叢林法則：黑暗還是光明

叢林法則（上） 來自回到2049

叢林法則：黑暗還是光明？（上）

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《三體》中的黑暗森林法則想必大家已經耳熟能詳了，其本質上是一種利己主義、你死我活的生物觀。而其根源則在於達爾文的著名論斷，他認為：整個自然界，到處都是戰爭，每一個有機體都在與另一個有機體戰鬥，或者是與外部世界戰鬥，比如說獅子捕食羚羊、細菌侵染有機體、植物相互鬥爭以奪取一方向陽的土地，黃博士和潘博士為了同一個意淫中的女神而不共戴天等等。

可以說，繼達爾文之後，在整個20世紀中，進化理論的專家都把生命世界描繪為一個叢林，這個叢林是黑暗的，為了生存而鬥爭便是這裡的唯一法則。而這一觀點更是因為理查德-道金斯的成功而得到空前的強化。道金斯在1976年出版的《自私的基因》一書中，認為所有生物體就好像是「被隨機編程的機器人」，負責保護那些自私的名為「基因」的分子，這是因為，基因是進化選擇的主要對象。可以說，這種貫穿著鬥爭哲學的生命觀極具說服力，甚至是滴水不漏，以至於被許多人奉為圭臬。

但細細想來，這種觀點真的就是正確的嗎？恐怕未必。

因為無數的事實告訴我們，生命中絕非只有鬥爭。進入21世紀以來，一種更為平衡的新的生物學生命觀開始衝擊這一單一狹隘的生命進化觀。在這一新觀念中，合作至少與競爭擁有同等重要的地位。不可否認的是，生命的要義在於生存，但生存之道並不僅限於鬥爭和消滅對手，也同樣包括合作與結盟。秉承這一觀點的人之所以這樣說，並非抹殺戰爭和競爭的意義，只是將著眼點放得更高，他們力圖清除原有的盲區，關照到生命間所有的互動形式，有自私，也有互助；有衝突，也有聯盟；有個體，更有交互網路。隨著層出不窮的證據的出現，我們看到了另一部更為平和的生命史，這部新的生命史告訴我們的是，各種生物之間存在一張難以想像、出人意料的隱秘網路，甚至可以用「反自然」來形容。

所以，面對大自然的偉大奇蹟，我們必須擺脫只關注個體間暴力競爭的舊眼光，而要將目光投向一種廣闊合作下的微妙平衡，因為這類合作遍布生態系統的各個方面。

好了虛的整完了，接下來我們來看幾個具體的例子。現在人們已經知道，在猿類中，存在一套極為複雜的關係與情感系統，其中涉及共情能力、平等意識、初步的道德感與政治等等。這些發現帶動了一大批動物行為學的研究，比如就在幾年前，人們發現烏鴉也具有平等意識。而同類生物間的合作，並非大腦體積足夠大的脊椎動物所特有。比如達爾文就注意到蜜蜂、白蟻這樣的社會性昆蟲，不過在當時，這些物種間的同類合作，一直被當做沒有普遍性的特例。還比如說細菌，科學家發現細菌也有令人驚嘆的合作現象。其中最突出的一點就是，每一個細菌個體都能夠感知自身所屬的群體大小，並在數十種行為中保持步調一致，這些行為包括繁殖、釋放防禦信號等等。

另外一大驚喜來自於植物界，植物間也存在相互支持。植物學家發現，一些年長的植物會將養分輸送給生長在它周邊的後代，這樣一來，這些年幼的植株即使是被大樹的樹蔭遮蔽，也能正常生長。所有這些行為都經歷了進化的考驗，並成為了保證物種延續性的重要特性。

也許上面說的這些，你覺得這沒什麼的，畢竟同種間的相互協作，無非是為了整體物種的存續，這無可厚非，沒什麼值得驚訝的。但事實上，異種生物間的合作關係，同樣是不知道普遍到哪裡去了，這些發現共同指向了一個概念，這就是「共生」。

與鬥爭相反的是，這類非同種個體間的親密合作對雙方都有利。一個典型的例子就是遍地存在的地衣，它其實是真菌和藻類兩者共生的產物：真菌允許藻類在自身組織中生長，使其免受脫水之災；作為交換，藻類合成真菌生長所需的糖分。

地衣

其實，共生並不是什麼新發現，在1877年達爾文還在世的時候，人們便已經對其進行了定義。但是長久以來，它一直被認為只是一種邊緣現象，是一種偶然存在的溫馨。比如牙籤鳥會為鱷魚剔牙、螞蟻寄居在樹上等等，這些現象確實很有趣，但沒人認為它們具有任何特殊的生物學意義。

不過到了上世紀70年代，情況發生了轉變，共生現象也許要比人們所認為的廣泛的多，也深入的多。美國生物學家琳-馬古利斯發現，所有動物細胞內，都含有一類小小的與能量相關的細胞器，這就是線粒體，而它們實際起源於與動物共生細菌。也就是說，共生其實就發生在我們的細胞內部。同樣的，植物用來進行光合作用的細胞器，其起源也與動物的線粒體類似。

