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第六章:主动进化——记忆、选择与生物的反抗

从概率论定理到庞加莱回归,再到生命历史社会演化的终极奥义

我们已经完成了五章的旅程。蚂蚁的必然重复,原子的永恒回归,螺旋闭环式进化的理论框架,以及那些沉默地埋藏在地层中的史前证据。现在,我们要面对一个更根本的问题:在这个循环的、决定性的、有限集合加无限时间等于必然重复的宇宙中,生物究竟有没有“主动性”?还是说,一切都只是被动的、机械的、被自然选择这只“无形的手”推来推去的棋子?

如果进化只有自然选择,那么自然就是上帝。而我们已经知道——这世上没有上帝。

一、中科院实验:水稻的记忆与选择

2023年,中国科学院的科学家们做了一个意味深长的实验。他们将水稻种植在零下15摄氏度的低温环境中——这种温度足以杀死普通水稻。他们不仅仅是种下去,而是持续地、代际地种植,观察水稻如何应对这种极端的寒冷。

结果令人震惊。

经过若干代的人工筛选和低温驯化,一部分水稻品系存活了下来。它们在零下15度的环境中不仅能够存活,还能生长、抽穗、结实。科学家将这些耐寒水稻与它们的祖先——普通水稻——进行全基因组测序比较,试图找到究竟是哪些基因发生了突变,赋予了耐寒性。

他们发现:耐寒水稻与普通水稻的基因序列没有区别。不是一个碱基对的不同,不是任何一个已知的耐寒相关基因的变异。基因一模一样。

这怎么可能?

答案是:表观遗传学。基因没有变,但基因的“开关”——那些决定基因是否被读取、何时被读取、以多大强度被读取的化学修饰——改变了。科学家发现,在低温环境中,水稻会“打开”一些原本沉默的基因,同时“关闭”另一些基因。这些开关的设定能够被传递给下一代。当寒冷持续多代之后,这套“低温开关模式”被稳定地继承下来,使后代即使没有亲历过寒冷,也能在遇到低温时迅速启动防御机制。

更重要的是,科学家在这些水稻中观察到了一个被他们称为“记忆基因开关”的系统。水稻能够“记住”它曾经遭遇过的低温胁迫,并在未来的世代中以更快的速度、更强的强度做出反应。这不是拉马克的“用进废退”吗?后天获得的性状——对寒冷的耐受——被传递给了后代。而这一过程不涉及DNA序列的任何改变。

达尔文的自然选择理论说:变异是随机的,环境只是筛选者。有益突变被保留,有害突变被淘汰。但在这个实验中,没有发生任何新的突变。水稻只是“打开”了它已经拥有的基因。它没有等待随机的奇迹,而是动用了自己基因组中沉睡的武器库。

这是被动的自然选择吗?还是主动的生存策略?

二、用进废退:被遗忘的真理

拉马克——法国博物学家,1809年《动物哲学》的作者——在达尔文之前半个多世纪就提出了进化理论。他的核心观点是两条:第一,生物在使用中强化某个器官,在不使用中使器官退化;第二,这些后天获得的性状可以遗传给后代。

这就是“用进废退”。

拉马克被人嘲笑了两百年。经典例子:长颈鹿的脖子。拉马克说,长颈鹿的祖先需要吃到高处的树叶,所以不断地伸长脖子,脖子在“使用”中变长了,然后这种变长的脖子被遗传给了后代。魏斯曼用切老鼠尾巴的实验来反驳——切了二十二代老鼠的尾巴,每一代老鼠的尾巴都没有变短。于是拉马克主义被扫进了历史的垃圾堆。

但中科院的水稻实验表明,拉马克可能并没有完全错。他的错误不在于“后天获得性状可以遗传”本身,而在于他认为所有后天改变都能遗传。事实上,只有那些能够被表观遗传系统“记住”的改变才能遗传。切掉老鼠的尾巴,这不是老鼠自身的生理调整,而是外力的粗暴干预——老鼠的基因组和表观基因组没有任何理由对这种外力做出反应,因为自然界中没有“专门切老鼠尾巴”的环境压力。但寒冷不同。寒冷是环境对生物生理的真实挑战。生物体内进化出了应对这种挑战的机制——包括记忆基因开关——这种机制的输出被证明是可以跨代传递的。

用进废退,从来就不是一个简单的“多用就变大、少用就变小”的机械过程。它是生物体在面对环境变化时,主动调动自身遗传资源的一种能力。它是一种智慧。

当水熊虫脱水进入隐生状态时,它在做什么?它是在主动关闭自己的新陈代谢。这是一种“废退”——停止使用绝大部分生理功能,使它们暂时“废弃”。这不是被动地等待自然选择来筛选它,而是主动地采取一种生存策略。

