作者按: 生物進化的歷史就是個體獨立進化與群體合作的歷史迴圈,成功合作的個體,具備了合作方的多種功能,因而形成更復雜的適應性。人類是這個合作模式的頂峰。我們經歷了各自獨立的分散發展,數千年前開始聚整合部落和城邦。今天某些大型經濟體是這種合作模式的高階產物。
這個過程的起點很早,至少在21億年前,原核菌分化出體型巨大的吞噬細菌。吞噬作用基於早期觸覺,即壓力感知,鄰近的固體吸附於細胞膜時,膜在胞飲作用下內陷,使鄰居被包裹進體內溶解,作為能量來源。雖然沒有腿,單細胞生物透過指數級快速分裂而繁殖下一代,其群落不知不覺覆蓋更大的區域,吞噬更多獵物,相互間也形成資源爭奪。
1 挑戰與協作吞噬者與被吞噬者在漫長進化中的博弈異常激烈,時間的長河中留下了這種爭鬥的眾多痕跡 - 基因隨機漂變後的倖存者。細胞間會互相吞噬消化後存留的線粒體留在寄主細胞中,反而能使寄主細胞更高效地獲得能量,線粒體也能直接利用寄主細胞的有機物。最終某些被吞噬者異化為專業寄生者,能長期存活於寄主,甚至在其體內繁殖,直到寄主死亡破裂,再進入下一輪迴圈。
隨機出現新特徵是自然的常規現象,但倖存於自然選擇的因果關係中卻是萬里挑一。但時光荏苒,當這種稀缺性逐年累加起來,造就了物種的多樣性。地球上現存的4000多萬種生物,恰好是隨機性,這一自然界單一的通用理論法則,經歷了數十億年漫長等待的產物,而很難解釋為某個慈祥或神聖角色的偉大創造。看看我們神奇的星球,季節性洪水沖刷出來壯觀的雅魯藏布江峽谷,遮天蔽日且綿延數百萬平方公里的亞馬遜叢林,乾溼交替氣候驅趕動物們不斷遷徙的坦尚尼亞荒原,生物在環境的壓力下演化,多樣性產生的倖存者成為主導物種。
在競爭者的隨機迭代中,生物面臨無止境的新挑戰,倖存者都是進化迴圈的最新一代。地球及其生物圈的滄桑鉅變,只是這些統一法則的不同表現形式,時間才是隨機性這個統一法生效的唯一原因。
在大量的隨機突變嘗試後,某種耗氧菌被厭氧菌所吞噬,但有幸共存下來。厭氧菌光合作用的時候,製造了有機物,滋養了其吞噬者。氧氣本是光合作用的副產品,但促使吞噬者內有機質分解獲得能量。宿主也吞噬了分解這些有機質的類線粒體,正好利用氧氣氧化有機質釋放能量。某些吞噬者同時吞噬了產生能量和消耗能量的完整生物群落,形成供給平衡的生態鏈,例如從外界吸收陽光,礦物質和水,轉化為有機質,氧化有機質提供能量。與不同功能的吞噬者共生,吞噬者的生命週期中形成長期寄生體。這樣,吞噬者體內,形成了製造有機質、氧氣,氧化有機質、提供能量,一個完整的太陽能存貯、利用的迴圈。完整的生態圈,是競爭者們變成合作夥伴的結果。
這種偶然的吞噬與合作一直在發生,直到某一個時刻合作者們基因融合。也許是兩個吞噬細菌的融合,且其環狀DNA融合成絲狀雙鏈DNA,這個巨大突變可能改變了寄生者們和被寄生者調節分裂週期的基因片段。最終各種寄生者們與宿主的基因複製週期開始同步。以出芽方式繁殖的宿主,顯然無法複製這個生態圈。而細胞分裂,即使形成相同DNA,其內容物數量也未必相同,因而影響整個鏈條的迴圈。這類錯誤嘗試在自然界出現了無數次,直到某一天,寄生體分裂後,處於寄主兩端,使正在分裂的吞噬細菌包膜完美覆蓋同等數目的體內寄生體,包膜也恰好能完成均勻包囊。當下一代宿主和寄生者的基因複製週期完全同步後,從而共同繁育出下一代,真核生物就形成了。
真核生物基因組DNA與蛋白質結合成染色體,被核膜保護起來形成環境更穩定的細胞核。除了生殖配子外,基因組是雙份的,具備同源的兩份基因組。個別鹼基丟失,重複複製,可能在一份基因組中形成變異或者重複序列,甚至可以產生百萬次重複複製。但由於雙份基因組的原因,其生物性狀並未因此受到單組基因變化的太大影響,反而,這些序列和其它無效片段一樣,成為內含子。相當於生物序章中華麗的分割線或者書籤,不影響有效基因組的複製傳承,使很多章節得以可以獨立成書,作為獨立的複製起點,因而保持了生物形狀的穩定遺傳。在最後進化出來的哺乳動物中,存在更多的非編碼序列,高度重複序列,內含子,間隔DNA等。這些順序中,很小一部份呈現出調節功能,絕大部都沒有顯性功用。在這些DNA序列中雖然積累了大量缺失,重複或其他突變,但對生物並沒有什麼影響,似乎其功能只是自身複製,所以人們稱這類DNA為自私DNA或寄生DNA。
