小宇宙 小宇宙 7.3分

太初有词

aLIENtONE
2018-05-18 看过

《小宇宙——细菌主演的地球生命史》是本令人震撼的书,第一作者是当代细胞内共生学说的奠基人,是一直在一线工作的顶尖科学家。她力图告诉普通读者,细菌才是地球生命故事的主角,人类和所有多细胞生物一样,只是生命历史中的匆匆过客。细菌——原核单细胞们,是所有现存生物的祖先。我们人类,和其他多细胞生物,是细菌们的代理人而已。以前一直是,现在还是,未来也是。 这本书的选题立意和写作风格是典型的“畅销书套路”,有“无限还原,蔑视人类”的嫌疑,很容易让人联想起道金斯的名著《自私的基因》。我个人对《自私的基因》印象不好,觉得道金斯太过“消费”公众传播心理了。为取得别出心裁的角度,道金斯用“无限还原”的手法,把人类的高级智慧活动“物化”为基因的“意志”,语不惊人死不休。如果还原论可以这样无底线地操作下去,那么多奇葩的观点都能冒出来。比如,在微端可以一路还原到夸克甚至普朗克尺度。在宏端,构成人类的元素来源可以一路追溯到超新星爆炸。那么,我们都是普朗克时空的奴隶或都是某颗超新星的后裔?当然,这种文字游戏可以当成一个好玩的故事来听,但对启迪读者的思维意义不大。  自私的基因 8.6 [英]理查德·道金斯 / 2012 / 中信出版社 还好,《小宇宙》远比《自私的基因》实诚。虽然结论一眼看上去很奇葩,但还原论用得有节操,立论基础也扎实,经得起推敲(毕竟第一作者就是当代细胞内共生学说的奠基人,学理基础杠杠的)。全书都是短句,充满各种断言,语言风格夸张、风趣,总体易读,是一本看进去就放不下的书,读完后会让人闪动出不少灵感火花。我在短时间内就二刷了,感觉受益良多。 前些年,我的阅读兴趣多数落在人类学领域,也就是对这一万年来发生的事感兴趣。当时觉得,在这个区间里,能找到人性和社会的所有答案。但后来,越来越强烈地感觉到,人的原初,其实和宇宙的原初、生命的原初是一体的,那些最重大的意义都藏在这几个“原初”的关联之处。这个感觉,在读完这本书后,变得更加强烈。 现把我的感受作个记录。 1. 进化在化学层次就开始了。 进化并不是从生物才发端的,它一直存在于非生命的世界里。和宇宙的“元素史”一样,地球上的物质,化学结构也是一步一步地从简单走向复杂。在原始地球的“恶劣”环境中,那些典型的无机物小分子,在太阳光、闪电、高温的加持下,发生互相反应,硬生生熬出了一锅“太初浓汤”,为生命诞生做好了物质准备。 比如,浓汤里出现了声名显赫的核苷酸五虎将,没有他们,就不可能有DNA和RNA(DNA简直就是生命的代名词)。还有,能量王子ATP,这在中学课本就有介绍,负责给细胞提供能量。还有,生化媒婆:酵素。酵素近年在国内养生界很红,换个名字就高大上了。其实就是酶,就是催化剂,可以让某些分子的结合更加利索。PS:我之前以为,地球上全部“化学分子”都是“天然存在”的,没有诞生和发展的故事可以讲。现在知道我错了。大多数“化学物质”是在地球诞生后才被陆续“生产”出来的。后面还会说到,生命产生后,地球上的“化学物质生产线”变得越来越牛逼,发明出一大票“魔术药水”。 这样的复杂分子在浓汤里还能列出一些,但重要性都比不上“半透膜”的神奇出世。物理大神薛定谔有个牛逼闪闪的观点:生命本质就是“负熵”。那么,在这个视角下,生命的延续过程,就是低熵体对高熵世界的抵抗过程。抵抗的第一步,你得找个膜把自己包起来呀。没有膜,你永远是高熵世界的一部分,玩啥都白搭。有了膜,你才可能在自己的小世界里玩低熵。所以,发明一种有条件控制物质出入的膜对生命体具有重大意义。膜结构的出现,使得地球上的物质形态第一次体验到“内外有别”。书中把这一阶段称为:“属于生命的古老记忆”。这个“类似生命的半透明小包裹”是一种“耗散型结构”,生命特征自此“涌现”。 PS:个人认为,耗散结构理论是诺奖级的发现,但书中译成不知所云的“发散性生命结构”。