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諾獎得主談死亡,只有一種永生值得我們擁有

2021/01/13
導(dǎo)讀
為何有些生物“只生不死”?
雖然沃爾德早已去逝,但他對死亡的真知灼見會得到“永生”,也讓我們更加清晰地認(rèn)識生命的意義。在沃爾德看來,“世間只有一種永生值得擁有,而人類早已擁有了”,它既不是精神的,更不是肉體的,那這種永生竟是什么?
死亡的起源和意義究竟是什么,圖片來自wikimedia.org

撰文 | 喬治·沃爾德(美國生物學(xué)家、諾獎得主)

 

今天我想談的是死亡的起源和意義。


無須悲傷,更不要畏懼,死亡是生命最重要的一部分,也是生命的發(fā)展中最偉大的成就之一,我保證這一段關(guān)于死亡的談話將會是一段輕松的旅程。


01



為何有些生物“永生不死”
 

星球會死亡,人也會死亡,但不是所有生命都必定會經(jīng)歷死亡,例如阿米巴原蟲可以永生不死,除非其所在環(huán)境的嚴(yán)苛超乎想象或其本身受到暴力傷害。一般情況下,一只阿米巴原蟲會分裂成兩只新的阿米巴原蟲,這是它以及所有單細(xì)胞生物的生殖方式,它們會無盡地分裂,不斷產(chǎn)生新的復(fù)制體。

 

單細(xì)胞生物的繁殖方式有時也會變化,雙核草履蟲就是一例,我認(rèn)識的一位名叫勞倫德·伍德拉夫(Lorande Woodruff)的生物學(xué)家就對此頗有研究。有時,兩只草履蟲會并列靠在一起,雙方通過體側(cè)凹陷的、平時用來攝食的口溝相互黏合,相連處表膜溶解,交換遺傳物質(zhì),最終再次分開各自進(jìn)行分裂生殖,此過程被稱為“接合生殖”。伍德拉夫研究的方向是,驗證草履蟲是否能不需要偶然發(fā)生的接合生殖,僅靠普通的分裂生殖就能無限分裂。


喬治·沃爾德1967年獲得諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎,圖片來自nap.edu


具體實驗過程是這樣的:每天早上,伍德拉夫教授到實驗室后,發(fā)現(xiàn)昨晚放在碗中獨自游來游去的一只草履蟲已經(jīng)變成了兩只。于是,他小心地將兩只草履蟲分開,讓草履蟲繼續(xù)孤單地待在碗中,沒有機會與另一只接合。如此進(jìn)行了一段時間后,伍德拉夫教授開始撰寫一系列論文,系列的第一篇名叫《無接合生殖的500代雙核草履蟲》。過了一段時間,第二篇題為《無接合生殖的1200代雙核草履蟲》的論文誕生。


實驗做了一年又一年,直到某年出現(xiàn)了一篇題為《無接合生殖的12000代雙核草履蟲》的論文,代表了這一系列實驗的頂峰。就這樣,伍德拉夫教授度過了歡樂且有意義的一生,向人們證明了草履蟲可以不需要接合生殖,僅通過簡單的分裂生殖一代又一代生存下去。


生殖方式和草履蟲一樣的生物還有很多,某種程度上,它們都可以“永生不死”。接下來我們要向前邁一大步,從單細(xì)胞生物進(jìn)入體型更大的多細(xì)胞生物,例如???。??敝硶r會從中間裂成兩半,由此產(chǎn)生兩個和上一代一模一樣的海葵。這種生殖方式在這個層次的生物中頗為常見,海葵的近親水螅生殖時母體周圍會生出小芽,這些芽會長大變成一整只水螅,然后與母體分離獨自生活,由此就產(chǎn)生出許多與上一代一樣的新水螅。


在扁形蟲的研究中我們又將向前邁出一大步。雖然扁形蟲是最低等級的昆蟲,但和水螅與??啾?,扁形蟲與人類更相似,它的身體有左側(cè)和右側(cè),即所謂的兩側(cè)對稱,還分頭端和尾端,神經(jīng)系統(tǒng)都集中在頭端,可見它是相當(dāng)復(fù)雜的生命體。一種常見的叫作“真渦蟲”的扁形蟲在繁殖時會收聚腰部,裂成兩半,然后分離的半身會再生出其缺失的部分,頭端會再生出一條新尾巴,尾端則會再生出一顆新頭,最終產(chǎn)生兩只新的真渦蟲。


有一位名叫斯托彭布林克(Stoppenbrink)的荷蘭科學(xué)家多年前做過一項關(guān)于扁形蟲的“饑餓游戲”實驗。實驗過程中,斯托彭布林克先切斷環(huán)境中的一切食物供給,讓真渦蟲僅靠消耗自身儲存的能量生存,進(jìn)而產(chǎn)生自食行為。真渦蟲會先停止一切生殖行為,生殖器官逐漸消失,然后甚至?xí)纸庀鞴僮鳛樯嫦氯サ哪芰?,因為在沒有食物的環(huán)境中消化器官顯然已經(jīng)毫無用處。


