真正的复杂细胞如何诞生

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它们告诉我们,第一个真正的复杂细胞如何诞生,以及为什么自此之后,地球上的生命一路爬上复杂性的斜坡,成为我们所见的繁荣模样:这条存在的巨链。它们让我们看到燃烧能量的温血动物为什么会崛起,冲破环境的束缚;为什么我们有性行为,有两种性别、有孩子,为什么会恋爱。它们还告诉我们为什么我们在天地之间的时日有限,终究会老会死。它们也告诉我们,我们该怎么做才能改善我们的晚年生活,避开身为人类的诅咒,老化的苦难。就算它们没有指引我们生命的意义,也至少,可以稍微解释生活为什么是这般模样。而如果连生命都解释不通,那这世界上还有什么是有意义的呢?

所有谢幕,皆为序章...

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那么线粒体老化理论在这之后要何去何从呢?你或许会很惊讶,它并没有就此盖棺了结,只是彻头彻尾地转变了。一个新的理论像浴火凤凰般,从灰炉中诞生,然而依旧很重视线粒体所产生的自由基。这项新理论并不归属于任何特定人士,而是由许多相关领域学者的研究成果,一点一滴凝聚而成的。这项理论除了符合实际数据,还带来一项难以估量的好处:它提供了深刻的洞见,帮助我们了解老年疾病的本质,以及现代医学该如何着手治疗它们。严格说来,解决它们的最佳方法不是针对个别疾病下手(就像医学研究目前所做的那样),而是同时瞄准所有的目标。

能够装模作样地谈论某些经典话题,不表示品味的高级。

多数人纠缠于结果,高手改变原因,智者改变模型。

模型是错的,但却是有用的。

逻辑上允许发生的,几乎一定发生;逻辑上不允许出现的,几乎一定不出现。

复杂是一种生存能力,简单也是。

在时光的长河中,但凡是主流,必产生于异端。

完满是一种盲端,也就意味着没有了更多可能。

能承受怎样的复杂度,才有可能迎接多精彩的未来。

从某种意义上来说,我们都是特定范式的践行者。

从能量节约的角度来看,偏见盛行几乎是必然的。

失败从不是成功之母,是小成功累积成了大成功。

古尔德曾经摒除了宗教的意念,将生物的复杂性比为醉汉酒后的漫步:如果在人行道的一侧有座墙,挡了他的路,那么醉汉最后很有可能会摔到阴沟里,单纯是因为他没有别的路可以走。讨论复杂性时,譬喻中的那座墙就是生命的基础点。我们不可能变得比细菌更简单(至少以一个独立生物体来说),因此生命随机的步伐只能走向更高的复杂性。另一个相关的见解是,生命会变得复杂,是因为开发新生态区位比较容易演化成功——这个想法被称为「拓荒」理论。既然最简单的生态区位都被占据了,生命唯一的演化方向就是变得更复杂。

不过这个普遍的雕刻主题同样也充斥在整个胚胎学的领域里。就像雕刻家削盘大理石创造出艺术作品一样,完成身体这件雕刻品靠的不是加法,而是减法。例如我们的手指和脚趾,是指间的细胞依序死亡而形成的,而不是从《树椿》上一支一支分别延伸出来的。如果是像鸭子这样有脚蹼的动物,这些细胞不会全部死亡,所以趾间还保留着蹼。

生物演化史告诉我们,限制的作用往往是通过没有限制力的方式来实现的。

驱动复杂系统运行的,往往就那么一两个关键变量。

解决一个问题的好方式,不仅在于原先问题不存在或不重要,而是为解决更多问题提供了可能。

有趣的是,半胱胺酸蛋白酶不是在需要的时候才听命制成,而是会持续地产生,因此它们停留在非活性的状态,等待着杀戮的号角响起,就像以细线悬挂在登基之人头顶上的那柄达谟克利斯之剑,静静地悬在细胞上方。在我们体内,几乎所有细胞,都无时无刻拥抱着这沉默的死亡装置。想到这一点不禁为之肃然。(据说,达谟克利斯是古希腊时代的暴君狄奥尼休斯二世手下的佞臣,他羡慕狄奥尼休斯手握大权坐拥财富,认为他享有至福,为了使他理解居此高位的真正感受,狄奥尼休斯让他坐上豪华的王座,但在他头顶上方用一根马尾毛悬挂一柄利剑。)

