书城自然海:另一个未知的宇宙
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第7章 性

亲爱的,我们来谈一谈性……

正如上文所言,进化女神起初对性并没有太大兴趣。对她而言,细胞的分裂繁殖似乎更有可行性。当时进化女神做了很多实验,创造出了无数令人眼花缭乱的基因变体。有些变体很壮实,充满希望,有些则弱不禁风。在这样的情况下,如果一个细胞能够适应当时的生存条件,而且勤劳不懈地将自己的遗传基因复制下去,将是非常有意义的事。

但是细胞的分裂也有缺点,就拿分裂的速度来说:太快了。你可能听说过一个关于米粒的传说。这个故事的背景有时被说成是中国,有时又是印度。两个国家都声称发明了象棋游戏。我们暂且以印度版本为准,这个故事是说,印度国王谢尔汗痴迷于象棋游戏,非常想结识发明象棋的人。因此他的军队搜遍了全国,最后找到了一个名叫布迪兰姆的老人,一位数学老师。这位老人被带到国王面前,并受到极尊贵的待遇。谢尔汗宣布,老人可以要求一份奖赏,因为他的天才发明为国王的生活带来了快乐,国王愿意满足他的一切要求。

这位老师要求国王让自己考虑一段时间。第二天,他告诉国王,自己只是一个平民,只想要一些米。具体方案是:在棋盘的第1格中放1粒米,第2格放2粒,第3格放4粒,第4格放8粒,第5格放16粒,一直放到最后一格,每一格中的米粒数都应是前一格的2倍。

谢尔汗很生气,觉得对于一个国王而言,这样的赏赐简直微薄得可怜。他认为自己的慷慨遭到了侮辱,然而君无戏言,因此他答应了老人的请求,每一天都赏他一些米粒,数量是前一天的2倍。这个乘法游戏让他深感无聊,又有些恼火。到了第10天,他赐给老人512颗米粒,已够吃一顿晚饭了。到第12格,米粒数已增加到2048颗,然而这也不算多。第二周之后,国王依然没有什么感觉:第14格中放的米粒数为8192颗,这算什么?然而,象棋大师统计了一下自己已经得到的米粒数,竟已有15359颗。这时国王才开始起疑心,他没有预料到这样的结果。看起来老家伙的收获一点也不少。然而国王总是国事繁忙,又有后宫佳丽,不久就淡忘了这件事。

到了第64天,象棋大师脸色苍白地来到国王的大殿中,结结巴巴地禀告说,赏赐的米粒已无法集齐。国王摇摇手,丝毫不信。他平生从来没有欠过别人的债,而他的赏赐只是一袋米而已——好吧,或许是几袋米,完全不必大惊小怪,怎么会出问题?

象棋大师开始号啕大哭,并叫来了宫廷的数学师傅。师傅向谢尔汗解释道,一面棋盘由64格组成,如果以2的倍数计算米粒的话,可以用一种指数来表示,不幸的是,这一指数很快水涨船高,变成了天文数字。到了第21天时,国王已欠布迪兰姆一百多万粒米,当时还没有到棋盘的一半。

谢尔汗很不高兴,他这才意识到自己的处境十分不妙。于是他开始计算这笔债务,然而其数额实在大大超过了他的支付能力,难道老家伙要将他一把掏空?

“我们会尽最大的能力来支付你。”国王硬着头皮说。

数学师傅摇摇头。

“这笔债已不在您的能力之内,陛下。整个王国的米粒也不够这个数。如果您信守诺言的话,请买下全世界的土地,将它们全部变成稻田,您还得抽干所有的海洋河流,让北极融化。当您将所有的这些土地都种上稻谷之后,或许才有可能满足布迪兰姆的愿望。”

“到底有多少粒米呢?”谢尔汗问道。

“18446744073709551615粒。”数学家说,“恕我冒昧,陛下,您破产了。”

要了解情况,我们可以稍稍换算一下:10克米大概有400粒。这样算来,布迪兰姆的赏赐相当于461168601843吨稻谷——几乎是今天世界稻谷年产量的80%。

幸而君主集权制有一个附带的好处:君主可以随心所欲地砍臣子的头。因此,在这种局势下,必然有人建议谢尔汗以斧头来抵债。毫无疑问,老人肯定愿意为了自己聪明的脑袋而放弃几颗傻米粒。但是没有人知道他的动机:他好端端地为什么要那么多难以保存的米粒?