译者是台湾同胞,恐怕有惯用语的差异。“耗散结构”和“涌现”理论都属“复杂学”领域,这是一个试图和造物主对话的新学说,极度交叉,极富魅力,有机会我再写这方面的读后感。 关于这个阶段的故事,有本日本人写的《生物与非生物之间》,提供了生命起源阶段很多精彩细节。我把两本书互相印证着看,简直是最佳搭档。  生物与非生物之间 8.6 [日] 福冈伸一 / 2017 / 南海出版公司 2.细菌是生物演化史上的隐形主角。 这个观点是全书的核心,两层意思,一,细菌一直是主角。二,这个主角一直被我们有意无意地忽视了。所以是“看不见”的主角。 现代人打量遥远的地质时代,只能靠化石或痕迹来推测。从化石证据来看,在“生命大爆炸”(6亿年前)之前,地球基本是一片死寂。按现在公认的38亿年生命史来判读,生命们足足有32亿年“没啥动静”。 但真的是没动静吗?显然不是。在这个漫长得可怕的时间里,细菌们忙着在试错中自我发展。它们在黑暗中摸索出来的各项进展对后世生命极其重要。但一来细菌个体太过微小,确实难以留下可信的化石痕迹。二来公众对看不见、听不到、摸不着的世界没有兴趣,细菌的故事远不如恐龙的故事吸引人。 魔鬼藏在细节中,神仙也是。如果我们不把观察的目光聚集到细胞内部,在分子层面仔细考察每一项细胞功能和运作机制的来龙去脉,我们就无法理解细菌祖先当年为后世生物打下的江山有多么的艰难和辉煌。细胞内部运作的复杂程度,完全堪比一座现代化城市。PS:外行读者通常不了解细胞内部的工作细节,我推荐BBC的《细胞内部之旅》纪录片,该片用三维仿真动画描绘了人体细胞极为复杂的工作细节,可以让你在短时间内直观领略到 “一砂一世界”的震撼。  人体奥妙之细胞的暗战(2012) 9.3 2012 / 英国 / 纪录片 / Mike Davis / David Tennant 书中列举了大量生动案例,试图让读者明白,无论是细胞运作的化学过程,还是各个胞器之间的有机配合,几乎每一步都不是随意“发现”的,简直都是刻意“发明”的。细胞工作的每一个生理过程,都经历了从无到有、从粗到精、从草就到改良的演化历程。读者对这些细节了解得越多,就会越震撼。比如,书中详细介绍了发酵机制的由来(我们人体做无氧运动时,正是激活了这个几十亿年前发明出来的最早期供能系统)、呼吸机制的由来(有氧运动的供能系统)、光合作用、固氮机制、有性繁殖机制、硫化供能机制、鞭毛运动机制等等基本技能的由来。看了这个长长列表,读书会惊讶地发现,包括人类在内的现世生物,无一不是在吃细菌们当年赚下的老本,我们在新环境中生活的每一项技能,在生化层面都由细菌老祖先给我们一一发明好了。生命过程中需要的各种复杂的有机物,比如激素、毒液、维生素,与其说它们是被生物体“发现”的,不如说它们是被细胞们“发明”的,为了某种“需要”被创造出来的。当然,这是拟人化的说法。 正是这些连核都没有的单细胞们,花了几十亿年,为后世生命的发展研发出大量有用没用的奇葩技能,不断充实生命对付环境变化的军火库,也为未来的生命大爆炸插上了隐形的翅膀。在这“沉默”的30亿年中,隐藏着生命的全部奥秘。生命之树后期的进化历程,看起来波澜壮阔,但技术上已经相当平淡。主要的技术进步都由娇弱的细菌们在早期就完成了。细菌在进化史上每迈出的一小步都是革命性的,成为生命之树灿烂繁衍的原动力。细菌才是演化史的名符其实的主角。 3.共生才是进化的主流。以往进化论给人留下的印象就是“竞争”。但看了这本书后,读者理念可能会被大大扭转。在单细胞的世界里,在细菌的视角中,这个世界,38亿年来的词典里不断重复同一句话:共生求得适应,这是全书的基调。作者用大量鲜活热辣的例子告诉你,所谓的高级生物进化,在自然选择压力下斗得你死我活,其实,都只是单细胞代理人的战争,小家伙们在它们的尺度里蜜里调油、勾肩搭背。书中讲述现代细胞著名胞器的黑历史,是全书的亮点。