免受敵手的攻擊。在遠古時代,原始湯裡大量的有機分子是它們的食物,這些有機食物千萬年來在陽光有力的影響下孳生繁殖,但隨著這些食物的告罄,生存機器逍遙的生活就結束了。這時,一部分生存機器開始自己利用陽光把簡單分子組建成複雜分子,並以快得多的速度重新在原始湯裡進行合成作用,它們被叫做植物。稍後,另一支生存機器發現了可以透過吞噬植物光合作用後取得的勞動成果的生存方式,它們被稱為動物。動物們為了生存而追逐植物群落,透過食用植物或其它動物而生存。這兩大類生物都在時間的長河裡錘鍊出日益巧妙的生存技巧,隨著生存競爭的不斷升級,在共有的體記憶體在一箇中央協調的系統(大腦)必然比無政府狀態有利得多,於是高階生物出現了。基因把它們造得越來越大,這樣就可以避免被其它動物吞食,從而增加了生存的機率;由於海洋生存空間的狹小,基因又讓它們爬上了陸地、飛上了天空,把基因傳播得更遠更廣。

生物最大的任務就是生存和繁衍。在億萬年的進化中,基因突變造就了一個多姿多彩的世界,而生物生存是基於基因自私的基礎上成就了暫時性的生存穩定性,即每一種生存策略都是基於生物利益最大化的基礎之上的穩定策略。在一個複雜的世界中,對未來做出預測是有一定風險的。生存機器的每一決定都是在賭博,基因有責任事先為大腦做好程式,以便大腦做出的決定多半能取得積極的成果。只有那些最具有競爭力的基因才得以一代代向下傳播,其它的基因則被淘汰。

在這個龐大的競爭體系中,除掉對手未必是好事,其它的對手可能會獲得更大益處。這種穩定狀態是各個生物群落長時間生存競爭達成的妥協的結果,是誠實策略好、是欺詐策略好還是對誠實者誠實對欺詐者欺詐的“斤斤計較”策略好,都要經過生物雙方漫長的基因突變的較量,所以每一次基因突變都是對長期穩定狀態的挑戰,在經過若干年的軍備競賽之後生物界又會迎來一個新的平衡。那些在歷史上出現的善良或者邪惡的人類部族,最終都會被淘汰,只有那些恩威並重(斤斤計較)的人類部族能長期存在。所以某些史書記載的邪惡的獵頭族如何駭人,還有那些以欺詐手段生存的生物,例如杜鵑總是把蛋產在畫眉、葦鶯的巢裡,讓它們代為孵蛋,可以推測那只是還處於歷史程序中短暫的生存“突變”過程,而最終會被恩威並重(斤斤計較)的種族(生物)所取代。

基因的生存之戰不僅存在於不同生物種類之間,也存在於自己的代際和性別之間。代際競爭就是子女與父母之間、子女之間的相互競爭。儘管同為相近的基因,但存在著犧牲自己成全別人,也存在犧牲別人成全自己不同的選擇。例如某些朝代廢長立幼情況,很多時候都會發生慘烈的奪嫡之戰。儘管有些時候會有犧牲自己成全別人的利他行為,那也是出於遺傳基因所產生的性格所決定的行為:基因仍然有著某種自私的目的。而兩性之間的競爭更為有趣。生命之始,某些配子向著誠實且富含營養的方向發展,它成為卵子;而有些狡猾配子則僅僅帶著生殖資訊卻將其分配成若干份,它成為精子。隨後的發展是生物體分裂為兩大部分:帶有XX染色體的卵子成為雌性個體的一部分,帶有XY染色體的精子成為雄性個體的一部分。在兩性戰爭中最終達成妥協的結果是精子和卵子的結合繁衍出下一代。卵子比精子更富營養,這意味著雌性為了繁育後代勢必要付出更多的體力和精力,所以在選擇配偶時會更加慎重和矜持。並且為了基因的優良,雌性會選擇最優秀的雄性做配偶;雄性會為此奮力與其它的雄性搏鬥以贏得交配的地位。

在漫長的生物演化過程中,生物與生物之間的關係逐漸變得複雜。出現了兩種或兩種以上生物在一起生活的現象,這種現象統稱為共生。在共生現象中,根據兩種生物之間的利害關係,又可粗略分為共棲、互利共生、寄生等。比如小丑魚居住在海葵的觸手之間,這些魚可以使海葵免於被其他魚類食用,而海葵有刺細胞的觸手,可使小丑魚免於被掠食,而小丑魚本身則會分泌一種黏液在身體表面,保護自己不被海葵傷害。

如果這個寄生生物可以幫助宿主的生存和繁衍,它將不再是一個寄生蟲,它會和宿主合作,最終融入宿主組織,成為宿主身體的一部分,完全無法辨認其原為寄生蟲。大部分共生生物並不知道自己正在幫助另一種生物,它們只是選擇了對自身最有利的生存方式,這是物種自然選擇的本能行為。人類其實也是共生生物。沒有共生現象,地球上可能就不會存在生命。也許正是共生關係推動了多細胞生物的進化。有的科學家認為整個地球就是個巨大的共生有機體。

