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为什么生物不能永生?

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我在读初中的时候,担任班上的生物课代表。那时候我有一个疑惑,困扰了我很长时间:为什么人不能永生?

我之有这个疑惑并不是因为我怕死,那时候我什么都不怕,只怕我自己。我有这个疑惑是因为我学糊涂了,学生物学糊涂了。

那时我刚接触达尔文进化论,知道了什么叫做“物竞天择,适者生存”。就是这八个字,成为我疑惑的开端。

当时我是这么想的,如果有一个物种可以永生,在相同的生存条件下,种群的增长速率会比没有这种基因要高,这无疑会使它在与其他物种竞争时拥会有巨大的优势。

这就好比老李家要与老王家要拖家带口打群架,但是老王家有不死基因,所以打架那天老王家把他们的太爷爷、太太爷爷甚至祖宗都拉过来助阵。老李家别说打,吓都要吓个半死。

人类为什么不能永生?这个问题一直都没有搞懂。为此我那时还特地去请教了我的生物老师,希望他为我解惑。

那天我收好生物作业,便去了生物老师办公室。他正在备课,见我交完作业还没有走问我有什么事,我便把这个问题抛给了他。生物老师听到这个问题放下了手中的备课资料,表情略感诧异,说到初中就提出这个问题想当难得!我知道他在夸我,脸颊微红。

后来生物老师和我解释的一大堆,试图向我阐明其中的原因。当时我脑袋比较木讷,前面还好,后面就完全不知道我的生物老师在说什么。

不过我也不是一无所获,在我和生物老师的交流中,他说到:小王啊,其实你的观点也不是完全正确,你看灯塔水母就是不死之身嘛。

我对这句话印象非常深刻,以至于我现在记得还非常清楚,当时我完全不相信有什么东西可以永生。为此我还上网查了资料,还真有这么一回事,灯塔水母确实是不死之身。但不是人类传统意义上的长生不老,它实际上是一种无性繁殖方式。

那次和生物老师的交流并没有解开我心中的疑惑,但这反而引起我对这个问题更大的兴趣。

后来上高中我再次担任班上的生物课代表,我继续和高中老师讨论这个问题。但是依然没有搞懂。

值到最近读《自私的基因》,我似乎才找到问题的答案。

事实上,我们以及其他一切动物都是我们自己的基因所创造的机器——作为载运工具的机器人。我们存在的目的就是为了永久保存所谓基因这种禀性自私的分子。而永生,对于我们体内的基因来说,并不是他们永久保存的最优策略。

千万不要以为我胡说八道,这可是作者的观点。“事实比想象更离奇”,这句话说一点都没错。要想真的了解上述的观点,还得从生命的进化历程说起。

四十亿年前,地球上的一些有机物质在海洋里积聚起来。在受到如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。它并不见得是那些分子当中最大的或最复杂的。但它具有一种特殊的性质——能够复制自己的拷贝。看起来这种偶然性非常之小。但是墨菲定律告诉我们,再小概率的事件只要时间够长也会发生。

同样根据墨菲定律,任何复制过程都不可能是完美无缺的。在某一时刻,它的复制过程准会发生差错,而且这些差错是累积性的。

随着复制错误的产生和扩散,海洋中充满了由好几个品种的复制分子组成的种群,它们都是同一个祖先的“后裔”。这时 A 基因意外进化出能使自己更稳定的性质,不象其他分子那样易于分裂。因此,A 基因将会相对地多起来,这不仅仅是“长寿”的直接逻辑后果,而且是因为它们有充裕的时间去复制自己的拷贝。在当时,基因使自己永生无论什么情况都不是一件坏事,假定其他条件不变的话,那么 A 基因就会出现一个朝着寿命变得更长的“进化趋向”,最后达到永生。

本来讲到这里故事就结束了,A 基因极目四野,看到周围基本都是自己的同类,不禁大呼一声:还有谁?就在这时,狗血的事情来了。

被 A 基因压的抬不起头的 B 基因意外“发现”了一些方法,通过化学途径分裂 A 基因的分子,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。

A 基因悲剧了,永生在这种情况下并没有多大卵用。如果一成不变的化总会沦为 B 基因的食物。

A 基因积极寻求改变,试图通过其他手段使自己达到永生。它也许发现了如何用化学方法,或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。而那一层保护衣,就是基因最原始的生存机器。

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。

从这个角度来看,现在的人类与最初的那层蛋白质,对于基因来说,并没有太大区别,我们就是基因们高级一点的生存机器。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。

上述我解释了为什么说人是基因的生存工具,虽然基因在分子层面上完全不具智能,就是根据化学信号简单的复制而已。但在宏观层面上却具有很好的环境适应性。基因寄存在生物体内,并且根据环境变化进行适当的自我改造,从而获得生存和延续,这种策略在生存层面上无疑比人类引以为豪的智慧更加高效,而且 40 亿年的进化史证明这种策略卓有成效。

接下来我想说明的是为什么对于基因来说,个体的永生不是他们续存的最佳策略。

众所周知,现在的很多细菌都还采用二分裂方式进行繁殖,就像我们最原始的祖先那样。从某种意义上来看,他们都获得了永生,只要不是意外情况,他们都会无限分裂下去。而且这种生存策略对于细菌基因来看想当奏效。但这种永生我们感觉很变扭,它不同于人类普遍所认知的永生,既自己的肉体和自我意识永远存在下去。

那么人类个体的永生为什么不是我们体内基因续存的最佳策略呢?

假如人类能永葆年轻,还能不停的生育。那对于我们体内的基因来说,这不是一个吊炸天的存在么?那么基因为什么不干呢?