死亡装置并不总是带来死亡。很久很久以前,它带来了性。

性和死亡是彼此交织的。在某种程度上,它们两者都有一样的目的。

线粒体或许一度推动了性的出现,却将两种性别永永远远地留给了我们。

原始多细胞群落立于性和死亡的交界,在自私细胞以及自私基因的分隔点,如果更加了解它们的习性,将有助于揭露事实。而更深入地研究单细胞生物线粒体的性信号,同样也会帮助我们看清事实。虽然从线粒体的角度来看,性似乎是个好主意,然而两个细胞的融合又会导致另一种冲突,主角就是两个细胞各自带来的两群线粒体。这两群线粒体并不相同,所以会彼此竞争,对刚完成融合的宿主细胞造成危害。今天,有性生物体下了一番功夫云拦截来自双亲一方的线粒体。确实,在细胞的层级上,只从双亲中的一方继承线粒体正是性别的一种定义属性。线粒体或许一度推动了性的出现,却将两种性别永永远远地留给了我们。

让我们快速地检视一下雌雄同体的生活型态,就可以回答这个问题。无论如何,雌雄同体都不容易。厌恶女人的德国哲学家叔本华曾经问,为什么男人彼此之间的相处似乎相当和睦,女人之间则相对阴毒。他的答案是,因为所有女人全都投身于同样一个工作——据推测,这项工作的内容就是赢得男人;而男人各有各的工作,所以彼此之间不用那样毫不留情地竞争。这里我要尽快澄清,我绝对不赞同这一点,不过他的说词的确有助于解释为什么雌雄同体的物种如此稀少(植物不算),那是因为全员都得拿着同样的工具在交易里竞争。

同样的,如果有一天让我见到一只百岁鼠瑞,我就会把我对老化的见解全部从窗户丢出去。或许有一天,老鼠的寿命会演化成一百岁,不过它得要更动很多很多的基因才有机会。而那时候,它也已经不能算是老鼠了。

分形(语源出自拉丁文的fractus,意指破碎)是在任何尺度下看起来都相似的几何图形。如果分形被分割开来,每个组成片段看起来还是会和原本的图形大致类似。因为,正如碎形几何学的先驱曼德博所说,「这些图形是由形似完整形状的小单位,以某种方式组合构成的。」碎形可以靠自然力量随机造成,像是风、雨、冰、侵蚀作用还有重力,它们产生了山脉、云层、河流还有海岸线这些自然界的碎形。实际上,曼德博就曾将碎形描述为「自然界的几何学」。

我们是不同范式塑造下的产物,改变认知就是改变范式。

大部分情况下想不清楚一个事情,不是思考路径上缺环或链条构建有误,就是遭到了已有范式的局限。

你眼里的问题,恰恰是他人的解决方案;在对他人生存发展逻辑有深刻体感之前,一定谨慎提出建议。

细胞的更替成就了个体的延续,个体的生死成就了种群的延续,种群的灭亡则成就了自然的延续。

合作可能不是无私的,但却没有攻击性。

教养依赖于天性,反之亦然。

一九六二年,怀纳德沃兹的一篇关于动物行为,深具说服力的论文《动物的分布与社会行为之关系》,吸引了众人的目光。他认为许多层面的社会行为之所以会出现,是因为天择并非像达尔文所推测的那样,以个体为单位进行筛选,而是作用在物种的层级上。行为只是冰山一角。如果以物种而非个体的角度来思考,很多其他的性状都会变得更容易解释。比方说,从各种角度来看,老化对个体都没有好处(我们能从变老和死亡得到什么?),但对物种来说,这看来就像是个有效的保养措施,因为它能使族群汰旧换新,避免族群太过拥挤,防止贫瘠的资源被过度消耗。同样的,性对个体来说似乎没有意义,以至于必须靠激烈的性快感来贿赂我们,想必是因为温和的愉悦感还不够吧。性,不像细菌是单纯地一分为二,由一个亲代产生两个子代,它需要有双亲才能产生一个子代,付出的成本也是无性复制的两倍,这就是性的双倍代价,而且这还不包括寻找伴侣的麻烦。更糟的是,性会把确保亲代成功的那套基因打散,造成潜在的负担。它最明显的价值是快速地散播变异,有利于整个族群的适应性——对物种来说这是有益的。