当洞穴鱼的眼睛退化时,它在做什么?它的基因组中仍然保留着所有构建完整眼睛所需的基因。但在黑暗的环境中,它主动“关闭”了这些基因的开关,将能量重新分配到更有利的地方。这是一种主动的、有方向性的退化——而不是随机突变后被自然选择碰巧保留下来的结果。

自然选择论者会说:仍然是随机突变产生了眼睛退化的个体,自然选择保留了它们。这种解释永远正确,因为它无法被证伪——任何适应性特征都可以被事后归因于“某个随机的突变恰好发生了,然后被环境筛选了出来”。但这是一种同义反复:适应环境的个体就是适应环境的个体。

用进废退提供了另一种解释:生物体有能力感知环境的变化,并以非随机的、方向性的方式调整自身的基因表达,甚至将这种调整传递给后代。这不是神秘主义,这是表观遗传学。这不是拉马克的复活——这是对拉马克的现代重构。

三、主动进化:生物不是棋子

螺旋闭环式进化理论的核心,不止于“进化到极致则退化,退化到极点则重生”。它更深一层的含义是:在整个螺旋的每一圈、每一个阶段,生物——包括人类社会——都不是被动地等待环境抛来的骰子。它们在选择。

自然选择是一股力量。它无处不在。任何生物都不能完全逃脱它的约束。但说自然选择是进化的唯一途径,就等于说生物只是一堆被环境摆弄的肉体——它们的努力、它们的尝试、它们的主动调整,在进化的长河中毫无意义。

这和“神创论”有什么区别?

神创论说:有一个外在的、超越的、不可抗拒的力量决定了万物的形态。自然选择论的主流叙事说:有一个外在的、随机的、不可抗拒的变异和筛选过程决定了物种的形态。上帝换了一个名字,换成了“自然”。但生物本身仍然是没有发言权的材料。

这世上没有上帝。自然的法则不是神明发出的敕令,而是物质世界自身运行的方式。既然如此,生物——作为物质世界的一部分——自身就拥有改变物质世界的力量。生物不是被动的棋子。生物是参与规则的制定者。

什么叫“主动进化”?

它不是指生物有意识地、有目的地“决定”自己要变成什么样子——至少在大多数情况下不是。它指的是,生物体拥有内在的、非随机的机制来应对环境的变化。这些机制包括:

第一,表观遗传调控。 如水稻在寒冷中打开记忆基因开关。生物可以在不改变DNA序列的情况下,改变自己的性状,并将这种改变传递给后代。

第二,行为选择。 一个动物可以选择迁徙到新的环境中,从而使自己及其后代暴露在新的选择压力下。这不是环境在“作用于”生物,而是生物在“作用于”环境——主动选择一个新的环境。

第三,生态位构建。 河狸建造水坝,蚯蚓改造土壤,人类建造城市。生物改变环境,然后这些被改变的环境反过来成为进化的新压力。这不是单向的“环境塑造生物”,而是双向的、循环的“生物与环境互相塑造”。

第四,基因的水平转移。 细菌可以从其他细菌甚至完全不同的物种那里直接获取基因。这不是随机的突变,而是近乎“有目的”的基因获取——细菌“知道”自己需要什么抗性基因,然后从周围环境中直接提取。

这些机制加在一起,描绘了一幅与传统达尔文主义截然不同的图景:进化不是随机的变异被动的环境筛选,而是生物主动的、有智慧的、有方向性的应对挑战的过程。

随机突变当然存在。它确实为进化提供了原材料。但说它是唯一的原材料,就忽略了表观遗传、行为选择和生态位构建这些同样重要——甚至更重要——的机制。更重要的是,随机突变没有方向,而生物面对环境挑战时的反应是有方向的:朝着生存的方向。

四、生物与环境的斗争:人定胜天的真正含义

“人定胜天”这个古老的东方智慧,被误解了太久。它被理解为人类可以凌驾于自然之上,可以为所欲为而不受惩罚。这是一种傲慢,也是一种无知。

“人定胜天”的真正含义是:人类——以及所有生物——不是被动地屈服于环境。它们有能力通过自己的努力、自己的智慧、自己的主动选择,来改变自己和环境的关系。当水稻在零下15度打开记忆基因开关时,它在“胜天”。当水熊虫脱水进入隐生状态以求存活时,它在“胜天”。当古人类走出非洲、发明衣服、火炉和房屋,在原本不适合生存的寒冷地带繁衍时,他们在“胜天”。

“胜天”不是战胜自然、消灭自然。是超越自然对你的预设。是不接受“你只能在这里生存”的判决。是主动寻找、主动改变、主动适应的过程。

自然选择和环境压力是强大的。它们像一条河流——你可以在河水中漂浮,被水流冲到哪里算哪里;你也可以划动双桨,选择你的方向。河流的力量你无法完全无视,但你的桨是有用的。你的主动选择是有意义的。