这位老人显然缺乏经济头脑,但他无疑有惊人的计算能力。只需一张64格的棋盘,以一粒米起家,就足以摧毁整个帝国。平心而论,这个国王的脑袋的确不怎么好使。类似的故事也发生在澳大利亚:一群长耳朵的兔子差点毁了整个国家。同样,如果单细胞生物无限分裂下去,数量疯狂增长,那么它们很快也会走到末日。如果以64次分裂为一个周期的话,那么一个单细胞生物在两天之内就会分裂出几兆亿个分身,而这些分身又会在接下来的两天内继续分离出几兆亿的后代。虽然单细胞生物个头不大,但也不可小觑。有人计算过,如果它们毫无顾忌地繁殖下去,那么几天之内,整个地球就会完全被它们覆盖。

精彩!最早的物种竟自己闷死了自己。

两性战争——多细胞受到青睐

当时的地球上依然火山爆发不断,小行星频频来访,还有独一无二的发明——令90%的生物很快一命呜呼的氧气时代。可是这样的发展无比缓慢,需要几百万年的时间。毋庸置疑,该有人来管管了。

进化女神首先规定:对所有的细胞不能一视同仁。这一措施在某种程度上缓解了当时的问题,令地球幸免于爆炸,然而人口依然拥挤不堪。这样想来,手提包的主意似乎变得不那么可爱了。

想一想,手提包及其里面的东西每半个小时就会自我复制一次……

太可怕了!

所有的盛宴都会在转眼间烟消云散,自助餐台上全是手提包,通往洗手间的路上也全是手提包,无数唇膏、眼影堵塞了我们的城市。到了那个时候,或许我们的大气层也充斥着高浓度的香水味儿,只有卡尔·拉格菲尔德这样的时尚大师才有勇气用鼻子呼吸。

进化女神思忖着:应该再往前走一步,阻止细胞的自我分裂。可是如果这样做的话,它们该怎样繁殖呢?有没有一个两全其美的解决方法?比如说它们可以继续自我分裂,但应有不同的特点——还有一个更好的办法:让它们两两相遇,然后共同制造下一代!

不错,的确不错!应该让各种各样的细胞先约会,然后两两繁殖。只有一对细胞建立了联系,继续分裂才有可能。

那么在这两个细胞中,究竟哪一个才能分裂呢?

嗯,这样也不行。约会策略虽然能够缓解细胞的疯狂分裂繁殖,但是问题依然存在:最后产生的依然是完全一模一样的分身后代。但即便如此,双性细胞的主意听起来依然不错。

这时,进化女神突然眼前一亮!

如果让一种受精和一种受孕性别的细胞共同繁殖,那么其产生的后代将综合父母双方的遗传基因。这个婴儿细胞将成为一个全新的、独立的个体,与父母同时存在。它继承了父母双方的基因,却又超出了两者之和。就这样,我们无限自豪地宣布:健康的细胞宝宝诞生啦。

进化女神不需要完全摒弃分裂繁殖原则,反之,她只需抛弃单细胞生物即可,多细胞生物才是重要角色。

我们不知道进化女神究竟如何迈出了她天才的第三步。或许当时有些细胞虽然能够分裂繁殖,然而分离出来的两个细胞宝宝却不能完全分开,而是像连体人一样形影不离。这样的双细胞成了一种独立的生物,它继承了父母的双倍基因,同时又不容易发生变异。而双细胞又分离出四细胞、八细胞……直至无穷无尽。