基因体是遗传讯息的唯一宝库,归根结底是它决定了形态,环境的影响很有限。但若想探究基因体是怎么做到这件事的,问题就像是一个套一个的中国套盒,全部拆开后,却发现最里面的盒子是空的。……基因的产物来到一个事先组织好、由早先的基因产物所构成的母体,它们的功能性表现,会受它们运作的地点,还有它们接收到的信号所引导。形态并没有在任何讯息里被明确地讲出来,而是透过与特定的构造脉络的配合,给予暗示。到头来,还是只有细胞能制造细胞。

请各位记住,即使是互惠的合作关系,也只有在双方都觉得合作比不合作来得好的情况下,关系才会成立。不管我们衡量「成功」的基准是留下细胞还是留下它们的基因,我们最后看到的都只有留下来的幸存者——也就是已经成功复制的细胞或基因。那些自我牺牲,无私过头的细胞,注定会消失得不留痕迹,就像许多年轻的战争英雄为了国家而打仗,献出了性命,身后留下哀悼的亲属,却没有留下自己的孩子。我想表达的重点是,合作不一定是无私的。

虽然他们的基因不会直接传给下一代,但退而求其次,生殖细胞传下去的也是完全一样的拷贝,到头来几乎没有差别。即便如此,光靠糖果策略并不够:还是不能省下鞭子。要解决这些细胞间的自私冲突(虽然在遗传上它们是完全相同的),只有靠极权才能实现,这令我们忆起斯大林主义下的俄国:罪犯不会被起诉,而是被彻底抹除。

严刑峻法下的结果是,天择停止在组成个体的每个独立物件之间挑挑拣拣,开始在较高的层级上作用,现在它筛选的是互相竞争的个体。

而在浩瀚无垠的宇宙中,别的地方的故事是否会有不同的情节呢?万事皆有可能,但在我看来这机会微乎其微。天择是概率的问题:不管在宇宙的任何角落,相似的筛选压力最有可能产生相似的结果。这解释了为什么天择常常殊途同归地找到同样的解决之道,比方说不同物种的眼睛和翅膀。尽管有长达四十亿年的演化时间,我们也没有看到任何细菌单靠天择演化成真核生物,除此之外,也找不到任何线粒体失去了所有基因但还保有线粒体功能的例子。我也不觉得这样的事件在其他地方的发生机率会比较高。

物理法则中并没有什么部分暗示复杂生物体的诞生是必然的。物理会受到历史的干扰。我们充其量可以说,多细胞复杂性一度看似不可能发生;而没有生物复杂性的基础,智能更是不可想像。但有一天,那个至今还困住细菌的套索被解开了。第一个大型复杂细胞,也就是第一只真核生物的诞生,标识了这条道路的起点,并且几乎是势不可挡地通向今天我们身边所见,诸般壮盛的生物工程奇观——包括我们自己。线粒体对这条道路的重要性不亚于真核细胞的起源本身,因为线粒体的存在使得大体型和高度复杂性的演化不只是有机会,而是势在必行。

第二群没有细胞壁仍能旺盛生长的原核生物是热原体属,它们是嗜极端性的古细菌,生活在摄氏六十度的温泉里,对它们来说最好的酸碱度是pH值等于二。它们在英国的炸鱼薯条店应该会住得很开心,因为它们热爱的生活环境等同于一盆热腾腾的醋。

发酵作用没有涉及泵送质子穿过膜的行为,这或许能解释为何霉浆菌没有细胞壁却仍能存活。但每分子的葡萄糖透过发酵作用产生的ATP,只有有氧呼吸的十九分之一,这有助于解释霉浆菌退化的特性——尺寸小,基因体组成稀少。它们活得像个隐士,几乎什么都没有。

而正因「生命演化树」完全是依据垂直遗传开枝散叶(而这是个错误的假设,以为传家宝只会从父母传到子女手上),它的真实性便令人质疑。至少以细菌来说,互联网会是比较好的比喻。正如一名绝望的专家所说:「只有上帝能够造出一棵树」,这充分反映了建构生命演化树的困难。