在螺旋闭环式进化理论中,生物的主动进化是推动螺旋上升——以及后来的下降——的核心动力。一个物种能够沿着进化之路走到极致,不是因为被动的随机突变恰好给它送来了优势基因,而是因为它在每一代中都主动地与环境互动、主动地调整自身、主动地选择谁能留下后代。自然选择是那个环境过滤器,但主动进化是那个创造新可能性的引擎。

然而,主动进化也是一把双刃剑。当一个物种将某一条主动进化的路径推到极致——比如人类将自己的智力推到极致——它就会走向螺旋的顶端,然后不可避免地下坠。这不是惩罚。这是任何系统在有限环境中的必然宿命。你走得越高,摔得越重。你走得越远,回来需要的时间越长。

但在这个过程中,你做出的每一个主动选择都是真实的。你与环境之间的每一次斗争——无论胜败——都在螺旋上刻下了痕迹。

五、主动退化的智慧:向后的选择

螺旋闭环式进化理论不仅是关于进化的理论,也是关于退化的理论。而退化——如果我们正确理解它——同样是一种主动选择。

当一个物种选择退化某个不再需要的器官时,它不是在“失败”。它是在重新分配资源。它是在用“放弃一部分”来换取“保存整体”。这是一种智慧,不是一种衰弱。

想想人类今天面临的处境。我们进化出了巨大的大脑,发明了复杂的技术,建立了全球文明。但与此同时,我们正在失去一些基本的能力——方向感(被GPS取代),记忆(被搜索引擎取代),面对面的共情(被社交媒体取代),长时间专注(被碎片化信息取代)。这些是不是正在发生的“主动退化”?我们在放弃一些曾经帮助祖先存活的能力,因为我们生活在一个新的、由我们自己创造的环境中——在这个环境中,这些能力不再必要。

这是好事还是坏事?

从螺旋闭环式的视角来看,无所谓好坏。这是进化与退化的统一过程的自然展开。我们的大脑如此强大,以至于我们创造出了替代自己大脑某些功能的工具。于是那些功能开始退化。这可能会让我们的后代变得在某些方面“更弱”——但也在其他方面“更强”。螺旋在转动。我们不知道自己在螺旋的哪一段上。

但重要的是:这不是被动的。我们正在做出选择——尽管这些选择往往是集体无意识的,是无数个体的日常决策累积而成的宏观结果。我们在选择让技术接管我们的记忆,正如我们在选择让汽车接管我们的双腿。这种选择已经改变了人类的进化方向。

六、决定因素:生物主动,环境影响,自然选择筛选

让我们用最精确的方式,重新定义进化的动力机制:

起决定作用的是生物的主动改变。 生物体通过行为选择、生态位构建、表观遗传调控等方式,主动地、非随机地改变自身及其后代的性状分布。这是进化的“因”。

起影响作用的是环境。 环境为生物的主动改变设置了边界条件——什么方向是可行的,什么方向是致命的。环境提供奖赏和惩罚,但不创造奖赏和惩罚的对象。

起筛选作用的是自然选择。 自然选择不是动力的来源,而是过滤器。它将生物主动变化中那些不适应当前环境的变体淘汰,保留那些适应环境的变体。但它不能创造出那些变体本身。创造来自生物的主动。

这三者的关系,可以用一句话概括:生物主动变化,自然选择筛选,环境影响边界。

没有上帝。没有外在的、超越的造物主在操控一切。自然本身不是上帝。自然——环境——只是舞台。生物是在舞台上表演的演员。剧本不是写好的。演员在即兴发挥。每一代演员的表演影响了下一代演员的台词和动作。舞台也在表演中缓慢改变——但改变舞台的速度比改变演员慢得多。

蚂蚁在有限的房间中必然重复它的路。但那是因为房间是有限的。如果蚂蚁能够改变房间——如果蚂蚁能够拆掉墙壁、挖穿地板——那么它的路就不再是确定的循环。它就能创造新的可能性。

生物正在做这样的事情。它们——我们——正在改造这个“房间”。地球的大气成分、平均温度、海洋酸碱度、物种组成——这一切都在被生物的活动改变着。我们正在把有限房间的墙壁向外推。推到哪里?推到宇宙的尺度。但宇宙本身也是一个有限的房间。真正的终极问题是:宇宙的墙壁能不能被推开?或者,在宇宙之外,还有没有更大的房间?

这一点,我们留到最后一章。

但现在,我们必须承认:在这个有限的、循环的、必然重复的宇宙中,存在着一种真实的、不可还原的自由——生物主动做出改变的自由。这种自由被环境约束,被自然选择过滤,但它不是幻觉。

水稻在零下15度的冰雪中打开了记忆的开关。它“选择”了活下去。这不是拟人化的比喻。这是在分子层面上观察到的、可重复的、非随机的过程。

如果连一株水稻都能主动抗争命运,那么,人——你、我——有什么理由说自己只是被动地服从于某种规律的玩偶?

螺旋在转动。但在这个转动的螺旋上,每一个生命都在刻下属于自己的纹路。

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