这是因为个体能够获得的资源是有限的,在把有限的资源用在自己的日常消耗上还是用在培育子代上,基因必须精打细算。培育子代收益/消耗比相对恒定,但是单个体的存活时间越长修复器官的损伤消耗的资源越多,即收益/消耗比逐渐减小 。

如果有一个种族是永生的,那么种族的每一个个体都要把大部分资源用于自身的日常维持上,只有少量的资源用于生育上。这就意味着永生的种族生育率极低,基因更换周期极长,在对环境的适应性上,当然比不过短命多产的种族。

况且如果旧的基因型个体如果永生,就会因为经验而垄断资源,使得新变异的个体得不到生存资源而淘汰,使得整个物种的基因进一步固化。

永生的种族在地球历史上肯定存在过,但最终被不断变化的自然环境淘汰。

其实永生基因并不是完全没有其施展拳脚的时候,“环境适宜生存,生命就选择繁衍;环境不适宜生存,生命就选择永生。”摩根弗里曼在《超体》里说到。细细思索不无道理。恐怕再次看到自然里的永生生物要到末世之时了,那是永生生物体内基因为延续自己最后的挣扎。

在环境适宜生存的情况下,为保证基因的多样性,使其在未来环境的变化中有足够的应付能力,避免自己种群的灭绝,个体必须死亡。

不得不提的是,促使其个体死亡的基因称为致死基因。半致死基因具有某种使个体衰弱的作用。任何基因都在生命的某一特定阶段对个体施加其最大的影响,致死和半致死基因也不例外。有趣的是,基因库中的晚期活动的致死基因要比早期活动的致死基因稳定得多。假如一个年纪较大的个体有足够的时间至少进行过若干次生殖之后,致死基因的作用才表现出来,那么这一致死基因在基因库中将仍旧是成功的。例如,使老年个体致癌的基因可以遗传给无数的后代,因为这些个体在生癌之前就已生殖。而另一方面,使青年个体致癌的基因就不会遗传给佷多的后代;使幼儿得致死癌症的基因就不会遗传给任何后代。

根据这一理论,年老体衰只是基因库中晚期活动致死基因同半致死基因的一种积累的副产品。这些晚期活动的致死和半致死基因之所以有机会穿过了自然选择的网,仅仅是因为它们是在晚期活动。

事实上,野生动物几乎永远不会因衰老而死亡,饥饿、疾病,或者捕食者都可以使它们丧生。直到前不久人类的情况也是如此。大部分动物在幼年时期就死亡,还有许多尚在卵子阶段就结束了生命。癌症以及其他老年疾病大部分的只会发生在人类身上。

那人类可以永生吗?

在《自私的基因》种,作者提出了两种可以使人类长寿的方法。

第一种方法完全是扯犊子,作者说到:“我们可以禁止在一定的年龄之前生殖,如四十岁之前。经过几世纪之后,最低年龄限制可提高到五十岁,以后照此办理。可以想见,用这样的方法,人类的长寿可提高到几个世纪。”我想问这种获得长寿的方法,收益的还不是自己,搁到你身上,你愿意吗?但是不能否认的是,作者的这一方法存在理论上地可行性。

第二个方法存在技术上的可行性,作者说到:“我们可以想办法去“愚弄”基因,让它认为它所寄居的个体比实际要年青。如果付诸实践,这意味着需要验明随着年纪的增大,发生在个体内部化学环境里的种种变化。任何这种变化都可能是促使晚期活动的致死基因开始活动的“提示” 。以仿效青年个体的表面化学特性的方法,有可能防止晚期活动的有害基因接受开始活动的提示。”现代科学证实,人的寿命和染色体上端粒的长度息息相关,现在已经通过修改端粒酶在细胞中的表达效率实现了人体组织细胞体外培养永生化,这就意味着端粒长度与致死基因的活跃度有很大关系。正如作者所说,如果我们修改端粒酶的活性,人为的加长端粒的长度,“愚弄”致死基因我们还很年轻,抑制他们的活动,或许我们能因此而永生。

事实上,人类是一种非常特别的动物,因为我们拥有自我意识。我们把自己看成一个单独的个体,而不是把自己看作一大堆细胞堆成的一坨,更不会把自己看作是基因的容器。我不否认存在其他生物也拥有自我意识,但是从意识对自身的改造改造力度上来看,人类无疑走在了最前列。我们最终从主宰我们的主人即基因那里解放出来,变成有执行能力的决策者。脑子不仅负责管理生存机器的日常事务,它也取得了预测未来并作出相应安排的能力。它甚至有能力拒不服从基因的命令,例如拒绝生育它们的生育能力所容许的全部后代。但就这一点而言,人类的情况是非常特殊的,自我意识的产生似乎是基因进化的一个意外,就像 40 亿年前海洋里最初那个复制基因的诞生。

随着科学技术的发展,人类越来越有可能通过基因技术的改造而达到永生,完成古代帝王梦寐以求的梦想,并且不要担心生育率和环境适应性所带来的问题。技术会帮我们解决这一切难题。但我想现实往往没有这么简单。

其实限制永生的最大难题不是在于科技的难关,而是在于伦理和文化。假如永生技术在民间普遍化合法化,那么它对我们现代社会的组织架构和人与人的生产协作方式的打击将是摧毁性的。我们可以好吃懒做,先浪几千年再谈工作问题;儿孙太多,只能断绝与他们大部分人的交往;和配偶结婚几千年了,想从换一个。。。对于个体,我们无疑会从永生技术中活得巨大的好处。但对于现有的人类的社会结构,个体的永生不见得是一件好事。

就算人类普遍获得了永生,那我们又回归到了最初的哲学问题:我们为什么会来的这个世界上?我们要到哪去?我们永生的意义是什么?

总不能玩到最后一辈子搓麻将吧。