自私的DNA也許有重要的功能,比如,重複序列的存在進化史上可能具有意義。如果環境變遷導致某個重複序列丟失若干,總有其餘序列可以表達性狀。而重複序列,內含子,間隔DNA增加了基因數量。兩性生殖一樣,這些看起來無用的位元組,增大了遺傳變異總量,使演化得以加速。
2 性 - 厭惡、連線、分享從基因自我複製開始以後,同源複製體之間就成為競爭者,只是因為其消耗環境資源相似性。同一班級的孩子們,競爭也更激烈,因為尖子生始終只能是少數幾個人。這和今天各國相互敵視的情況多麼相像,每個國家都試圖比鄰國更偉大,作為佔有更多土地資源的理由。相互敵視的國家,往往具備更多相似性。今天的地球上,和美國相似人口、國土、經濟規模的國家就只有中國,因此中美兩國也面臨類似傾向。可惜地球太小,兩國無法避開彼此,全球的資源、市場、技術已經連線在一起。
從物生物誕生開始,同類就成為自然界敵對環境的一部分,是生物們重點躲避的因素。這導致了生物種類大爆炸,各自獨立地走向不同的變異路徑。直到兩性生物的出現,物種爆發得以喘息一下,因為兩性生殖使優良性狀的基因在群落中穿梭。經過數十代交配,良好的環境適應能力被交換到更多後代,因而在種群中分佈越來越廣,而不具備環境適應的基因被逐代清除。
兩性生殖使自己的某些基因穿越個體,進入整個種群,以指數級在種群中擴散。考慮到早期人類的部落規模低於150人,如果每代人生育2個孩子,則第二代就擴散到4人,三四代人以後,整個群落也許就遍佈了這種基因。基因資訊透過有性生殖被複制、傳播到別人的孩子基因中去了。當然,實際情況比這個複雜,因為表親通婚的存在,我們的基因擴散速度要打很大折扣。
哺乳動物繁殖率比爬行動物低很多,為了保持後代成功率,多數哺乳動物會排斥近親繁殖,成年孩子被立即驅離家庭。杜絕近親繁殖後,優勢基因的擴散速度極大提升,推動了哺乳動物的廣泛適應性,使之迅速走上食物鏈頂端。生殖隔離不僅僅減少了原有基因庫的干擾,永久性丟失了無效用基因,同時也強化了新基因庫裡的獨特性狀,並且往往形成正向迴圈,使新物種與原親戚的分化加速。比如,沒有了攀爬能力,我們開始強化無與倫比的長跑能力。因此而解放了上肢,獲得了靈活的雙手。烈日下奔跑,使我們變成了大汗淋漓的裸猿。
人類和大猩猩的染色體數量就不同,僅僅由於人類最早祖先2對染色體在數百萬年前由於某種突變聚合為一對,因而與大猩猩產生生殖隔離,因此即使人類和猩猩棲息地重疊,但兩個物種日漸遠離,數百萬年的獨立繁盛,使兩個物種出現巨大差異。
就人類而言,近親婚配是禁忌,但最近數千年來,人類建立了種族歧視和等級制度,形成了人為的婚配隔離,因此阻滯了基因擴散的速度。從進化的角度看,個體之間的連線日趨緊密,最終會跨越族群。因此,人類殘存的等級制度可能只是階段性產物,最終會消失於廣泛連線的自然趨勢中。
這種人和人的連線,不侷限於當代,也是歷史和未來的連線。聖誕前夜,大街上熙熙攘攘的人群中,也許某些人會成為自己未來後代的祖先。只要你看得足夠遠,也許就可以看到一個離奇的景象: 這些人的基因和我們的基因在某一代祖先交匯,而且在未來某一天,他們的基因也會和我們再次交匯於我們的後代。長遠來看,對於今天健在且有健康後代的人而言,在基因層面,我們的過去與未來早已連線在一起。我們基因本來就源於共同歷史,我甚至與地球上每個生物都共享過的基因來源。只要沒有永久性生殖隔離,未來總有一天,我們的基因片段也會再次在晚輩們的婚配中交匯。
當然,兩性繁殖也使生物圈形成了新的生物大爆發,那就是聚整合不同種類的生物群落。因為以群落方式聚居,得以相互交配生殖。大江大河往往使同種群生物形成生殖隔離。為了繁殖,作為基因載體的生物個體之間形成了溫情脈脈的連線,因此基因資訊不再是孤島。每一個存活的基因之間,其實早已相連,也許正因為如此,生物從此害怕孤獨。
加拿大Aurora Nedelcu對藻類的研究表明,當環境溫度太高或者缺少必要的氮時,單倍體藻類彼此融合,形成含有兩組染色體的細胞。有性繁殖的直接好處是它們可以形成有抵抗力的二倍體孢子,可以在惡劣環境中存活,直到環境好轉再發育成熟。在孢子因環境惡劣長期休眠時,如果染色體被氧化而損傷嚴重,就很難精確修復。在這種情況下,雙份染色體就能提供修復模板,一邊環境改善後繼續發育。這基本上就是二倍體在環境適應性更大的動物中成為主流的原因。
