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【阅读】生存机器

(2013-12-04 15:22:27)
标签:

自私的基因

道金斯

阅读

君君

杂谈

分类: 阅读

【阅读】生存机器



“What about soul?”

“No, there is nothing than chemistry there.”

 

《绝命毒师》第一季第三集,华特在收拾溶解的尸体残留物时,回想起年轻时自己曾做过一个计算,把人体内各种化学物含量的总和加起来,比如氢、氧、碳、氮、钙、铁等等,但是所有他能想到的元素全部加起来也只有99:88%,那么剩下的哪一点点是什么呢?人体内还有别的什么呢?于是有了上面这段对白。“灵魂也有重量吧。”有人半开玩笑地说。 “不,人就是一堆化学元素构成的,别无他物。”

 

听上去很残酷,但事实就是如此。看到这一幕的时候很自然地联想到了这几天在读的《自私的基因》。我们从哪里来,又将到哪里去。生命有何意义,我们该如何认知自己?这本书就是从认知科学来解释这些事情。我不明白高中生物老师为什么没有把这么有意思的书推荐给我们作为兴趣读物,如果当时有看这本书,我想我的生物成绩应该不至于只能刚刚及格而已。

 

书才看到四分之一。分享其中让我觉得很震撼的一章:复制基因。

 

 

      【阅读】生存机器

 

达尔文的"适者生存"其实是稳定者生存(survival of the stable)这个普遍法则的广义特殊情况。宇宙为稳定的物质所占据。所谓稳定的物质,是指原子的聚合体。我们周围看得见的物质--岩石、银河,海洋的波涛--都是稳定的原子模型。自然选择的最初形式不过是选择稳定的形式并抛弃不稳定的形式罢了。事物的发展只能是这样。 



生命出现之前,地球上有哪些大量的化学原料,我们不得而知。但很可能有水、二氧化碳、甲烷和氨:它们都是简单的复合物。一些化学家曾经试图模仿地球在远古时代所具有的化学条件。他们把这些简单的物质放人一个烧瓶中,并提供如紫外线之类的能源。几个星期之后,在瓶内找到了氨基酸--用以制造蛋白质的构件,嘌呤和嘧啶--DNA的构件。 


生物学家和化学家认为大约三十亿到四十亿年前的海洋就像这样的"原始汤"。有机物质积聚起来,在受到太阳的紫外线之类的能量的进一步影响后,它们结合成大一些的分子。到了某一个时刻,一个非凡的分子偶然形成。我们称之为【复制基因】(replicator)。它具有一种特殊的性质--能够复制自己的拷贝。

 

我们可以把复制基因想象为由一条复杂的链所构成的大分子,链本身是由各种类型的起构件作用的分子所组成。在复制基因周围的汤里,这种小小的构件多的是。第一个复制基因一旦诞生了,它必然会迅速地在海洋里到处扩散它的拷贝,直至较小的构件分子日渐稀少。 

 

现在,我们必须指出,任何复制过程都具有一个重要的特性:它不可能是完美无缺的。它准会发生差错。对生命进化的进程来说,产生一些差错是必不可少的。差错最终使进化成为可能。而且这些差错是积累性的。 

 

随着复制错误的产生和扩散,原始汤中充满了由好几个品种的复制分子组成的种群,而不是清一色的全都一样的复制品,但都是同一个祖先的"后裔"。它们当中会不会有些品种比其他品种拥有更多的成员?几乎可以肯定地说:是的。某些品种由于内在的因素会比其他品种来得稳定。某些分子一旦形成后就安于现状,不像其他分子那样易于分裂。在汤里,这种“长寿”的分子将会相对地多起来。假定其他条件不变的话,那就会在分子的种群中出现一个朝着寿命变得更长的"进化趋向" 


但其他的条件可能是不相等的。对某一品种的复制基因来说,它具有另外一个甚至更为重要的特性。这就是复制的速度或"生育力"。如果A型复制分子复制拷贝的平均速度是每星期一次,而B型复制分子则是每小时一次。显而易见,不需多久,A型分子就大为相形见拙。即使A型分子的"寿命"再长也无济于事。因此,汤里面的分子很可能出现一个朝着"生育力"变得更强的"进化趋向"

 

复制基因分子肯定会选择的第三个特性是复制的准确性。假定X型分子与Y型分子的寿命同样长,复制的速度也一样快,但X型分子平均在每十次复制过程中犯一次错误,而Y型只在每一百次复制过程中犯一次错误,那未Y型分子肯定要变得多起来。我们既说复制错误是发生进化的必不可少的先决条件,但又说自然选择有利于高精确度的复制过程。如何能把这两种说法调和起来?事实上没有什么东西"想要"进化。进化是偶然发生的,不管你愿意不愿意,尽管复制基因不遗余力地防止这种情况的发生。

 

 

让我们再回到原始汤这个问题上来,现在汤里已存在一些分子的稳定品种。稳定是指那些分子或是本身存在的时间较长,或是它们能迅速地复制,或是它们能精确无误地复制。如果你在两个不同的时间分别从汤中取样,后一次的样品一定含有更大比例的寿命长或生育力强或复制精确性高的品种。生物学家谈到生物的进化时,他所谓的进化实质上就是这个意思。 

 

原始汤是不足以维持无限量的复制基因分子的。当复制基因变得越来越多时,构件因消耗量亦随着增大而供不应求,成为珍贵的资源。不同品种或品系的复制基因必然为了争夺它们而互相搏斗,即便它们不知道它们在进行生存斗争,也不会因之而感到烦恼。条件差一些的品种由于竞争的结果而变得日渐稀少,最后难逃绝种的命运。任何导致产生更高一级稳定性的复制错误,或以新方法削弱对手的稳定性的复制错误,都会自动地得以延续下来并成倍地增长。加强自身的稳定性或削弱对手的稳定性的方法变得更巧妙,更富有成效。一些复制基因甚至"发现"了一些方法,通过化学途径分裂对方品种的分子,并利用分裂出来的构件来复制自己的拷贝。这些原始肉食动物在消灭竞争的对手的时候同时摄取食物。其他的复制基因也许发现了如何用化学方法把自己裹在一层蛋白质之中来保卫自己。这也许就是第一批生命细胞的成长过程。

 

能够生存下来的复制基因都是那些为自己构造了生存机器以安居其中的复制基因。最原始的生存机器也许仅仅是一层保护衣。后来,新竞争对手陆续出现,它们拥有更优良、更有效的生存机器,因此生存斗争随之逐渐激化。生存机器的体积越来越大,其结构也渐臻复杂。这是一个积累和渐进的过程。 


随着时间的推移,复制基因为了保证自己在世界上得以存在下去而采用的技巧和计谋也逐渐改进,但这种改进有没有止境呢?用以改良的时间是无穷无尽的。一千年的变化会产生什么样的怪诞的自我保存机器呢?经过四十亿年,古代的复制基因又会有什么样的命运呢?它们没有消失,因为它们是掌握生存艺术的老手。但在今日,别以为它们还会浮游于海洋之中了。很久以前,它们已经放弃了这种自由自在的生活方式了。

 

 

在今天,它们群集相处,安稳地寄居在"机器"人体内,与外界隔开来,通过迂回曲折的间接途径与外部世界联系,并通过遥控操纵外部世界。它们存在于你和我的躯体内;它们创造了我们,创造了我们的肉体和心灵;而保存它们正是我们存在的终极理由。这些复制基因源远流长。今天,我们称它们为基因,而我们就是它们的生存机器

 

 

 

 

 

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