然而进化女神还有别的打算,她的目标是特殊化。因此她采取了一个措施:只有某些特定的细胞才能进行繁殖。为此她又修改了分裂过程,取消了对称分裂,因为在此之前,一切分离出来的细胞都与母体具有完全相同的特征。自此开始,新的细胞虽然与长辈的基因密码相同,却是完全不同的个体。随着时间的流逝,这一过程渐渐演变成了有等级的工作。只有大型细胞才能繁殖自我——它们生出胚细胞,而胚细胞有简单的基因码,它们通过减数分裂形成,即所谓的成熟分裂。有两种不同的胚细胞:卵子细胞个头较大,永远驻守在自己的载体中;精子细胞个头娇小,行动灵活,能够离开自己的载体,帮卵子受精。

大概在15亿年之前,两性战争就已爆发——同时开始的还有细胞联盟的历史,细胞们开始争城占地、吵闹不休。两性的革命其实在元古代就已爆发,并非首次发生于伍德斯托克①。

其实,双性受精的原则并不是什么新发明。早在细菌时代,性已是家常便饭,细菌们虽然没有雌雄之分,却懂得交换自己的基因信息。它们的外壳上有线状的肢节,能够运送基因。这些细菌能够很快地穿透对方的外壳,然后植入自己的基因信息。整个过程无关快感,唯一的目的只是彼此交流基因,使自己的物种类型日趋复杂。

红皇后之争——战战兢兢的生存之道

原则上,细胞分裂甚至比奥地利阿尔卑斯多夫的近亲繁殖还糟糕,因为复制出来的细胞完全一样。如果外部环境突然恶化,那么它们会全体死亡。距今25亿年前的氧气中毒事件就是一个很好的例子:物种的生命总是命悬一线,多次与灭顶之灾擦肩而过。

更高等的生命之所以能够诞生,还得归功于当时的局面——细胞终于不再只有一种。当时出现了各种各样的细胞,其中的某些细胞挨过了大灾难。也就是说,基因的混杂有百利而无一害:有机体各行其道,开枝散叶,愈来愈多的物种适应了外部环境。直到今天,细菌们还在进行这种原始性爱,然而其结果却令人头疼不已:通过这种性爱,它们能够对抗生素产生免疫力,令我们的生命岌岌可危。这是一场无穷无尽的战争。

进化生物学家将这场战争称为“红皇后之争”。

刘易斯·卡罗写过一篇《爱丽丝镜中奇遇记》——《爱丽丝梦游仙境》不为人知的续篇。这个故事中,爱丽丝邂逅了红皇后——一枚性格古怪的棋子,借助黑暗的力量统治着她的王国。在她的地盘中,时间和空间都失去了效力。有一次,红皇后要求和爱丽丝赛跑,然而不管她们如何努力,却怎么都不能迈出原地一步。红皇后跑得像魔鬼一样,爱丽丝模仿她的动作,然而两人依然在原地踏步。

“难道周围的东西在和我们一起跑?”爱丽丝绝望地喃喃自语,然后一头趴倒在草地上。

“唉,”她对同样气喘吁吁的红皇后说,“在我住的地方,如果人要到另外的地方去,像我们刚才那样跑步就可以了。”

红皇后摇着头说:“你们真懒!在我的国家,如果你想待在原地不动,就得拼命往前跑,如果你想去别的地方,就得以两倍的力气拼命跑。”

令人惊讶的是,红皇后的理论恰好说明了进化的最高原则:原地踏步者必将被淘汰。达尔文虽然提出了进化的优胜劣汰原则,却忽视了这一点。他认为物种之间的权力关系最终会达到一种平衡。然而事实证明,人们津津乐道的自然“平衡”其实只是一厢情愿。大自然从未有过平衡。在大自然的各个前线上,战火永远熊熊燃烧、经久不息。无论一个物种适应周围环境的能力多么强大,它必须永远保持警惕,因为敌人同样具有优秀的适应能力。赢家永远忧心忡忡,因为竞争者的队伍永远在不断壮大。所有人都绞尽脑汁,花招迭出,无论是物种之争,还是进化和大自然之争,没有任何一家能够真正笑傲江湖。

生命之所以成为可能,是因为物种学会了随机应变,先找到安家之地——黑烟囱,然后再离家出走。接下来,它们又学会将阳光转化成能量。必要时,它们还对大气层出手,改善周边环境,虽然它们差点因此招来灭顶之灾,但进化女神一直在孜孜矻矻地寻找新的途径。