環境趨於穩定時,藻類又透過減數分裂恢復到單倍體狀態。但是減數分裂的過程也為染色體提供了嶄新的進化機會,這種進化的作用超過了提供遺傳多樣性的作用。來自每一個單倍體親本的染色體排列在一起,並且還有可能相互交換DNA片段。這一現象被稱為基因重組。此過程大大增加了遺傳多樣性,同時還能夠複製其他單倍體的遺傳資訊以修復自身染色體可能遭受的損傷。有性生殖是幫助生物體度過艱難時期,同時圍繞有性生殖,生物演化出額外的激勵機制。研究人員甚至發現,自我受精的草履蟲比沒有自我受精的更加能在壓力環境下存活,經過性交的雌性果蠅要比未經過性交的活得更長,交配後的雌性有更強的生存能力和免疫反應,這顯然提高了雌性懷孕期間的存活率。
既要增加遺傳多樣性,又要保持基因穩定以維持已獲得適應性,保持生殖連線,基因開始朝這兩個方向打補丁。這個迴圈是無止境的,生物DNA基因組數量開始增多,比如人體單倍體基因組有300萬個基因。穩定的雙鏈基因結構,雙重矯正的染色體,使其後代保留了更加穩定的遺傳特徵。穩定性和適應性的同步提高,使生物不斷走出搖籃,探索更大的世界。
3 從自然選擇到性選擇兩性生殖可被視作基因雙鏈化的持續升級,性狀穩定性和多樣性都得以加強,但生物必須保持有效連線,因此形成了難以割捨的同類連線。生物透過交換基因增加了有效基因的傳播速率和廣度。另一方面,某些生物透過兩性相互的“性選擇”,強化了某些優勢特徵,使自然變得多姿多彩。性選擇加速了生物進化,比如人類在兩性的相互選擇中,進化出性別差異較大的面孔,高低不同的嗓音,甚至不同的社會價值傾向,這些都是一代代男人女人在相互選擇的結果。
性選擇也使植物被動中進行著性選擇。比如,鮮花爭奇鬥豔就是性選擇的結果,能夠吸引蜜蜂蝴蝶的花朵,必然具備更好的視覺識別特徵。節肢動物的眼睛與花朵處於長期同步進化中,當蜜蜂的眼睛趨向於識別太陽的紫外線時,花朵也進化出相應的識別特徵。因此花朵得以向紅黃紫色進化。9歲的女兒曾經問我,為什麼花很漂亮,而樹葉都是綠色?表面上,綠色花朵依然可以透過花粉飄散授粉,而且還具備光合作用,使其更加健壯。然而更多的色彩顯然能夠在更短的花期,抑或無風的灌木叢獲得更好的授粉。
花朵一直在演化,植物間競爭的是昆蟲的注意力。同種花朵既有相互競爭,也有相互合作,因為只有同類的花粉才能使之受孕。因此同類花朵花期逐漸同步。透過性選擇,生物加速了自然淘汰的作用,使符合備選條件的基因得以存活。因此,性選擇並未增加倖存者數量,只是對特定性狀進行減數篩選,純化並銳化了特定的性狀,反而減少了種群數量,把生存空間留給幸運者。
4 多樣性傾向進化法則顯示,同種細菌中,往往發育不好的個體會主動凋敝死亡,因而給鄰近同類留下生存空間。所以,生物遵循厭惡同類的法則,因而可以有效避免同類惡性競爭,使同種群中最具競爭力的個體能夠更好繁殖起來。同時,並且因空間的分離,導致而環境的分化,因而生物得以在不同環境壓力下分化成不同物種。時間足以使獨立發展到空間終於被全覆蓋,不同菌落不得不擠上同一個舞臺,最終菌落在激烈的資源爭奪和快速裂殖中形成共生關係,互為給養,共存共榮,形成和諧的生態群落。
類似草履蟲之類簡單生物的確能實現某種程度的永生,其身體及細胞核一分為二,變成兩隻草履蟲,因此至少其基因在某種程度上並未死去。兩隻草履蟲甚至可以接合在一起,交換基因後,再分開,分別裂殖成兩隻。再複雜點的生物中,也有類似情況。真渦蟲是人類較近的遠親,為扁形蟲的一種。它們可以從腰部裂開,並且各自長出缺乏的肢體。頭部那一段長出缺失的尾部和一般身體,反之尾部那一段長出缺失的頭部及一般身體。某些型別的蚯蚓也具備這樣的裂殖方式,它們的身體看起來永遠存活,至少一部分是這樣的。
大多數複雜生物都是有性生殖的,其生命週期卻大不相同。對於有性生殖的生物來說,負責生殖遺傳的細胞和身體細胞截然不同。生殖細胞可以象草履蟲一樣不斷裂殖,生成更多生殖細胞。而交配後的生殖細胞可以發育成身體細胞,功能、形態都分化後的身體細胞。很多複雜生物繁殖以後後,身體總會迅速消亡,從低等節肢動物螳螂、蜘蛛,到複雜的脊椎動物三文魚、鰻魚等等。因此,身體僅僅是皮囊,孵化生殖細胞直到成熟後成功交配。當皮囊死去,生殖細胞依然存活。在自然狀態下,身體細胞無法逆向發育為生殖細胞,當然用現代技術手段也可以提取其DNA,植入生殖細胞。複雜生物的身體由眾多組織細胞組成,其分化時間、分化路徑、堆疊結構各自不同。生殖細胞不僅準備了基礎的基因庫,用以製造所有蛋白質,還必須準備整個發育過程的標準工序表單。這個清單精心安排不同細胞登場、生長、謝幕的時間。