丹尼特在《达尔文的危险想法》一书中抨击了古尔德那株外观激进的演化树,它就像一般的演化树,主轴却有所不同——是一株低伏的灌木,伸出几根凌乱的枝条,而非高耸的生命演化树。但是相较于梅列日科夫斯基的案例,这根本不算什么。梅列日科夫斯基的演化树货真价实是棵彻底反转的变种。在这棵树中,生命的新领域来自枝条的彼此融合,而非分叉。

尺寸大会使细菌处于不利的地位,但却会为真核生物带来好处。举例来说,大尺寸有助于改变行为或生活型态。一个大型的、能量充沛的细胞不需要把所有的时间花在复制DNA,而是可以把时间和精力用来发展一座生产蛋白质武器的兵工厂。

以人类社会做比喻的话,就像是农业实现了大型的社群:有更多的人力,才有可能在满足粮食生产的需求之外,还剩下足够的人组成军队,或是研发致命的武器。狩猎采集的谋生方式无法养活如此大量的人口,在竞争中注定会输给人口众多又分工精良的对手。

莫诺的观点是,生物学中充满了目的以及清晰的轨道,我们不能颠倒是非,假装它们不存在,而是必须解释这些现象。因此,我们得回答的问题是:盲目的机运,无法预知结果的随机系统,如何创造出我们眼前的这些玲珑精巧,又对症下药的生物机器?

线粒体播下了复杂性的种子,在线粒体出现后,生命简直是注定要变得复杂。驱动我们迈向更高复杂性的力量来自体内,而不是天上。

这样的观点不只在宗教理论家之间流行,现在也颇受天体生物学家欢迎。有种想法认为,物理法则简直像是亲手召唤了生命来到我们居住的这个宇宙,这实在让人听了很受用,而这种想法又唤起了另一种声音,认为或许连人类知觉都是物理作用下的必然结果。

以下这个清单列了一串会让演化生物学家喷饭的字眼:目的,目的论,通达复杂性的斜坡,非达尔文进化。以上的用词全都和某个宗教性的演化观点有关,意味着生命是「依照计划」演化出来,「依照计划」变得复杂,「依照计划」产生人性,从最低等的动物到天使之间连成一条光滑的曲线,渐次接近上帝——也就是所谓「存有的巨链」。

在当时,这样的必要条件不仅很有可能出现,而且还是稳定而持续存在的。形成这些条件唯一需要的就是太阳的力量,不用仰赖光合作用或发酵作用之类的麻烦发明。太阳要做的只是氧化海洋,而我们知道它一定会。天体生物学家考虑了各式各样的能量形式——小行星撞击、地热、闪电——奇怪的是,太阳的力量虽然在史前神话中常常出现,却时常被科学家忽略。正如杰出的微生物学家哈洛,在他的经典文章〈左右生命的力量〉(我替第二部下了同样的标题,向他致敬)里所说:「我们不禁怀疑,这遍布地球的能量巨河,在生物学中扮演的角色,比当代哲学所知的还要更重要:这倾盆而来的力量或许不只是让生命得以演化,还从虚无中召唤了它的出现。」

在某种意义上来说,是不平衡缔造了生命,生命力就是负熵力。

所有美好和不美好都终将不可持续,你所要做的,就是尽全力感受这样的动荡,尽全力展现这样的动荡。

这种深层的一致性之所以值得注意,不单单是因为它普遍,更重要的是因为这种产能方式非常奇特,非常迂回。就像欧尔格说的:「如果要赌细胞用什么方式产能,没有人会押质子泵。」然而光合作用以及各种呼吸作用的秘密,确实就是质子泵。它们全都利用氧化还原作用所释放的能量将质子打到膜的另一侧,产生质子驱动力。泵送质子穿过膜似乎就跟DNA一样,是地球生命体的招牌特征。这是生命的根本。