生命的历史中没有永远的赢家,只有暂时的胜利,转眼间竞争者便会赶上来,超过领先者。唯独播撒病菌的细菌拥有极强的应变能力,医药业无论如何发达,都永远追不上它们的步伐。地球上所有的生物都避不开这轮惊心动魄的优胜劣汰,能够保住自己的地位,就已经是很了不起的成就了。

只有找到最佳的应敌策略,某一物种才能暂居上风。放眼望去,无数个红皇后简直充斥了整个宇宙。几乎所有的自然变故都突如其来。从没有人提醒过细菌:释放氧气对于大多数生物而言都是一个疯狂得无以复加的主意——当然,幸亏有细菌的这一举动,人类才能存在。如果那些已灭绝的生物在死后还能抱怨一两句,那么它们必然会破口大骂进化女神,怪她犯了许多愚蠢的错误。然而实际上,进化女神从来不犯错,当然,她的行为也永远不会完美无缺。

进化女神从来没有陷入死胡同,一切只是看问题的角度不同。

众多物种纷纷死去,此话不假,然而它们活了多久真有那么重要吗?

恐龙活到了6500万年前,而智人直到10万年后才学会使用汤匙,这差异真有那么关键吗?

所有诞生在地球上的物种,在有生之年曾追随着世界的步伐,这才是人们最应当关注的问题。

在遥远的某一天,地球将会被太阳——太阳无疑也是一个胖乎乎的红皇后——吞没。那时,大自然中的生命将再次归于尘土,或再次破土而出。或许早在那一天来临之前,人类就已经掌握了星际航行的科技,我们将和外层空间的红皇后们争斗不休,逼得她们无路可走。毕竟,我们也是红皇后。

和有限的生命赛跑——创造优质的基因

回到我们刚才的话题上——在元古代,物种只有借助纷繁复杂的基因多样性才有可能保住自己的小命。因此,性变成了一件很有意义的工作。不可否认,性是一份辛苦的差事,常常令人失望,有时甚至粗暴不堪。人们费时费力,还得掏钱吃昂贵的晚餐,不过作为混合基因的程序,性的确再适合不过了。

通过这种方式,遗传基因中的缺陷不再像细胞分裂一样一对一地传到下一代身上,而是在不断的混合中被渐渐剔除。每一代人的基因和分子结构与祖辈都不太一样。这一过程愈快、愈稳定,寄生物和细菌就愈难消灭个人或整个人类。

性以多样性为目的,它让人们更有效地利用环境和能源。因为毕竟人人有别,不会发生众人哄抢一块地盘的局面。此外,由于一样米养百种人,人们的口味也会有所差异,有人欣赏蓝眼睛,有人欣赏灰眼睛——各有所爱。今天的世界中,99.9%的非植物生命都有性生活。

或许有人会严肃地问:为什么女人不能像蚜虫那样独自传宗接代?蚜虫甚至还能自我分裂,就像4000万年来一直过着惬意的无性生活的轮虫那样——起码它们是这么宣称的。可是话又说回来,从来没有一只轮虫能有幸成为宇宙先生或登上《花花公子》的封面。我们还是老老实实地承认吧,性爱有很多优点,如果没有性,我们的存在会丧失很多乐趣。

单性繁殖和无性繁殖当然可以考虑,然而这样的生活毕竟缺乏热力,而且我们也知道这一选择的后果——一模一样的生物。在与红皇后的赛跑中,这些生物很快就会被远远甩在后面。因此进化女神才创造了两种性别,让他们不断糅合自己的基因和性格,制造出更优质、更新颖的结晶,因此世上才会出现不会倒车的男人和不懂得倾听的女人。

真菌和细菌喜结连理之后,进化成了更先进的物种,将多细胞生物推上了历史的快车。它们体内的细菌变成了粒腺体,这些粒腺体至今依然生活在动植物和菌类的细胞中,仿佛小小的化学加工厂,将氧、糖和脂肪转化成能量。

当时很多单细胞生物都具有惊人的活动能力,某些体内生成了一些蛋白质骨架,因此能通过收缩动作来移动身躯。此外,这些蛋白质的功能还类似于肌动蛋白和肌球蛋白,就像人类身体上的肌肉组织一样。还有一些单细胞生物有鞭毛,就像小小的螺旋桨一样推着它们运动。进化女神尝试了令人目不暇接的动力系统,这些对多细胞生物提供了极大的方便,因为它们即将登上生命史的舞台。

那么,最早的多细胞动物到底是什么模样呢?