對複雜生物而言,長壽對個體是沒有效用的,而且對種群可能是災難性的。進化只有篩選這一種策略,作為生殖細胞孵化器的生物身體,其壽命有限性成為自然進化的精心安排,這樣使進化擁有更多原料進行篩選。只要不同的孵化器不斷出現,篩選就得以持續,進化機會就會存在。生物在繁殖後及時死亡,才能使新生代得以獲得充足生存空間。
繁殖中產生的少許編碼差錯,以及兩性生殖中基因混合,使兩代之間具備了足夠不同。這些不同隨著時間推移,會累進成巨大的代際差異,正是代際差異在系統競爭中製造出無序性。但恰是微量無序性的累積,使種群適應能力擴大了。我們每個人雖然時日無多,終會逝去,這個世界才能因我們離去而生生不息。
變異可以基於基因變異,也可基於染色體數量。基因變異可能由於重複轉錄、漂變、丟失等綜合因素。染色體變異包括染色體結構的變異和染色體數量的變異。另外,基因交換重組的過程中,錯誤機率增加,特別是重複複製,基因丟失,因此增加了後代基因多樣性。這一切,賦予了真核生物多樣性程度,使其在進化的篩選中,演化出無與倫比的適應性,真核生物從冰雪覆蓋的極地沙漠,征服了整個地球。
數十億年來,生物從數百個基因發展到數萬個基因,記錄了組織分化、生長、發育所需的蛋白質、糖等的基礎資訊,可以看作製造生物的SOP。大多數真核生物的基因為不連續基因,基因的編碼序列在DNA分子上是不連續的,被非編碼序列、調控區、前導區隔開。但是,並非基因越多的生物越複雜,或者具備更高智慧。人類約30億個鹼基對,衣笠草鹼基對是人類50倍。人類有2.7萬多基因,線蟲也有2萬個基因,章魚有大約30000多,水稻居然是人類的2倍。至少從數量看來,人類與生俱來的優越感真不多,也不具備更多的祖傳秘笈,從而一生下來就如章魚一樣投入到自然戰場中。我們生而懦弱,沒有人能生而自生自滅。但進化給我們的補償更多,每個人都獲得了超強的學習能力。
對一個物種的種群來說,個體基因的總和卻可以在傳宗接代過程中維持相對穩定。因此,環境壓力實質上並非針對個體,而是整個種群,本質上自然選擇的物件是種群基因庫。對兩性生殖的物種而言,個體的基因來自種群基因庫的隨機或者性選擇形成的組合,個體死亡後減少了基因庫某些特選基因,但其後代把基因歸還給基因庫,因此增加了基因庫的多樣性。早期的生物中,不能產生後代的生物個體,在進化上就沒有意義。但社會性動物中,也有其重要意義。有些個體的存在,提高了其它同類的生存機率,而對整個種群基因庫的延續也有很大幫助。比如,數百萬只的螞蟻中,真正能夠繁育後代的只有蟻后,但是恰恰因為那些工蟻、兵蟻的工作,才使蟻穴得以維持運轉,眾多蟻穴形成的螞蟻基因庫得以源遠流長。
基因突變是普遍存在的。根據突變發生的條件可分為自然突變和誘發突變兩類。不管在什麼樣的條件下發生突變,都是隨機的,沒有方向性。另外,多個基因組形成的染色體在常有變異。染色體加倍或者融合是常見變化,特別是染色體整倍數的變化沒有破壞原有遺傳物質的平衡,能夠加強生物體的某些生命活動,對生物的進化,特別是某些新物種的形成有一定的意義。染色體融合則很容易形成染色體奇偶數變化,因而造成生殖隔離,促進獨立物種的誕生。
這裡不得不提一下,病毒之類基因載體對生物基因變異的主導作用。肝病、艾滋病這樣的RNA病毒,侵入人體以後逆轉錄生成DNA,插入人類基因的片段中,才可以正常複製病毒。這些插入病毒片段,有可能改變人類組織原有的功能,如果該生物被入侵併存活,那麼病毒基因就順利嵌入存活下來。一旦生殖細胞被入侵,就會將變異遺傳給後代。
一次次的病毒入侵,不斷給生物帶來了新基因片段,也算是推動多樣性的外部力量吧。有性生殖中,精子進入卵子需要鑰匙,幫助穿透卵細胞膜的蛋白質,且精子的鑰匙與病毒的鑰匙相似度極高。有研究聲稱,人體8%的基因組來自病毒,被稱為人類內源性逆轉錄病毒的DNA版本。嵌入的某些病毒指令序列在進化的歷程中,陸陸續續給宿主基因庫添加了新的突變特徵,人類如今的模樣,大部分來源於這類突變。有趣的是,這些DNA程式碼一旦被啟用,相當於復活了一種古老的病毒。
