被低估的科學(xué)女斗士：創(chuàng)新與爭(zhēng)議并存的傳奇人生
論文經(jīng)歷15次退稿，一經(jīng)面世就遭群嘲；挑戰(zhàn)權(quán)威，提出進(jìn)化來(lái)自共生；堅(jiān)決否認(rèn)艾滋病由HIV病毒引起…… 離經(jīng)叛道的觀點(diǎn)塑造了馬古利斯頗具爭(zhēng)議的一生。
撰文 | 楊梟
編輯 | 李研
如果把地球46億年的歷史縮短到一天，那么在凌晨6點(diǎn)（35億年前）的時(shí)候，最簡(jiǎn)單的原核生物就已經(jīng)出現(xiàn)在微有暖意的水中，而到了下午2點(diǎn)（19億年前），真核生物才粉墨登場(chǎng)。生物學(xué)家一直在思考，經(jīng)過(guò)16億年的歲月演化，真核生物究竟從何而來(lái)？真核生物中植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞的差別又是如何產(chǎn)生的？
有一種理論，被稱為內(nèi)共生學(xué)說(shuō)（Endosymbiotic Theory），對(duì)此作出了有趣的解釋。內(nèi)共生學(xué)說(shuō)認(rèn)為，真核細(xì)胞中的質(zhì)體（包括葉綠體）和線粒體來(lái)源是與其共生的原核細(xì)胞，后者被前者吞噬并逐漸演化成現(xiàn)在的細(xì)胞器。（注：生物學(xué)上常提到的共生，是指兩個(gè)生物一起生存，互利共贏，比如藻類與真菌構(gòu)成的地衣，這與“內(nèi)共生”不是一個(gè)概念。）
例如，古細(xì)菌吞入了較小的需氧型原核生物，由寄生過(guò)渡到共生，較小的原核生物就逐漸演變?yōu)榱思?xì)胞的線粒體，這是動(dòng)物細(xì)胞的進(jìn)化途徑。而植物細(xì)胞中的葉綠體，則是古細(xì)菌吞入了像是藍(lán)藻這樣的始祖光合生物，并最終共生演化為了植物細(xì)胞中的一部分。
（圖源：Shoshanah Dubiner）
如今，內(nèi)共生學(xué)說(shuō)已有較為完整的證據(jù)支持，得到學(xué)界普遍贊同。然而，這一理論的接受過(guò)程卻如《物種起源》一樣，漫長(zhǎng)而艱辛。面對(duì)無(wú)數(shù)的嘲諷和不屑，有一位女斗士始終奮勇向前，她就是林恩·馬古利斯（Lynn Margulis）。
年輕激進(jìn)的女斗士
林恩·馬古利斯于1938年出生在美國(guó)芝加哥的一個(gè)猶太復(fù)國(guó)主義家庭。小林恩14歲就進(jìn)入了芝加哥大學(xué)攻讀文科專業(yè)。在這里，她不僅因?yàn)樽x到孟德爾的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)，對(duì)生命科學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣，還結(jié)識(shí)了她的第一任丈夫卡爾·薩根（Karl Sagan）——后來(lái)成為了著名的天文學(xué)家和科幻作家。
薩根對(duì)科學(xué)的熱情感染了林恩，他也將她帶入全新的遺傳學(xué)領(lǐng)域。兩個(gè)人的愛情跌宕起伏，他們一起幸福地旅行過(guò)很多地方，也像小情侶一樣吵架分手無(wú)數(shù)次，林恩甚至錄下一卷磁帶，列舉了所有她不該嫁給薩根的理由。盡管如此，19歲的時(shí)候，林恩嫁給了21歲的薩根。薩根帶她離開了她已經(jīng)無(wú)法再忍受的芝加哥，終于，她在威斯康星大學(xué)麥迪遜分校開始了對(duì)遺傳學(xué)的探索。
但他們并不是一對(duì)美滿的夫妻，婚后的薩根不再像戀愛時(shí)那樣繼續(xù)鼓勵(lì)林恩學(xué)習(xí)科學(xué)，而是想讓她成為一個(gè)以家務(wù)為己任的妻子。兩人婚內(nèi)有諸多不和，薩根甚至辱罵和虐待林恩。最終，林恩在加州大學(xué)伯克利分校讀博士期間，結(jié)束了與薩根的婚姻。