馬古利斯

到了上世紀80年代，人們對共生現象的重視再次提升到了一個新的高度，而其導火索便是深海熱泉的發現。深海熱泉所處的環境之嚴酷，就不用多說了。但正是在那樣的環境中，也存在著極其豐富而又奇妙超凡的代謝系統。我們知道，在黑暗的深海熱泉中，唯一能利用的只有化學能。問題是，只有少數幾種細菌能夠將這些能源提取出來。所以，那裡的大量生物，不論是軟體動物，還是蟹類、蠕蟲什麼的，都將這些細菌納入了自己的機體組織中，甚至會為這些細菌而進化出一些特別的器官，比如巨型管蟲無疑就是其中的佼佼者，人稱「共生之王」。

巨型管蟲沒有消化管和嘴，不過在它們體內，有一個占其體重15%的營養體部，其中裝滿了細菌，正是它們在製造巨型管蟲所需的能量。由此，巨型管蟲也成為了生物學新範式的完美例證：它並不吞噬細菌，而是選擇與它們共生，以保證自己在深海熱泉這種地獄般的環境中，也能奇蹟般的存活下來。

巨型管蟲

可見，唯有「聯盟」，才是在惡劣環境下生存的最好策略。不止於此，現在很多科學家也相信，在早期地球的惡劣環境中，深海熱泉遠離海洋表層的紛擾，又富含化學能源，很可能那裡就是生命的搖籃。如果這一說法得到證實的話，那麼共生很可能就是生命起源的條件之一，一切都始於地獄般環境中的某種結合。

而對於共生現象的廣泛性，森林無疑為我們提供了完美例證。雖然我們時常看到的是森林表面的殘酷競爭，但森林的根基其實位於地下。在森林的下層空間中，每一棵樹木都與大約200種細菌保持著共生關係。同時，每一株真菌也分別與許多樹木形成共生。利用這些網路，它們相互之間進行著大量營養物質和糖分的交換。甚至有一些並不含葉綠素的林下灌木，它們是靠真菌從遠處其他樹木運送而來的糖分而存活的。所以，這個龐大的生態系統並不是簡單的個體疊加，而是一個無比複雜的網路。

在上面這一描述的基礎上，我們還可以加上每株植株內部與植物共生的細菌，還有那些生態系統中的互利者，比如傳粉動物、幫助散播種子的鳥類和哺乳動物，以及土壤中參與物質循環的無脊椎動物，像是蚯蚓等等。所有這一切構成了一個無比複雜的互動網路。當然了，在這其中，有掠食者有獵物，有寄生也有競爭。但在生物學層面上，相比於戰爭，我們看到的其實更多的是妥協與交換，雖然這些妥協與交換有時是在威脅或不平等之下，但這又如何，總要比你死我活要好的多。所以說，我們前面說到的大樹照顧小樹什麼的，其實並不是什麼生態特例，而恰恰是自然界的常態。

這裡需要特別注意的是，所謂的共生並不是共棲，而是合作者之間一種真正的生物學滲透，尤其是最核心物質的滲透，這便是基因。共生雙方並非自顧自，而是會通過化學物質，持續地進行著交流、合作、協調與配合。總之，這是一種複雜的互動，而我們目前對此僅有十分表面的認識，但無論如何，對於巴斯德以來默認細菌侵入動植物導致疾病的生物學家來說，這是一場新的革命。

當然了，人體也逃不過這一複雜的網路。數量龐大的微生物群就在我們的消化道內安家落戶，其數量更是在肌體細胞的10倍以上。而且我們現在十分清楚地知道，沒人可以離開腸道微生物群落而存活。幾乎每周都會有關於這些微生物的論文發表，研究它們對糖尿病、過敏、大腦發育以及免疫系統的影響。

2010年，科學家對人體微生物組進行了部分測序。如果人類基因組僅包含2.5萬個基因的事實，曾讓很多人覺得失望的話，那麼這次測序也許正是拯救這一失望的鑰匙。因為測序結果發現，這些微生物包含330萬個基因。人們甚至由此懷疑，我們體內的生化工具盒是否主要是由我們的細菌盟友掌控的。現實情況是，生物體內的共生就像俄羅斯套娃那樣層層嵌套，比如某些單細胞腸道共生體，還會與某些其他細菌形成共生，共同形成了無比複雜的共生網路。

總之例子不勝枚舉，現實告訴我們的是，共生現象之普遍與深入，是難以想像的。甚至我們可以說，共生並不是一個個單獨的系統，而是將整個生物界聯繫了起來。那麼共生是如此得顯而易見，為什麼人類卻要這麼晚才認識到這一點呢？新的生物學觀念，又將推動人類認識朝著怎樣的方向前進？