逆轉錄病毒的研究使我們思考,是否可以透過微型飛船,把多樣性的基因程式碼撒播到更遙遠的星球,去感染及改造當地生物,從而將其塑造成我們需要的物種。至少從理論上不排除這種可能性,或也許我們本來就是太空環境改造實驗的副產品,畢竟宇宙歷史夠長,我們應該不是最早走向認知革命的生物。持續對各類病毒的研究,在未來某一天,我們不僅可以有效追逐的傳染病,也能追蹤到我們的起源。
5 融入群體因此,生物群落的規則就是,獨立發展而分化,衝突,融合,分化獨立發展的四步迴圈。直到1億年後,某個體積大百倍的巨噬菌吞噬了一個互補的生態群落,在其原生質膜內形成了一個互通有無的小社會,真核生物由此走上舞臺。同時,微生物也進行呼吸,作為光合作用的反相運動,是生物得以分解從外界獲取的光合作用有機質。
真核生物開始在其細胞內消耗氧氣,釋放二氧化碳。基因證據表明,最早的真核生物於18億年前進化出來,他們開始從地球大氣中吸收高濃度氧氣,因此地球開始由於二氧化碳增加而變逐漸暖化。後期演化出來的某些真核生物,具有反向的能量代謝形式,成了地球大氣的氧平衡,透過氧氣、二氧化碳的再平衡過程,地球溫度也開始穩定下來。其中,最重要的大概是能進行光合作用的藍藻,光合作用使光能被細胞抓獲,並儲存為化學能。這個過程使生物能被聚集起來,超越過去非氧氣分解化合物的生產率。高二氧化碳的大氣使藍藻迅速繁榮起來,順帶製造了萬億噸氧氣,使依賴氧氣的複雜生物登上歷史舞臺,改變了地球生命的進化歷程。
進化不只是競爭,也不只是物種不斷分化,正如我們所看到的那樣,這中間還有錯位生存、合作、共生,甚至跨物種融合。原核生物的融合共生,形成了早期真核生物。這就意味著,真核生物域並非是透過不斷分化實現進化的,而是透過古細菌與真細菌的融合,也就是說生命古樹的兩個枝丫再度匯合。生命之數始終搖擺於分化和融合之中,分化提供了多樣性,融合則使多樣性被固化於更大群落。後世的多細胞生物亦如此,不同結構的細胞組成同一個生物,各自的性狀在協作中發揚光大,形成優勢分工、劣勢互補。再往後,個體聚合為社會,哺乳動物們開始分工,團隊狩獵出現了。獵人們聚整合城市,成百上千的職業湧現出來,我們將自然萬物納入自己的視線,也試著與之互動,一個更為宏大的生態群落正在形成。
當然,生物在順境時,往往是彼此獨立,專注於自我發展的。一旦環境惡化,則需要彼此妥協,相互合作。黏菌細胞本是獨立生活的,但在食物出現短缺時,數以千計的細胞會團成一個更大的團體。團塊四處漂浮,共同尋找食物,因其組織成分一樣,因此也方便互為食物。哪怕少數黏菌渡過艱難時刻,總比團滅好一些。這個大型細胞團移動更快速,在找到合適的光源,熱源前,總有少量倖存者,這是微小的單細胞無法做到的。
多細胞聚合的生命結構形成了專業分工,從而加強了整體環境感知、反饋能力。大型生物也遵循同樣路徑問世,這極大程度上顛覆了整個地球的外貌,地表、水體的風貌均被徹底改變。
正如此前微生物所做的那樣,它們迅速佔據了所有大陸,重塑地表。多細胞苔蘚、綠藻、地衣、真菌,把岩石粉碎成土壤,其後大型植物誕生了,蛛網般的根系,加速了岩石風化,土壤層迅速增厚。曾經火星般的山脈,海綿般的溼潤盆地,崎嶇的海岸線,在最近5億年間,迅速變成了鬱鬱蔥蔥的森林和草原。
4.2億年前,冷杉一般高大的巨型真菌還在地表野蠻生長,如方尖碑般聳立在原野。那時植物還處於嬰兒期,僅僅數釐米到幾十釐米。伴隨越來越多的綠色植物把氧不斷輸送到空氣中,整個大氣層都被改造了。大約從4億年前開始,地球已開始適應高氧(氧氣佔到整個大氣的15%以上,而非此前低於5%的標準)、低二氧化碳(現在是百萬分之幾百的樣子,而不是此前的百萬分之幾千)的新的大氣構成。只用了5000萬年,繁盛的植物從根本上改變了地表氣候,也使巨型真菌被其它植物所替代。
