细胞生命的礼赞-第2章

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Chapter　2　可用作倒数计时的一些想法

每一帮远征月球的宇航员归来时，人们总要搞的那一套苦心经营的仪式，其中总有某些晦涩难懂的东西，似乎还是某种象征。宇航员们总要首先赞美地球的不可侵犯性，而每一次赞美，都以程式化的设计重新表演出我们对于生命本质久已有之的忧虑。他们不象我们或许要想到的那样，双膝跪倒，亲吻飞船的甲板；那样会侵犯、搅扰、玷染那甲板、那飞船、周围的海和整个地球。相反，他们戴上外科手术用的大口罩，迈着轻快的步子，举起双手，什么也不触动，进入一个无菌箱。他们从玻璃板后面神秘莫测地、象无菌操作一样向总统招手，唯恐鼻息里的月尘沾到总统身上。他们被高高挂起，悬渡到休斯顿的另一个密封室里，等待四十天检疫隔离的期满。在此期间，人们不安地看着接种了的动物和组织培养，害怕真的出现什么凶兆。直到这长长的灭菌隔离仪式完成之后，他们才获许重见天日，才能开车子光顾百老汇。
外星来客或另一个世纪的人，会认为这一套玩艺儿不折不扣是疯子行为。唉，局外人是不会理解这一套的。这年头，我们作事就得这样。假如月球上有什么生命，我们首先要怕它，必须提防着它，免得染上点什么。
或许那是一只细菌、一条迷路的核酸、一个酶分子，或者是什么光滑无毛、灰眼睛透着狡黠的无名小东西。不管是什么，一旦我们想到了它的存在，这个外来的、因而便是有恶意的东西，就不是好玩的。一定要把它关起来。我想，关于这事儿的辩论会会转向讨论如何最干净利落地杀死它。
真是奇事一桩，我们竞能连嘘一下也没有，就全都接受了这种恐惧外来者的作法，好象这样作只不过是依某条自然法则行事似的。这从某种方面暴露了我们的世纪，暴露了我们对生命的态度，暴露了疾病和死亡对我们的困扰，还有我们的人类沙文主义。
有片断的证据说明我们错了。我们所知的大多数有生之物的相互关系，基本上是合作关系，是程度不同的共生关系；看似敌对时，它们通常保持距离，其中的一方发出信号和警告，打旗语要对方离开。一种生物要使另一种生物染病，那需要长时间的亲近、长期和密切的共居才能办到。假如月球上有生命，它就会为我们接纳它加入球籍而孤苦地等待。我们这儿没有独居生物。在某种意义上，每一个生物都跟其他生物有联系，都依赖于其他生物。
据估计，我们真正认识的微生物，很可能只是地球上微生物的一小部分，因为它们中的大多数不能单独培养。它们在密集的、相互依赖的群体中共同生活，彼此营养和维持着对方的生存环境，通过一个复杂的化学信号系统调整着不同种间数量的平衡。在我们目前的技术条件下，我们还不能把所有的微生物一个一个地都分开，单独培养，正如我们不能把一只蜜蜂从蜂窠取下，而使它不致象脱皮的细胞般干死一样。
细菌虽小，却已经要现出群居性生物的样子了。它们一定能为研究不同生命形式之间在所有层面上的相互作用提供相当好的模型。它们靠合作、适应、交流和以物易物而生活。细菌和真菌，很可能还借助由病毒建立的通讯系统，组成了土壤的基质（有人提出，得力于微生物的腐殖酸，对于土壤物质来说，它就相当于我们体内的结缔组织）。