米歇尔的想法被忽略,被敌视,被贬为胡言乱语,还有人说是毒品造成的疯狂表现。之后瑞克曾写道:「考虑到当时学界的主流看法,这些陈述听起来就像小丑的把戏,或是什么先知的末日预言。」这个理论使用的电化学术语措词怪异,甚至神秘,而且运用的概念也是当时大部分的酶学家所不熟悉的。最初只有瑞克,以及阿姆斯特丹的施雷特(也是基林的门生)认真看待它,不过他们仍抱持着开放的怀疑态度;而施雷特很快便失去了耐性。

米歇尔在他的诺贝尔奖演说中感谢了这些人对知识的宽大态度,他从伟大的物理学家普朗克那里引用了一句话:「一个科学新概念获得胜利靠的不是说服对手,而是因为最后对手终将死绝。」米歇尔说,能够推翻这句悲观的格言,这是他一项「异常快乐的成就」。

在英格兰,热门连续剧结束的时段显然就是一波电力需求的高峰,数百万人会同时进入厨房,开始烧开水,准备泡一杯好茶。为了应付这庞大的需求,威尔斯山上的水库闸门会被打开,在深夜,当这波高峰过去后,水库的水会再次补上,准备好应付下一次大规模的饮茶时光。

但惊人的是,尽管生命是如此地华丽而多元,但这件事基本上是真的。经研究过的所有细胞内都发现了ATP的存在,不论是植物、动物、真菌或是细菌细胞。在四○年代时,我们知道ATP是呼吸作用和发酵作用的共通产物,到了五○年代,光合作用也来凑上一脚——靠着捕捉太阳能,它也会生成ATP。所以,生命的三条干道,呼吸作用、发酵作用和光合作用,都会产生ATP,这又是一个绝佳的例子,向我们展示了生命的基础一致性。

当我们燃烧燃料,我们并非单纯地将能量以热的形式释放,我们用它来跑,用它来思考,用它来制造肌肉,煮晚餐,做爱——

形而上学者和诗人一直以来都很热心于描写生命之火。十六世纪的炼金术士帕拉赛尔苏斯甚至明确地说:「人就像火焰一样,失去了空气便会熄灭。」

活着就是在燃烧。

所有活着的都使用同一种能量货币,所以我们才看得到彼此的光。

米歇尔,生物能学的英雄,一九七八年诺贝尔化学奖得主,远远称不上家喻户晓,尽管他应该要像华生和克里克一般知名。米歇尔和华生与克里克不同,是位古怪而孤独的天才,他将自己的实验室设在康沃尔乡间,一座由他自己设计,自己修复的老房子里。曾有一段时间,他部分的研究资金来自他靠一群奶牛所赚得的收入,他的鲜奶油甚至还因品质优良得过奖。他的文笔比不上华生的《双螺旋》——除了依常规进行的枯燥学术论文(米歇尔写的甚至可能比一般论文更晦涩),他还写了两本《小灰书》阐述他的理论,由他私人出版,并在一些感兴趣的专业人士之间流传。

这意味着病毒不会是地球上第一个有生命的东西,它们也不可能把生命从外太空带到这个星球上的:它们完全仰赖其他的生物,没有其他生物它们不可能存在。它们的单纯不是因为原始,而是一种精炼的,删减过的复杂。

与水火不容的另一种细菌竞争而不敌对方,伴随而来的竟是真核生物壮盛的提升,大自然的荣光闪耀在弱者的逃亡旅途上。圣经说:「温柔的人有福了,因为他们必承受地土」;这一点也没错:温柔的人确实承受了「地」球之「土」。

事实真是如此吗?现在肯定还言之过早。我想起义大利文里一句亲切的讽刺短诗,粗略地翻译过来应该是「这可能不是真的,但至少编得很好」,以我的观点看来,氢假说是个很棒的假说,它运用已知证据的方式比其他任何理论都要更好;而且这个理论正确结合了可能性和不可能性,来解释为什么真核细胞只诞生过一次。

我们虽然可以选择自己的朋友,但无法选择自己的亲人,从这些恶党祖先身上可以获得充分证明。

在真核生物的案例里,宿主很会「吃」,其掠食的生活方式能为寄居体内的房客提供源源不绝的食物。虽说天下没有白吃的午餐,但这寄生菌可能只需要燃烧宿主的代谢废物,不会使宿主变得太虚弱,这和白吃的午餐也相去不远了。随着时间的推移,宿主慢慢学会从这位房客的产能总量中分一杯羹,它们会在膜上开一些通道,或是接上「水龙头」。于是这段关系的地位便颠倒过来了,外来的房客原本是赖着宿主的食客,现在却成了奴隶,它们所生产的能量外漏,被宿主拿来供自己使用。