6 持續的極端考驗依賴基因多樣性和群體的專業分工,生物更具環境適應性。有機生物的30多億年曆史中,地球屢屢經歷巨大的災變。地質證據表明,全球氣候突變是地球上五次滅絕級災難的直接來源,超級火山、大型天體撞擊、太陽耀斑等都有可能引發這類氣候突變。但是,某種生物的誕生,也很有可能是氣候變化的原因。比如,藍藻誕生,自養生物開始征服世界,意味著氧氣取代了二氧化碳,因而大氣中溫室氣體急劇減少,導致溫度突降。其後,軟體動物的出現,特別是甲殼類動物,大量二氧化碳被轉化為碳酸鈣固化下來,沉入海底,堆積成為岩石。這進一步改變了大氣二氧化碳含量,降低了氣溫。地球大氣從那時其具備了今天的藍色,同時,今天的生物並未進化出對藍光的適應性。很多突發災難遠超生物緩慢積累的適應性,因此往往使大多數生物滅絕。
因為地球自轉的離心力,富含鋁矽鈣碳的輕質陸核從地核聚變產生的岩漿中上升到地表,古大陸地臺出現。從20億年前開始,大陸相對早期地球穩定下來。11億年前羅地亞超大陸成型,之後分裂為岡瓦納和勞倫西亞大陸,大陸歷經聚聚散散,直到4億年前,形成唯一的超級大陸 - 盤古大陸。
同樣基於離心力,輕質岩漿沿著太平洋、大西洋兩個裂隙,即中洋脊裂口再次湧出,被海水冷卻後形成兩大洋地殼。不斷噴湧而成的海底底殼使盤古大陸破裂,在1.6億年前開始分裂為數塊,並四處漂移。其後南亞大陸碰撞歐亞大陸,非洲大陸和美洲大陸裂開,擠壓美洲板塊東移碰撞太平洋板塊,因而形成從北非、阿爾卑斯、興都庫什、喜馬拉雅到印尼的東西向巨大山脈,同時沿著太平洋,形成了安第斯,洛基山、一直到東亞沿海的環狀山系。這些地理上的緩慢鉅變,使地區性氣候一直處於緩慢但極端的變化中。南極洲的冰層下,曾經是繁茂的生物樂園,而撒哈拉沙漠在數萬年前也是廣闊的草原。
除了大陸漂移外,突發災變也屢屢出現。最著名的就是4.4億年、3.65億、2.5億年、2億年、6500萬年前一共發生過5次毀滅性的生物滅絕,期間徹底滅絕了85%以上物種,依次影響到珊瑚、腕足動物、魚類、爬行動物、恐龍等,當然也騰出了生存空間,使某些物種得以生存。在大滅絕的間隙,各種災變也次第發生。
由於地磁、太陽風暴等因素,地球經歷了6億年、3億年、1600萬年前的三次大冰期,主冰期長達數千萬年。第一次大冰期結束後地球氣候迅速暖化,啟動了生命第一次進化高潮 – 寒武紀生物大爆發。我們的祖先,貌似蚯蚓的脊索動物皮卡蟲,就出現在彼時溫暖的海岸泥沼。3-6億年前的間冰期,各種生物伴隨氣候溫暖-寒冷不斷繁盛滅絕,直到陸生爬行動物登上歷史舞臺,恐龍是那個時代的傑作。而1600萬年前的大冰期結束,也許造就了猩猩和人類共同的祖先,使其與猴群分離,從剛果盆地的巨大喬木林走出來,進入相對涼爽、灌木密集的高山荒野。
中高維度地區冷暖乾溼交替出現的。生物群落也隨之北移南遷。當高緯地區處於冰期時,中緯度雨量豐富,內陸湖水上漲,冰期時,歐亞大陸湖水域比現代大4~5倍。在美洲的大裂谷地區,中國的塔里木盆地,柴達木盆地,都可以看到大冰川消融後,巨大洪水沖刷出來的獨特地表。最近一百萬年中地球以寒冷氣候為主,即第四紀大冰期時期。北極地區的冰蓋向中緯度地區大幅度擴張,某些地方冰蓋的厚度達2千米。
即使最近10萬年,人類也經歷了多次小冰期。1萬多年前新仙女木事件後,最後一次間冰川消退,才迎來了略微穩定的現代氣候格局。再加上間或發生的火山,隕石撞擊等偶然事件,生物生長的環境從來就不是奶和蜜的伊甸園,而是變幻莫測的戰場。更何況,物種的多樣性使我們認識到,生物演化往往是單行道,只能活在當下,而且無法展望未來。基因的變化使生物難以回到過去非常適應的環境,因為其適應性早已隨著基因被永遠地改變了。
當然,某些宗教固執地認為,人類是分水嶺,我們有幸成為第一種展望未來,甚至能夠設計自己未來的物種。對此,我保持審慎樂觀,因為迄今為止,我們還沒有信心戰勝上述自然鉅變,但卻擁有足夠的自我毀滅力量。更有意思的是,不同宗教、不同世界觀的人們,居然基於同樣理由 - 以和平、獨立、自由為名,都希望自己擁有這些毀滅力量。
7 選擇與偏好由此看來,環境對生物基因的選擇壓力普遍存在,變異性篩選是生物存續的唯一法寶。無論生物的自然突變還是誘發突變,都是隨機的,沒有方向性的,但是環境篩選卻有明確方向。隨著生物神經系統越來越發達,生物自身的性選擇、社會選擇也逐漸成為篩選變異基因的方向之一。