作為遺傳學(xué)界的新人，馬古利斯有種初生牛犢不怕虎的精神，初讀到內(nèi)共生學(xué)說(shuō)就深深為之著迷。早在1905年，共生起源（Symbiogenesis）就由俄國(guó)生物學(xué)家康斯坦丁·梅列施科夫斯基（Konstantin Mereschkowski）提出，但是并沒有相關(guān)的支持證據(jù)。在20世紀(jì)60年代，雖然生物界逐漸發(fā)現(xiàn)了越來(lái)越多內(nèi)共生學(xué)說(shuō)的證據(jù)，但仍然普遍覺得這個(gè)理論太過(guò)不可思議。只有馬古利斯，著手整理相關(guān)的證據(jù)，試圖讓大家接受這一學(xué)說(shuō)。在經(jīng)歷了15次退稿后，終于在1967年發(fā)表了《論有絲分裂的起源》（On the Origin of Mitosing Cells），將共生起源的話題推向生物界輿論的風(fēng)口浪尖。
馬古利斯的這篇文章一經(jīng)面世就遭到了群嘲。長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)家認(rèn)為進(jìn)化只是通過(guò)隨機(jī)的突變后緩慢發(fā)生了變化。相比達(dá)爾文（Darwin）的進(jìn)化論，共生起源并不是一個(gè)個(gè)體相互競(jìng)爭(zhēng)、適者生存的故事。根據(jù)馬古利斯的說(shuō)法，隨機(jī)的基因突變并不足以解釋生命進(jìn)化時(shí)為何能創(chuàng)造出新的特征。
另一方面，馬古利斯還被指責(zé)為激進(jìn)的女權(quán)主義者。在她看來(lái)，現(xiàn)代科學(xué)被男性的啟蒙思想構(gòu)造出來(lái)，都是關(guān)于支配自然、破解奧秘的事情，科學(xué)成果成為工具，用以控制威脅、建立文明和統(tǒng)治世界。而與之相對(duì)的，馬古利斯的生物學(xué)討論的是吞噬、沉浸和相互改變。
盡管面對(duì)諸多指責(zé)與嘲笑，馬古利斯依然用超然的毅力和勇氣堅(jiān)持內(nèi)共生學(xué)說(shuō)，終于將其從“邪說(shuō)”扶為“正統(tǒng)”。等到1981年，她發(fā)表《細(xì)胞進(jìn)化中的共生》（Symbiosis in Cell Evolution）時(shí)，大家已經(jīng)普遍接受了她的觀點(diǎn)，而這一學(xué)說(shuō)的證據(jù)直到現(xiàn)在還源源不斷地被發(fā)現(xiàn)。
（圖源：yorksj.ac.uk）
離經(jīng)叛道
內(nèi)共生學(xué)說(shuō)只是馬古利斯叛逆學(xué)術(shù)道路的開始。內(nèi)共生學(xué)說(shuō)畢竟因?yàn)樽C據(jù)的涌現(xiàn)逐漸被學(xué)界接受，但隨后馬古利斯提出的一系列離經(jīng)叛道的學(xué)說(shuō)，至今缺乏嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖C據(jù)支持。
“生命與環(huán)境的相互作用，能使得地球適合生命持續(xù)的生存與發(fā)展。地球整個(gè)表面，包括所有生命（生物圈），構(gòu)成一個(gè)自我調(diào)節(jié)的整體，這就是蓋亞（假說(shuō)）?！?/p>
“蓋亞”是古希臘神話中的大地女神，蓋亞假說(shuō)就像是一個(gè)更宏觀、更全面的內(nèi)共生學(xué)說(shuō)，在內(nèi)共生學(xué)說(shuō)初受到承認(rèn)時(shí)就受到了馬古利斯的注意。它由英國(guó)學(xué)者詹姆斯·羅夫洛克（James Lovelock）提出，馬古利斯與他一拍即合，兩人迅速成為合作伙伴，并發(fā)表了系列文章。
因?yàn)檎撟C不夠嚴(yán)密、缺乏證據(jù)支持，蓋亞假說(shuō)不被主流學(xué)界認(rèn)可。1981年，羅夫洛克首次找到了支持證據(jù)，他用計(jì)算機(jī)模擬了一個(gè)“雛菊世界”：雛菊分為吸收太陽(yáng)光和反射太陽(yáng)光兩種，兩種雛菊數(shù)量維持著動(dòng)態(tài)平衡，以調(diào)控這個(gè)世界吸收的陽(yáng)光數(shù)量，維持全球氣溫的均衡。隨后，這個(gè)模擬的世界又逐漸引入了更多生物，結(jié)果顯示，具有生物多樣性的復(fù)合模型提高了該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
傳統(tǒng)的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)認(rèn)為，地球演化和生命進(jìn)化各自獨(dú)立進(jìn)行，蓋亞假說(shuō)卻認(rèn)為兩者形成了一個(gè)超級(jí)生命體，共同進(jìn)化。蓋亞假說(shuō)與許多環(huán)保觀點(diǎn)相聯(lián)系，比如我們?nèi)祟愒斐傻臏厥覛怏w問(wèn)題，維持蓋亞的溫室氣體成分穩(wěn)定也成為了如今最大的科學(xué)和政治挑戰(zhàn)之一。