它们彼此靠对方而生存，有时还生活在彼此的里面。蛭弧菌属（Bdellovibrio）钻透其他细菌的体壁，蜷缩进它们里面，在其中繁衍，然后再冲出来，好象它们认为自己是噬菌体一样。有的细菌群体插足于较高级生命形式的事务如此之深，以至于看起来好象是那些植物和动物体内新型的组织。根瘤菌充斥于豆科植物的根毛中，看起来就象一群贪婪的、入侵性的病原体。但是，它们介入后形成的根瘤与植物细胞合作，却成了大地的主要固氮器官。在植物细胞与微生物细胞之间进行的豆根瘤蛋白生产，是共生高技术的样板。蛋白质是由植物合成的，但这种合成只有在细菌的指令下才能进行；为这种物质编码的植物DNA，可能归根到底还是在其进化的初期从微生物来的。
那些生活在昆虫组织内的细菌，比如跟蟑螂和白蚁的含菌细胞结合在一起的那些菌类，看上去好象寄主身上特化的器官。迄今还不情楚它们为那些昆虫干了些什么，但已经知道，没有它们这些昆虫就活不长。它们象线粒体一样，一代一代由卵细胞遗传了下来。
已有人提出，原核细胞之间的共生联系，乃是真核细胞的起源，而不同种类真核细胞间的融合（比如，游动的、具纤毛的细胞并入吞噬细胞），导致了一些菌落的形成，这些菌落最终变成了后生生物。果真如此，那么，那些把此与非此区分开来的同一性标志，早已经混淆不清了。今天，海洋生物在这样的程度上被共生关系主宰着，已经很难说谁是谁的问题了，甚至某些共生生物起着一单个生物的作用时，也很难说清这由共生生物组成的生物与其他生物之间谁是谁的问题。那些牢牢地附着在某些蟹类甲壳上甚至螯足上的海葵，它们能够准确识别那些附着面的分子构型；而蟹类也能辨认出它自己的海葵，有时会找到它，让它附到甲壳上作为装饰。有些在它们自己看来已经成为某些种海葵的功能器官的少女鱼类，在它们很小的时候就使自己适应于生活在寄主那致命的触角之间；它们不能立即游进去，必须先在边缘地区来回窜动，直到体表带上海葵认为可以接纳的标记，才能游进这些触角。
在调节动物间关系的过程中，有时会有一些发明创造，就象是即兴想出来的，为可能的进化提出的建议。其中有些是和善的，甚至是机智的。几年前，有些澳大利亚冲浪者被一些小动物螫了。原来那是一些装备有僧帽水母毒刺的禗腮类动物。这些海神腮属的群落以水母为食，将水母作为食物加以处理，让其中的刺细胞附着于它们的体表，一时产生了某种暂时的杂种，它带有海神腮和水母两者的特征，尽管有些不对称。
甚至在情况要求有赢有输的时候，这种交易也未必是一场战斗。海生腔肠动物门海扇的几个种的成员彼此之间表现的那种冷漠态度表明，保持个性的机制一定在进化出免疫机制之前很久就业已存在了。海扇们长起来总是密密丛丛地挤在一起，长成一块块枝状的东西，但它们并不彼此融合。假如融合了，那它们的形态无疑将乱成一团。西奥多（Theodor；J。L。）在一系列漂亮的实验中表明，当将两个同种的个体放在一起、密切接触时，其中较小的一个总是先行解体。这种自我毁灭来自一种完全由较小者控制的裂解机制。它没有被摔出场外，没有被以力战胜，也不是火力不敌，它只是自愿退场。知道生物界还有这样的事，未必就令人安慰，但至少让人吃惊之余会觉得舒舒服服。
大气中的氧，是植物中的叶绿体产生的（让人惊讶的是，叶绿体也生活在巨蛤和更低级的海洋生物的吸管里）。组织培养中，遗传上毫无联系的细胞聚到一起，无视种的不同，融合成一些杂种细胞，这乃是一种自然的趋势。炎症和免疫机制实在得设计得非常强大，才得以把我们这些生物彼此分开。如果没有这些相当卖力的机制，我们或许早已进化成一种到处流动的合胞体，盖过地球，那么，大地上就连一朵花都不会生发出来了。
也许，我们会觉得，仅仅出于善意而接纳从其他星体来的别的生命形式是可能的。我们这个星球毕竟是在雨水里含有维生素B12的星球！据帕克（Parker；B。C。）的计算，当农田耕作时，对流的风暴把B12从土壤带到大气上层，它在雨水中的含量已足够使偌大的水塘中开出一朵可见的裸藻花。