造成性選擇、社會選擇的原因多種多樣,但是一旦開始了選擇,迴圈進化被反覆強化,往往使物種走向進化單行道,直到環境突變而滅絕。比如孔雀選擇了笨重而美麗的羽毛,結果人類獵手需要裝飾其羽冠,在東亞被迅速獵殺一空。猛獁象為了對抗嚴寒及掠食者,選擇了巨大而笨重的體型,猛然間用工具進行群體狩獵的智人又出現了,很快也被滅絕一空。無論性選擇還是社會選擇,初始動機具備深刻的生物效用機制。比如溫帶、寒帶各民族自古以來偏好膚色更淺的女人。嚴格來說,長期居住在每一個氣候帶的民族,都具備適度膚色應對鈣吸收和葉酸合成的平衡。由於葉酸受陽光負面影響,鈣卻是正面影響,同時飲食習慣也影響鈣和葉酸生成,所以膚色白、抑或黑未必就利於胎兒。但是,持續幾千年來,高緯度地區人群對熱帶地區的反覆入侵,使我們形成了強大的膚色偏好傾向。
8 從來相連人類和原核生物共享彼此最初的基礎結構,因此人類社會在某些方面具備同樣演化特徵。發現新大陸為歐洲列強提供了科技革命後的發展空間,因而各自為政,只有小規模衝突,避免了徹底火併。直到新殖民地瓜分完畢,終於在老殖民地爭奪中相遇,因而開始兩次世界大戰。經過全面毀滅的火併後,各國以產業分化,開啟各自獨立發展,避免了地理空間的衝突。這種分化不僅給予各自發展空間,也使全球互補的協作機制成為可能。
然而發源於2019年底的冠狀病毒大流行,確使各國發現這種全球分工的問題:國家應急安全。在疫情初期,疫情在中國大面積爆發,全球的醫療用品被中國搶購一空。中國堅決地封閉邊界城界後,很快疫情平復,但其它國家開始大規模爆發。這時候,作為世界工廠的中國開足馬力趕製口罩,防護衣,呼吸機,甚至維生素等醫藥原料的前體。各國按疫情爆發順序開啟搶購模式,相互截獲別國經停物資。就連德國,美國等發達國家也開使徵用經停物資。作為世界主產區,中國甚至在一段時間內,由於疫情未解除警報而遲滯了N95口罩出口,而大多數國家缺乏相關產業鏈,不得不手工趕製粗製濫造的代用品。伴隨這個過程的,是各種脫鉤的言論,經濟、文化交流、甚至基於世界衛生組織、世界人權組織的脫鉤。
從進化眼光來看,各自保持應急機制才是一種安全模式,透過專業分工在一個生態圈討生活也是可行的安全模式。一個纖弱的細胞用了30多億年,迭代出60萬億個細胞共生的超凡生命體,繁衍生息,且密切合作,用數萬年遍佈地球,還征服了海洋,並在最近數十年進入太空。這個歷程說明分工與合作反而進步快速,也更加專業化,更加有效率,更符合進化的基本路徑。
當然,彼此連線的社會網路呈現明顯的疏密分佈,某些人是天生的社交天才,某些地區是人人嚮往的大蘋果,他們就是樞紐。有些人之間連線頻繁,有些人更喜歡獨處。我們每個人已經沉浸在樞紐節點連線中,適應了有序的社會生活,大規模倒塌的社會結構造成的傷痛不僅僅是社會分工瓦解。十多萬年的語言歷史,就是人類跨出直系親緣大門的歷史。人類透過語言,連線了家庭以外同族,同種,同類。並且意識到共識優先於敵視,因而在其基礎上形成今天的複雜社會。我們越開放與外界的連線,則越難以被家庭、族群、宗教等內部緊密連線所控制。但是,具備強連線能力的人和組織,形成少數樞紐節點,精簡出更簡約、更標準的規則,使我們得以溝通彼此,接受彼此,因而不會隨時被與生俱來的安全感所激怒。在人類社會中,某些領袖是樞紐,創新的思想家,傑出的組織,城市,國家也有可能成為連線樞紐。透過他們精簡和翻譯,使我們彼此連線更有效率,因而更容易彼此理解。
這些樞紐角色難以取代,但基於樞紐分裂整個人類網路卻是現實。在2020年之後,各國重新開始思考,經濟上已經如此相互依賴,而我們在政治上、文化上、信仰上依然是極度分裂的。在階層之間,地區之間,國家之間更是嚴重分裂。2020年三月,因covid-19全球爆發,特朗普政府宣佈全國緊急狀態。面對百年來最大瘟疫,他只發放了區區500億美元的防疫資金,僅相當於一個B2轟炸機的研發費用,或者三艘航母的價錢,結果造成防疫資源嚴重不足,美國感染千萬人,死亡數十萬,超過二戰後美國所有戰損人數。
數月後,特朗普政府藉機全球放水15萬億,全面收割全球美元持有者,試圖使全世界為美國的暫停鍵買單。這是一次完美的收割,股市創新高,超級富豪資產收益提高16%,全球16萬億的美元持有者則損失50%。特朗普為掩飾其收割行動,一直在轉移視線,使歐美民眾目標指向中國,掩飾疫情決策錯誤。結果導致G2對峙,激化新一輪軍備競賽,中美俄如對峙的雄孔雀,相繼展示高超音速空天武器,試圖嚇阻對方,結果反而使敵意迴圈強化。孔雀不會毀滅地球,競爭會使它們的後代更強壯,更漂亮。但人類過於強大,尤其是今天的某些大國,能夠毀滅生物圈。這是全人類的風險。