如果這只是有關(guān)環(huán)保的假說(shuō)，馬古利斯并不會(huì)受到如此多的非議。在馬古利斯看來(lái)，蓋亞假說(shuō)絕不是環(huán)境發(fā)展的可持續(xù)這么簡(jiǎn)單。她認(rèn)為，物種進(jìn)化的重要力量恰恰就是共生的積累。換言之，新物種的出現(xiàn)并非源于“達(dá)爾文進(jìn)化論”中的突變和適者生存，而是共生。
進(jìn)化來(lái)自共生這一觀點(diǎn)讓她遭受了最大的挑戰(zhàn)?！哆M(jìn)化論為什么是對(duì)的》作者杰瑞·科因（Jerry Coyne）批評(píng)她對(duì)于新達(dá)爾文主義和基因進(jìn)化的反感“是毫無(wú)理由的”。內(nèi)共生學(xué)說(shuō)闡述了線粒體等細(xì)胞器的起源問(wèn)題，只能說(shuō)明細(xì)胞器來(lái)源于共生的看法是對(duì)的，但并不能說(shuō)明所有關(guān)于共生的理論都是對(duì)的。比如，她堅(jiān)決否認(rèn)艾滋病是由HIV病毒引起的。她甚至否認(rèn)HIV病毒的存在，固執(zhí)己見地認(rèn)為艾滋病只是梅毒，我們無(wú)法檢測(cè)到梅毒螺旋體是因?yàn)樗c人體細(xì)胞形成了共生。
這些離經(jīng)叛道的觀點(diǎn)也塑造了馬古利斯頗具爭(zhēng)議的一生。
我們應(yīng)該尊重那些像馬古利斯一樣的科學(xué)家，他們對(duì)于某些理論的堅(jiān)持讓我們對(duì)于科學(xué)有了更深刻的理解。但是我們也應(yīng)該記住，即使一個(gè)人發(fā)現(xiàn)了一個(gè)真理，那也并不能成為她/他其余觀點(diǎn)正確的“保證書”，任何理論都需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐魄谩?/span>
1999年，馬古利斯獲得美國(guó)國(guó)家科學(xué)獎(jiǎng)?wù)隆?/p>
2011年，馬古利斯因中風(fēng)在家中去世，享年73歲。
參考資料
[1] http://www1.ihns.ac.cn/members/liu/doc/earthstory.htm
[2] http://dayuan.blog.kepu.cn/20161201091639.html
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Symbiogenesis
[4] http://www.lateralmag.com/columns/model-specimens/lynn-margulis-and-the-radical-origin-story
[5] Margulis L. Symbiotic planet: a new look at evolution[M]. Basic Books, 2008.
[6] Margulis L. On the origin of mitosing cells[J]. Journal of theoretical biology, 1967, 14(3): 255-274.
[7] https://www.bbvaopenmind.com/en/lynn-margulisa-rebel-scientist/
[8] https://www.edge.org/conversation/lynn_margulis-lynn-margulis-1938-2011-gaia-is-a-tough-bitch
[9] Margulis L. Symbiosis in cell evolution: Life and its environment on the early earth[J]. 1981.
[10] https://www.marxists.org/reference/subject/philosophy/works/us/gaia.htm
[11] https://en.wikipedia.org/wiki/Gaia_hypothesis
文章頭圖及封面圖片： Portrait of Lynn Margulis and the Five Kingdom logo created by her son Dorian Sagan