基因對生物的控制不僅僅作用在生存機器上,甚至可以作用到生存機器的生存環境中。例如蜘蛛吐絲、海螺造殼。有一種螞蟻甚至可以輕易透過重兵把守的其它螞蟻的蟻穴,找到蟻后,慢慢砍下受害者的頭,然後讓兇手收養了已成孤兒的工蟻們,而後者依然毫不知情的照料敵人的卵和幼蟲。更有一種螞蟻透過分泌一種神經素控制其它螞蟻為自己幹所有事情,甚至充當殺手殺掉自己的蟻后。

“天之道,損有餘而補不足。人之道,損不足以奉有餘”,只有人類突破了這個生物界的限制。

人類已經突破了生物只能單純地依靠基因突變適應環境的境況,人類可以運用智慧為自己製造工具:眼鏡、望遠鏡和顯微鏡是視覺能力的延伸;助聽器、電話、耳機是聽覺能力的延伸;汽車、火車和飛機是腿部能力的延伸。人類可以透過手術切除身體組織多餘的部分,可以透過藥物解除病毒的威脅,可以透過人造氣味和畫面欺騙大腦。

人類作為一種高階生物,有著其它生物的一切特點,但還有一種其它生物不具備的特點,那就是“文化”。文化也是一種“基因”,它同樣具備複製和變異能力。文化的傳播和遺傳相類似,即它能導致某種形式的進化,儘管從根本上來說,文化的傳播是有節制的。孔子如果能來到現在,或者現代人去到春秋時代,他們之間很難很順暢的交流,他們之間有著約四十代人存續。每一代人都能和上下兩代流暢的交流,如父子之間的交流或祖孫之間的交流,但是超過四代以上交流起來就越來越難。語言是透過非遺傳途徑“進化”的,而且其速率比遺傳進化快幾個數量級,尤其現在,超過十年就會出現代溝的現象。

文化傳播其實並非人類所獨有,有些鳥類也有類似的情況(如果可以叫做文化的話)。紐西蘭附近的鳥語上生存著一種黑背鷗,它們會唱大約9首“歌曲”,而這些歌曲都是由非遺傳途徑獲得的,即後天學習。它們還可以“創作”新歌,科學家稱之為“文化突變”。

我們現代人沒有比古人更聰明,人類至今獲得的偉大成就並非是我們這幾代人創造的,而是累積了幾千年來全體人類的聰明才智而成的,這就是我們的文化。文化經由一代代的聖人、哲人、教育家、文學家、詩人、各方面的能工巧匠等不斷地往下傳播,包括文學、歷史、時裝、飲食(習慣)、儀式和風俗、藝術和建築、工程與技術等,所有這一切在歷史的長河裡不斷地在進化、在突變、在碰撞,從而形成我們現在看到的世界的樣子,而且現在仍在不斷的變化中,其方式看起來好像高速度的遺傳進化。不過和遺傳進化一樣,這種進化可能是漸進性的。現在科學比古代科學更進步,這是事實,隨著時間流逝我們對宇宙的認識不斷深入,但實際上近代科學的直接源頭只能追溯到文藝復興時期,在此之前是矇昧停滯的漫長時期。人類雖然以為自己可以掌控自己的身體和人生,但實際上依然是遺傳基因在起作用。經常有人說,如果人生重新來過,一定不會再這樣過如何如何,但實際上即使再給你一次機會,你仍然會做出之前的選擇。

如果說生命的特徵是複製和突變,那麼有沒有可能生命是以別的元素為基礎的?地球生物是以碳基為基礎,在劉慈欣小說的構想中出現過矽基生物;還有肌肉和骨骼由金屬構成,以食用放射性巖塊生存的金屬生物。又或者有其它形式的生物,比如電腦病毒,它就可以自發的複製和變異。

基因的發現不過一百多年,但卻開啟了一個嶄新的時代,它被發現的偉大之處在於我們的身體內部的生長機制原來都是由基因這種密碼程式所控制,並且,人類可以透過改組這些密碼讓人類自身向著有利的方向發展。

人類不僅將基因技術運用到了植物上,也在某些動物方面開始小範圍嘗試。(但是轉基因食品面臨著時間的考驗,關於動物的克隆和基因技術也面臨著倫理上的問題。)另外現在富人們花上一筆重金已經可以為自己繪製一幅個人的基因圖譜了,透過基因圖譜瞭解到自己身體裡的某些缺陷,以便儘早規避和預防,從而過上長壽而有質量的生活。

5
最新評論
  • mRNA疫苗可誘導對SARS-CoV-2及其多種擔憂的變體的持久免疫記憶
  • 抗乙肝新藥HH-003:全新靶點,全新機制,耐受性良好