10 共存政治和經濟的邏輯顯然天生不同,如同30億年前的單細胞生物,我們面臨選擇,在這有限的家園裡,徹底融合成相互依賴的多細胞生物,還是繼續保持獨立自主,相互分離?同步為統一族群一度成為偉大民族的理由,相比而言,採用政治陰謀取代政治暴力作為統一方式,應該更具可作業系統陰謀實際上是各種妥協,各種交易,事實上,用交易和寬容代替暴力,終歸是人類特有的進步。
從12世紀起,印加人用了數百年在秘魯建立了輝煌的高山帝國,其領土擴充套件至千公里外,由數百個種族、部落組成。印加人創造出奇譜,一種結繩記事的三維書寫體系,透過繩索大小、長度、顏色、旋轉方向、繩結數量、穗的數量建立了符號體系,並以此管理著帝國的財政、人力、物資體系。印加皇帝因而有足夠記錄手段,得以定期普查人口,建造非凡的廟宇和倉庫,修築數千公里的道路,促進貢品和物資交換,並且用勞役支付稅賦。國家豐厚的財力,可以供養8萬名戰士,以守衛著庫斯科和馬丘比丘等偉大城市。印加王派遣使者到各部族,交換族群領地,普及通用語言,使貴族制度化,語言標準化,財政經濟制度基本定型。1532年,168個西班牙入侵者以會面為名突襲印加皇帝阿塔瓦爾帕,囚禁了他,殺死他身邊所有的領主和大臣。皮薩羅為西班牙女王搜刮出堆滿一間屋子的黃金,但其後的40年內,散入叢林的殘餘貴族們無法形成抵抗力量,逐個被消滅。期間每次戰役中,西班牙人也僅僅靠數十名士兵和少量火槍刀劍,也使印加帝國覆滅,語言文化徹底消弭。
皮薩羅的故事是印加遺族的慘痛記憶,卻也是某些精英人士或者自認精英種族者引以為傲的英雄故事。他們總是粉飾貪婪,鄙視無知而善良的人們。他們中有一種極端認知,地球資源因人類全面發展而不足,因此要透過戰爭清理過剩人口。當然圍繞這些論調,產生了各種陰謀論:包括在所謂屎洞國家制造戰亂,大規模消耗其人口;或者在全球製造瘟疫,消滅過剩人口,順便引起經濟、社會全面危機,消耗其人口;甚至在人口大國之間製造武裝衝突,試圖引發全球戰爭,再次減少人口。
但是,任何亂局中,人類摧毀的首先是對方社會的樞紐節點,而非他們自以為卑微地人口。冷戰時期,美蘇雙方導彈瞄準了對方及盟友所有大城市、基礎設施及指揮中心。即使恐怖分子,也理解襲擊樞紐中心的重要性,比如911事件中,本拉登正如數百年前的皮薩羅,僅僅十餘人,就完成了對象徵資本主義的多個重要目標進行突然襲擊。2020年,Covid-19病毒突然爆發,切斷了全球人口流動,使各國經濟和社會生活相繼陷入暫停。疫情摧毀了社會救助體系,瞬間揭開了經濟、社會、政治、宗教、種族矛盾的面紗,全球陷入大規模社會危機。印加帝國覆滅的悲慘經歷證明,並不需要的不太多的暴力,精準摧毀樞紐節點,可以使文明倒退數百年、千年,乃至滅失。
國家的邊界很大程度類似原生動物的彼此分離原則。 類似英國“光榮的孤立”,在相對獨立環境發展壯大,並進化成獨特適應性的國家體制,因此其分化出來的五眼聯盟, 漂浮於歐亞大陸之外的各大洋中,從地理到法律體系與歐亞大陸迥然不同。而大陸國家,由於其邊界相鄰,因此國家間相互侵蝕,強壯者通吃。日本王室的歷史遠長於中國的朝廷,而其地理上的獨立性也導致傳統文化持續超千年。較日本古老的中國,同樣時間內,其統治者被不同民族更替了8次,語言和服飾也數度變遷。
但是,這百年的技術革命進一步促進了全球化,貿易和資訊如此便利。似乎一夜之間,所有國家的邊界拉近了,不同國家的人與人也不再陌生。從資源角度看,某些國家的生存空間因資源、人口等矛盾侷促起來,各國在相互連線的壓力下被迫分化。某些自由主義國家貢獻出更多的創新想法;某些集體主義國家推動全球工業化;某些安於現狀的礦工農民負責基礎原材料;還有些人負責當保姆讓大家在沙灘泳池休假。當然,在時間的洪流下,任何分化也是有限的。從過去15萬年的智人擴散歷程來看,無論狩獵採集時代、農業畜牧時代還是工業時代,我們的快速同化能力,會使任何生存空間迅速變得擁擠不堪,競爭者們終歸會在未來相遇。
屆時,如同歷史上演繹的每一次遭遇戰,我們有多種選擇,是拼殺,被融合,還是尋找新的分化合作機會呢?是避開衝突尋求各自創新,還是期待對手凋敝而獨自存活?生命歷程的每一步都給了我們啟示,自相殘殺或難避免,因此我們更需不斷創造相互依存的機會。