牛津的琼丝以及剑桥的冯丹安娣(偕同她们的同僚),分别各自在《细胞与自然》发表了一篇文章,这两篇重要着作指出,有一些细菌确实除了细胞壁之外,也同时拥有细胞骨架——它们既系皮带又穿吊带,就像亨利方达在《狂沙十万里》中的角色一样(「不要信任连自己的裤子都信不过的男人」)。但细菌不像亨利方达饰演的那个痛恨风险的牛仔,它们是真的需要双管齐下才能维持形状。

我们能了解多久远的过去,便可知道多长远的未来。

历史的神奇,也许就因为它可能只有一个真相,却蕴含着数不尽的故事。

比方说,活水湖里的硫酸盐极其贫乏,因此硫酸盐还原菌无法在此安身;而甲烷菌就可以在湖底的淤泥或是不流动的沼地区域立命。它们散发出的甲烷气体被称为沼气,不时会燃亮神秘的蓝色火焰,在沼泽上方出没,这个现象也就是所谓的鬼火,许多鬼怪或幽浮的目击声明其实都该算到它头上。

如果是这样,那就是趋同的力量大过于机运,或说必然性胜过偶然性。道金斯在他的着书《先祖的传说》中如此总结:「我被康威墨里斯的信念所吸引了,我们不应该继续把趋同演化当作演化上罕见的点缀,每每发现便惊叹不已。或许我们应该转而将它视为常态,和此原则不相符合的例外事件才该惊讶。」所以当生命的胶卷重播时,我们可能无法亲眼目睹,但应该会有另一种拥有智能的双足动物,仰望飞行的物种,思索着众神的旨意。

在这层意义上,不只是我们,许多动物普遍都拥有一定程度的智慧以及自我意识(后者是我个人的意见),包括海豚、熊和大猩猩都是。人类演化得很快,使我们得以占据最「高」的生态区位,一些偶然因素无疑地助长了这个过程;但如果这个位置是空着的,那么数百万年后,谁能肯定那些闯进车子、翻找垃圾桶觅食的熊不会补上这个空缺?谁敢说那些雄伟又聪明的大乌贼不会登上宝座?或许造成智人崛起(而非其他已灭绝的人属物种)的不只是偶然和机运,但趋同演化的力量永远都利于生物走上这个生态区位。

这其实就是牛顿和莱布尼兹所说的机械宇宙的现代版,伏尔泰曾在其讽刺作品中戏仿:「在这个所有可能存在的世界中,最美好的世界;万物都是为了达到最好的结果而存在的。」有些侧重生物学的物理学家和宇宙学家在这个观点里看见了神灵的庄严,把我们的宇宙看做智慧心灵的助产士。这种对自然界深层运作方式的观点,被歌颂为窥看了上帝旨意的一扇窗。

从时间的起点起步,是向前走:宇宙学家和地质学家试图推测生命诞生时,早期地球的可能环境,从灼热到几近蒸发的小行星撞击,火山活动地狱之火般的力量,到无机分子的化学作用,和物质的自我组织性质。从现在起步,是往回推:分子生物学家比对微生物基因序列上的细节,试图建构一个无所不包的的演化树,直达其根源。尽管地球上的生命如何诞生,何时诞生,一直备受争议,但这件事本身已不再像我们先前所想像的那般难以置信,过程可能还远比我们所认为的更为迅速。根据「分子时钟」的估算结果,回推所找到的生命起源时间点,与四十亿年前炮击月球及地球的后期重轰炸极为接近。如果当时生命真的是在我们这个饱受撞击的滚沸大釜中诞生,那它为什么不会诞生在宇宙中其他的地方?