它们的相貌恐怕令人不敢恭维:身体应该是长长的条形。作为真菌的复制体,在海中四处游荡的流浪生活让它们受益匪浅。由于它们个头不小,因此能够躲过猎食生物的毒爪,毕竟那些捕食者对它们有些望而生畏。另一方面,这些生物很快结成了联盟,因为它们的集体愈大,鞭毛也会相应增多。随着时光的流逝,这些复制生物渐渐演变成了独立而复杂的生命,它们开始受精繁殖,在自己的体内孕育下一代。

局势顷刻间翻转:受精卵子的分裂速度远远低于自由的单细胞生物——在人类身上,卵子的一次分裂大约需要16个小时。最重要的一点是,分裂出来的子细胞彼此截然不同。多细胞生物已不再是微生物的聚合体,相反,细胞们正在同心协力地推动有机体的发展——这才是多细胞生物赖以生存的奥秘。几次分裂之后,胚胎已形成了不同类型的细胞,这些细胞虽然具有同样的基因编码,却各有所长,能对自己的DNA进行功能编制。

一个生长了5个月的人类胚胎拥有约200种不同的细胞,各个细胞的功能都已被预先设定。有些细胞将成长为眼睛,有些成为手臂,有些则是骨骼或血细胞等等。同样的基本条件将转变成不同的有机组织。

正因为多细胞生物拥有形形色色的不同细胞,地球上的生命才没有被自己扼杀。身体的某个有机组织发展完毕时,会停止其分裂能力,保持优美的造型,完成各种困难的工作,而繁殖的任务就落在卵子的肩上,只有卵子才拥有完整的基因信息。

除此之外,性爱还给这个世界带来了自然死亡现象。在此之前——除了外部环境带来的毁灭性影响——细胞基本上永恒不灭。而身体细胞则会渐渐衰老、死亡,因此某一天,整个有机体也会随之覆灭。原始海洋中的生命永恒不死,而到了这一刻,生命被赋予了界限,这是进化女神向地球抛出的救命索,如不这样,整个星球会被挤爆。

为了在宇宙中占据一个位置,享受呼吸、饱食、性爱以及一生之福,生物需要付出代价——生命的有限性。

海龟能活200年之久,而蝼蛄的生命则宛如朝露。而无论是海龟还是蝼蛄都不会因为自己的年岁长短而大动干戈,唯独人类会这样做,因为他们被赋予了思考能力,这种能力时时调唆他们,让他们怨天尤人。其实,渴望长生不老是一种十分愚蠢的愿望。如果大幅度地拉长人的生命,那么所有人都会成为永远的退休银发族。

统计学者曾经计算过,如果一个人每天开两个小时的车子去上班,那么在一生之中,他总共得花6个月的时间等红灯。这应该已是极限了。而且,如果长生不老的话,总有一天我们会看完所有的电影,到了一千岁时,我们最终会忍无可忍,谋杀喋喋不休的老伴,最后被送进监狱。

人人为我。无数细胞,一具躯体。性爱,死神。在30亿年的漫长时光中,进化女神绝对没有坐视不管,她的成就令人叹为观止。到目前为止,地球上的生物依然是一些小不点。最早的多细胞生物个头很小,而且大部分都不幸早夭。它们的生存如履薄冰,刚刚打算成家立业,天气预报就送来了坏消息。

注释

①伍德斯托克,1969年8月15日到17日,于美国纽约州苏利文县附近举办的音乐节,吸引了约45万人观看。在20世纪60年代的世界学潮运动中,伍德斯托克所提倡的“和平、反战、博爱、平等”等理念对后世有深远影响。