谁都打不赢谁,那就一起过日子。能源大臣线粒体、资源大臣叶绿体、交通大臣微管君(在体外就变身为鞭毛君),居然全是敌军投诚。再大一点的尺度,我们这些由亿万个细胞组成的多细胞生物,里面何尝不是共生?我们身体的每一个细胞都有全能性,每个细胞都携带了完整的创世秘笈,单个细胞掌握的锦囊妙计,不比其他细胞多,也不比其他细胞少。组成人体的天文数字(40-60万亿个)的细胞们,彼此是平等的兄弟关系,彼此没有主从隶属关系,却凭借我们还远未了解的机制,彼此协调、制约,互通有无,有机整合,形成复杂到可怕,复杂到哭的人体系统,这不就是细胞群落的共生?人体中,动物中,植物中,有多少菌落和我们一起生活?我们都是人菌共生系统的一部分而已。再放大视角,地球,不就是一个更大的共生系统?正如《失控》说的,盖亚是个行星级的生命系统。《小宇宙》中有大量的例子告诉读者,生命不仅是行星的过客,居住者,而且它们还深刻地改变了整个星球。改变一个星球,这不是修辞夸张手法,这是真正的改变,彻底的改变。细菌们永久地改变了地球的大气结构和地貌形态,协商并稳定执行大气成分结构,把地球表面改造成了活态的生物圈。同时,通过改造自己,把生命的危险品:“阳光”和“氧气”,变成生命的营养品。 4.细菌小宇宙喜欢共享经济。盲目的造物主造就了节俭的共同体,把共享理念发挥到极致。看了这书,我才了解到单细胞的“小宇宙”中,是这么不分彼此,你浓我浓,修修补补…挪来借去…不像“高等”生物,彼此之间泾渭分明。大型多细胞物种之间有严格的生殖隔离,不敢越雷池一步。可这都是顶层假象,在单细胞的世界里,资源是共享的,通约的。特别是基因,就像飘浮在太虚之中的锦囊妙计,生命游戏玩家们的军火库,遇到哪个怪打不过去,哪个坎越不过去,单细胞们从父本母本亲本中,从隔壁老王家,从同胞还是敌人的坟墓里。。。无论死活,随便扒拉出一段基因,咔嚓上膛就开火了。新基因不好用,就死路一条。要是碰巧好用,那就抓紧繁衍生息,把这条宝贵的“经验”镌刻在后代的基因里。就如书中所说,“记忆是生命的本质”。 5.适应性才是永远的王道。作者希望读者放弃“低等高等”的想法,甚至对“简单复杂”也要重新考虑,不以细胞多寡和复杂程度论英雄,能通过环境变化的考验后活下来才是赢家。人类不是生命的王者,不是万物之灵,更不是生命之树的终极意义。多少的传统读物暗示读者,人类是皇冠上的明珠,被众星捧月地护送到顶点,整个进化史是为人类的出现而背书。这也是这本书要极力说服读者唾弃的观点。作者提出,在盖亚之中,我们和细菌都是平等普通的一员。就适应性而言,人类等复杂多细胞生物远不如单细胞。阳光、氧气、干旱,这样行星级的大灾难,细菌们都轻松化解。怕啥?大不了“把海水带在身上”。还有什么变故是细菌们承受不了的?行星级生态灾难是多细胞生物可怕的厄运,却是单细胞发展新能力的伟大机缘。人类要在这个问题是保持足够的谦卑,是生命赋予人类意义,而不是人类赋予生命意义。 写在最后:生命的原初神秘又美丽。细胞这样城市级的“复杂”竟然是建立在极为粗陋的“简单”之上。比如,现行生命只用了5种核苷酸就组成了DNA和RNA,发展出了4字母编码方案和精妙绝伦的复制和转译机制,最后还打通了用DNA编码指挥蛋白质合成的通路,从编码到执行,一气呵成。细菌们只用了区区二十来种氨基酸,就组成了现行生命全部的可用蛋白质还有那些咒语级的魔术药水。所以,生命先是在原初之际寒酸地撞大运,之后就平步青云地走大运。 “寒酸的开端”如何寒酸地开始,这难道不是生命的最大奥秘?在生命的极简原点,第一推动力必然是偶发机制。在太初浓汤的混沌中,复制和维生机制第一次出现,在混沌产生了新的秩序,这是生命的初啼,开启了全新纪元。我们有没可能猜测出第一次被正确复制和有效执行的DNA代码是什么?这算是太初之词吧!

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