实际上,根据玛格利斯的看法,整个有机世界就是相亲相爱的细菌们合作的精巧作品,也就是微缩生态系。这个想法可以追溯到达尔文本人,他曾在他着名的篇章里写道:「每个生物都是一个微缩生态系——由多如天上繁星,小得难以置信,自行增殖的生命体所构成的小宇宙。」

以上这些理论的立论根据只有胞器的外形和行为模式,像是移动和自主分裂行为,所以理论的发展一直迟滞不前。更大的问题是,这些学者彼此之间恶斗连连,为了争抢排名而严重分化,几乎无法获得任何共识。正如科学史研究者塞普在他的着作《合作演化》中所说:「于是展开了一个讽刺的故事:由一群极度利己主义的人来指出演化里互助合作所带来的创造性。」

若把这些问题全部合起来,它们的答案天衣无缝地解释了演化的整个轨迹,从生命本身的起源,到复杂细胞和多细胞生命体的诞生,到大体型、性别以及温血动物的演化,一直到老化衰退以及死亡。从解答里浮现的这幅广阔图像,为我们带来了崭新的领悟——为什么我们存在于此?是否我们是宇宙里唯一的生物?我们为什么会有个体性?为什么我们要做爱?我们的根在哪里?为什么我们必须老化、必须死亡?——简而言之,它们向我们诉说了生命的意义。口才出众的历史学家费南德萨姆斯托曾写过:「故事有助于解释故事本身;如果你知道事情如何发生,你会开始理解它们为何发生。」同样的,在重建生命的故事时,「如何」和「为何」也密不可分。

不同物种转移到核内的基因并不相同,然而所有具粒线体的物种也都在其内部保留了完全相同的一组核心基因。这些基因有何特别之处?在接下来的章节里我们将会披露最佳解答,也会解释为何细菌永远无法达到真核生物的复杂度。这说明了为什么宇宙中其他地方的生命形式可能卡在细菌的窠臼里,走不出去;为什么我们或许并不孤单,但几乎肯定会是寂寞的。

粒线体产生能量所采用的机制,也就是泵送氢离子穿过膜(化学渗透),在所有生物,包括最原始的细菌体内都有发现。这样的方法相当古怪。以某位评论者的话来说就是,「达尔文之后生物学界再没出现过这么违反直觉的想法,其程度直逼爱因斯坦、海森堡和薛丁格。」然而这个想法最终被证明是正确的,并且在一九七八年为米歇尔挣得一座诺贝尔奖。然而绝少有人问:为什么如此奇特的产能方法会成为这么多不同物种的骨干?这个问题的答案向生命起源的幽暗之处抛出了一线光芒。这点我们之后将会看到。

我们可以像这样追溯遗传上的祖先,是因为粒线体还保有小小一组自己的基因,粒线体的基因只会透过卵细胞,而不会透过精子传给下一代。这意味着粒线体基因扮演了类似于母系姓氏的角色,使我们可以藉此回推母系的祖先,就像一些家族会追踪着名人物的嫡传后裔,如征服者威廉、诺亚或先知穆罕默德。虽然近来有人质疑其中的部分原理,但整体而言这个理论还是算数。当然,这项技术不只能帮我们寻找祖先,也能帮助我们厘清谁不是我们的祖先。根据粒线体基因分析,尼安德塔人和现代的智人没有血缘关系,他们走向了灭绝之路,消失在欧洲大陆的边缘。

这些细胞的起源,发生在二十亿年以前一次偶尔的机会里,让细胞突破了那道细菌无法超越(所以始终是细菌)的能量障蔽。无怪,非洲大草原的日落景象,始终引发着我们情感的共鸣。因为这个景象,将我们紧紧系在一列神奇(或者该说扭曲的)因果列车上,一旦启动就无法停下,一路可以追溯回到这个星球上的生命最源头。

在日本靠太平洋侧的海底,超过一千两百公尺的深处,有一个海底平顶火山,称为明神丘(Myojin knoll)。日本有一组生物学家,已经在此地打捞超过十年了,他们在寻找有趣的新生命形态。一开始他们并没有找到什么非常有趣的东西,直到二○一○年五月,他们捞起了一些紧紧依附在深海热液喷发孔旁的多毛类蠕虫。真正有趣的并不是这些蠕虫本身,而是跟这些蠕虫有关的微生物。这些微生物里,有一个细胞,乍看之下很像真核生物,但是细看后才知道不是。它后来成为最吊人胃口的谜团。


2024-07-06 18:47:34

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