Chapter　3　作为生物的社会


从适当的高度往下看，大西洋城边青天白日下的海滨木板路上，为举行年会从四面八方聚集而来的医学家们，就象是群居性昆虫的大聚会。同样是那种离子式的振动，碰上一些个急匆匆来回乱窜的个体，这才略停一停，碰碰触角，交换一点点信息。每隔一段时间，那群体都要象抛出钓蹲鱼的钓线一样，准确无误地向恰尔德饭店抛出一个长长的单列纵队。假如木板不是牢牢钉住，那么，看到他们一块儿筑起各式各样的巢穴，就不用感到吃惊了。
用这种话来描绘人类是可以的。在他们最强制性的社会行为中，人类的确很象远远看去的蚁群。不过，如果把话反过来讲，暗示说昆虫群居的活动跟人类事务总有点联系，那在生物学界将是相当糟糕的态度。关于昆虫行为的书籍作者，通常要在序言里苦口婆心地提醒人们，昆虫好象是来自外星的生物，它们的行为绝对是有异于人的，完全是非人性、非世俗、几乎还是非生物的。它们倒更象一些制作精巧、却魔魔道道的小机器。假如我们想从它们的活动中看出什么显示人类特点的东西，那就是在违反科学。
不过，让一个旁观者不这样看是很难的。蚂蚁的确太象人了，这真够让人为难。它们培植真菌，喂养蚜虫作家畜，把军队投入战争，动用化学喷剂来惊扰和迷惑敌人，捕捉奴隶。织巢蚁属使用童工，抱着幼体象梭子一样往返窜动，纺出线来把树叶缝合在一起，供它们的真菌园使用。它们不停地交换信息。它们什么都干，就差看电视了。
最让我们不安的是，蚂蚁，还有蜜蜂、白蚁和群居性黄蜂，它们似乎都过着两种生活。它们既是一些个体，做着今天的事而看不出是不是还想着明天，同时又是蚁冢、蚁穴、蜂窠这些扭动着、思考着的庞大动物体中细胞样的成分。我认为，正是由于这一层，我们才最巴不得它们是异己的东西。我们不愿看到，可能有一些集体性的社会，能够象一个个生物一样进行活动。即使有这样的东西，它们也决不可能跟我们相关。不管怎么说，这些东西还是存在。野地里一只独行的蚂蚁，不能设想它头脑里想着很多。当然，就那么几个神经元，让几根纤维串在一块儿，想来连有什么头脑也谈不上，更不会有什么思想了。它不过是一段长着腿的神经节而已。四只、或十只蚂蚁凑到一起，围绕着路上的一头死蛾，看起来就有点意思了。它们这儿触触，那儿推推，慢慢地把这块食物向蚁丘移去。但这似乎还是瞎猫撞着死老鼠的事。只有当你观看聚在蚁丘边的、黑鸦鸦盖过地皮的数千蚂蚁的密集群体时，你才看见那整个活物。这时，你看到它思考、筹划、谋算。这是智慧，是某种活的计算机，那些爬来爬去的小东西就是它的心智。
建造蚁丘的时候，有时需要一批一定规格的细枝，这时，所有成员立刻都着魔般搜寻起正合规格的细枝；后来，外墙的建筑就要完成，要盖顶，细枝的规格要改变，于是，好象从电话里接到了新的命令，所有的工蚁又转而寻找新型号的细枝。如果你破坏了蚁丘某一部分的结构，数百只蚂蚁会过来掀动那一部分，移动它，直到恢复原来的样子。当它们觉察到远方的食物时，于是，长长的队伍象触角一样伸出来，越过平地，翻过高墙，绕过巨石，去把食物搬回来。