叢林法則：黑暗還是光明？（下）

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書接上上回，前天說到，生物界中共生現象是普遍且深入的，共生甚至將整個生物界聯繫了起來。那麼既然如此，為什麼人類發現這一事實會這麼晚呢？首先，生物間的合作關係要遠比正面鬥爭隱蔽得多。而隨著歷史的進程，科技的進步，特別是分子生物學技術的發展，使得人們可以研究土壤中所有的微生物群落。對人體消化道中的微生物，也是如此。其次，雖然從微生物學到植物學，很多領域都接納了合作的概念，但對進化理論專家來說，「合作」始終是一個令人頭疼且爭論不休的問題。因為長時間以來，人們都無法解釋合作現象的存在。經典進化論認為，進行合作的生物體最終都會被「作弊者」淘汰，因為後者在享用合作成果的同時逃避付出，並因此而獲得壯大。根據這一思路，生物間的互助只可能是短暫的。然而科學史已經無數次地證明，對理論無法解釋的部分，科學家有時會傾向於沒看見。

好在目前，共生得以長久存在之謎正在被慢慢破解。科學家已經提出了一些理論機制，能夠解釋互利共生系統得以維持進化的意義。其中最有趣的一種觀點認為：某些生物體有能力懲罰那些不願合作的夥伴，在一些共生系統中，如果共生體不履行它的合作任務，那麼宿主就會餓死它，有時候反過來也是成立的。由此，互利共生的穩定性終於有了一種達爾文主義的解釋，那就是共生體耍手段的話，終將得不償失，降低自身的生存概率。

不過，對於進化理論學家來說，還是很難適應這一革命性的理論，怎麼可以把生命體看作是聯網中的俄羅斯套娃呢？這不開完樂么？因為這會極大的模糊個體之間的界限。我看到的到底是黃博士這個人，還是一坨細菌？自然選擇究竟是如何進行的，選項又有哪些？脫離樹林孤獨生存的樹木，還能否用「適者生存」來解釋？這一解釋對這棵樹以及和它共生的細菌都適用嗎？總之，各種爭論十分激烈。

為了調和各種爭論，以色列特拉維夫大學的尤金-羅森伯格和妻子伊拉娜-羅森伯格，提出了一個新的進化理論框架，他們稱之為「全基因組理論」。這一概念的原型來自於美國，最早被稱作「全功能體」，用來定義珊瑚和藻類的共生，以及所有與它們協作共生的生物，包括：真菌、古細菌、原生動物等等。而全基因組理論其實就是全功能體理論的升級版，全基因組指的就是這些生物體所包含的全部基因信息。羅森伯格夫婦將這一思路推向極致，他們提出，在進化中，面臨自然選擇的基本單元不是生物個體，而是全功能體。事實上，沒有任何動植物是完全乾凈的，與它們共生的微生物對動植物的進化起到了非常關鍵的作用。這些微生物不僅能夠確保動植物行使更多的功能，還能確保共生在動植物的後代身上延續。所以，自然選擇針對的基因組並不僅僅是宿主的基因組，而是共生各方的基因組。

那麼如果這一理論是正確的？是不是說就要推翻達爾文理論了呢？顯然不是。事實上，新的理論不但與達爾文思想沒有任何對立，反而是使其煥發出新的光彩，並拓展其意義範圍。達爾文所理解的進化論，首先是變異，其次是環境施加的選擇。而變異一直以來都被歸結為宿主基因突變的產物。不過現在，新的理論的提出使人們認識到，共生也是生物不斷創新的重要推手。當然了，總體的格局並沒有變，還是達爾文主義所主導的。

也許全基因組理論也是錯誤的，也會被其他理論所超越。但現實告訴我們的是，我們必須轉變視角，生態系統不再是物種的集合，而是物種網路的集合。雖然一切都將變得更加複雜，更加讓人難以捉摸，但依託更強大的計算能力，細胞生物學和生態學的發展，將使我們擁有更精細、也更全面的進化模型。

現在，合作現象不僅向我們提出了誘人的理論問題，令我們重新思考進化與生命的原動力究竟為何，同時也開始發揮其影響力。比如在農業領域，生物共生技術近幾十年來由於充足而廉價的化肥和農藥而被棄如敝履，但如今它們正強勢回歸，被用於保障產量、防治蟲害。而在醫學上，人體共生菌已經被視為通往機體代謝平衡的關鍵。在生態學中，對合作網路的認識，在瀕危物種保護方面已經變得至關重要。

最後把兩天的內容總結一下，因為我快編不下去了。總之，整個生命史表明，通過恰當的合作，生物們可以大大拓展有限的資源。如果說20世紀的生物學注重物種間的鬥爭關係，那麼21世紀的生物學，會將注意力轉移到生物間的這種聯盟之上。誠然，合作與競爭通常是一個現實的兩個側面，是互補的兩種生活策略。它們之間的界限有時候非常脆弱，很容易就發生相互的轉化，我們很難定義從哪一瞬間開始，某個寄生物為了自保而促進宿主的代謝，搖身一變成為它的合作夥伴。但可以肯定的是，認為個體自私封閉、只擁有自身基因，並與外界持續鬥爭的理念已經徹底過時了。而從共生的角度反思生命世界，也許正是擺在21世紀生物學家面前的首要重大課題。