白蚁在有一个方面更为奇特：群体变大时，其智慧似乎也随之增加。小室里有两三只白蚁，就会衔起一块块土粒木屑搬来搬去，但并没有什么结果，什么也没有建造起来。随着越来越多的白蚁加入，似乎达到了某种临界质量或法定数，于是思维开始了。它们开始把小粒叠放起来，霎时间竖起一根根柱子，造成一个个弯度对称的美丽拱券。一个个穹顶小室组成的晶状建筑出现了。迄今还不知道它们是怎样交流信息的，也无人明白，正在建造一根柱子的白蚁们怎样知道停止工作，全队转移到一根毗邻的柱子，而时候一到，它们又怎样知道把两根柱子合拢，作成天衣无缝的拱券。一开始使它们不再把材料搬来搬去，而是着手集体建筑的刺激物，也许是在它们的数目达到特定阈值时释放的外激素。它们象受了惊一样作出反应，它们开始骚动、激奋，然后就象艺术家一样开始工作。蜜蜂同时过着几种生活：既是动物，又是动物的组织、细胞或细胞器。离窠外出寻找花蜜的单个蜜蜂（根据一个跳舞的小蜂给它的指令：“去南偏东南七百米，有苜蓿——注意根据太阳偏转调整方向”）仍然是如同有细丝系住一样属于蜂窠的一部分。工蜂在营建蜂窠的时候，看上去就象胚细胞在构成一片发育中的组织；离远一点看，它们象是一个细胞内的病毒制造出一排排对称多边形晶体。分群的时刻来到，老蜂王打算带着它的一半家口离窠而去，这时的景象就象蜂窠在进行有丝分裂。群蜂一时来回骚动，就象细胞液里游动的颗粒。它们自动分成几乎一点不差的两部分，一半跟着要离去的老蜂王，另一半跟着新的蜂王，于是，象一个卵子分裂一样，这个毛茸茸晶黑金黄的庞然大物分裂成两个，每一个都拥有相同的蜜蜂基因组。
多个单独的动物合并成一个生物的现象并不是昆虫所独有。粘菌的细胞在每一个生命周期都在作着这样的事。起初，它们是一个个阿米巴状细胞在到处游动，吞吃着细菌，彼此疏远，互不接触，选举着清一色的保守党。然后，一阵铃声，一些特殊的细胞放出聚集素，其他细胞闻声立即聚集一起，排成星状，互相接触、融合，构成动作迟缓的小虫子，象鳟鱼一样结实，生出一个富丽堂皇的梗节，顶端带一个子实体，从这个子实体又生出下一代阿米巴状细胞，又要在同一块湿地上游来游去，一个个独往独来，雄心勃勃。
鲱鱼和其他鱼类的群体有时紧紧挤在一起，动作如此协调，以至于整个群体从功能上似乎是一个多头鱼组成的巨大生物。成群的飞鸟，特别是那些在纽芬兰近海岛屿的山坡上作窝的海鸟，同样是互相依存、互相联系、同步活动。虽然我们无论如何也是所有群居性动物中最具社会性的——比蜜蜂更互相依赖，联系更密切，行为上更不可分，我们却并不经常感到我们的联合智慧。然而，我们也许是被联在一些电路里，以便贮存、处理、取出信息，因为这似乎是所有人类事务中最基本、最普遍的活动。我们的生物功能，或许就是建筑某种丘。我们能够得到整个生物圈中所有的信息，那是以太阳光子流作为基本单位来到我们这儿的。当我们知道这些东西是怎样克服了随机性而重新安排成各种东西，比如，弹器、量子力学、后期四重唱，我们或许对于如何前进会有个更清楚的概念。电路好象还在，即使并不总是通着电。
科学中使用的通讯系统应能为研究人类社会信息积累机制提供简洁而易操作的模型。齐曼（Ziman；J。M。）在近期《自然》杂志上著文指出，“发明一种机制，把科学研究工作中获得的片片断断的知识系统地公布于世，一定算得上现代科学史上的关键性事件”。他接着写道：一份期刊把各种各样……大家普遍感兴趣的知识，从一个研究者传递给另一个研究者……。一篇典型的科学论文总是认为自己不过是一条大锯上的又一个锯齿——它本身并不重要，但却是一个更大项目的一个分子。〔这种技术，这种使得许许多多以微薄的贡献进入人类知识库的技术，乃是17世纪以来西方科学的秘密所在，因为它获得了一种远远超过任何个人所能发出的共同的、集体的力量〕（〔〕内的着重号是本书作者加的）