接著它們開始吸收自身的肌肉,隨著肌肉的消失,體型變得越來越小。只有一個器官不會受到自食行為的波及,那就是它們的中央神經(jīng)系統(tǒng),即使體型在不斷縮小,中央神經(jīng)系統(tǒng)的大小也會保持不變。如此一來產(chǎn)生了一個有趣的“副作用”,最終真渦蟲都變得看起來非常聰明,因為它們有一顆碩大的頭和幾乎看不見的細(xì)小身體。


讓我非常好奇的是,自食行為如果繼續(xù)下去的話,是否會連這顆僅剩的大頭也不放過,也許斯托彭布林克教授有一天到實驗室時,會發(fā)現(xiàn)真渦蟲的數(shù)量正在逐漸減少,直到一只都不剩。不幸的是,斯托彭布林克很快就開始重新投喂真渦蟲并且它們也很快恢復(fù)了失去的軀體,變回了原貌。


說實話,“饑餓游戲”就此終止讓我非常失望,但斯托彭布林克在這個實驗中有了更重要的發(fā)現(xiàn):進(jìn)食后恢復(fù)的真渦蟲其實并不是變回“原貌”,而是變成了一只全新的年輕真渦蟲。因此,我們可以通過間歇性地使真渦蟲陷入饑餓的絕境再重新投喂,使其不斷“返老還童”達(dá)到永生,雖然這樣顯然過于殘忍。


我所知的、最高等級的用分裂生殖方式繁殖的生命是我們常見到的蚯蚓的表親,屬于蠕蟲的一種。它有一個勁爆的名字,叫作“斷裂線蚓”,因為它只能通過分裂生殖的方式繁殖。在合適的時候,斷裂線蚓會斷裂成無數(shù)小塊,每個小塊都會再生出其缺失的部分,一條斷裂線蚓能產(chǎn)出五六只新線蚓。


02



高等生命的種質(zhì)傳承,近乎“不死”
 

不過,在分裂生殖以外,還有一種與之非常不同的繁殖方式,那就是有性生殖。我們所關(guān)注的死亡也在此粉墨登場,作為與有性生殖合作最密切的伙伴進(jìn)入我們的視線。我希望用19世紀(jì)最偉大的生物學(xué)家之一、現(xiàn)代遺傳學(xué)的奠基人奧古斯特·魏斯曼(August Weismann)的種質(zhì)論來詮釋有性生殖和死亡的合作關(guān)系。


魏斯曼認(rèn)為,所有采用有性生殖方式繁衍的生命都以一個受精卵為起點,經(jīng)過反復(fù)分裂,逐漸造就整個生物體。在分裂的過程中,細(xì)胞開始分化為不同的種類,一部分成為魏斯曼所謂的“種質(zhì)”,可以產(chǎn)出成熟的生殖細(xì)胞,即精子和卵子;另一部分成為軀體,魏斯曼稱之為“體質(zhì)”??傊屑?xì)胞都來自一個細(xì)胞,即受精卵,經(jīng)過分裂成為產(chǎn)生卵子和精子的種質(zhì)以及產(chǎn)生身體的體質(zhì)。


根據(jù)這種劃分方式,魏斯曼提出了兩條原則,第一條叫“種質(zhì)隔離”,用我們今天的話說就是遺傳信息的表達(dá)是單向的,永遠(yuǎn)從種質(zhì)到體質(zhì),不能反向從體質(zhì)到種質(zhì)。這也是獲得性遺傳理論不成立的原因,獲得性特征是個體在生活過程中,受外界環(huán)境條件的影響而產(chǎn)生的身體上的變化,屬于體質(zhì)范疇,所以不可能會傳遞到種質(zhì)并遺傳給下一代。


魏斯曼的第二條原則是“種質(zhì)潛在不死”,即種質(zhì)制造更多種質(zhì)(精子和卵子)的同時也可以制造出身體(下一代),所以種質(zhì)可以一代又一代傳承下去,近似于不死。種質(zhì)可以用分裂的方式產(chǎn)生新的種質(zhì),或者也可以生成身體。身體是保護(hù)、滋養(yǎng)、傳遞種質(zhì)的容器,使種質(zhì)與相對性別的種質(zhì)(異性的卵子或精子)混合相交,這就是繁殖。


繁殖的結(jié)果是產(chǎn)生下一代,種質(zhì)得以傳承,繼續(xù)“不死”,于是,此時的身體圓滿完成了使命,種質(zhì)不再需要身體,這就是死亡。死亡就是身體完成繁殖功能,成功傳遞生命后被廢棄。


由于感性因素的作用,很多人難以接受將身體視為工具的看法,即使是傳遞生命的工具也不行。但是,我們不妨先審查一下這種看法是否真的那么令人難以接受,至少三文魚不會覺得這聽起來有什么問題。對三文魚、鱒魚、鰻魚等很多生命體來說,開始繁殖就意味著準(zhǔn)備好赴死,兩者相伴發(fā)生、如影隨形,繁殖是它們生命的最后一舞。


三文魚的一生開始于在淡水中破卵而出的那一刻,它在淡水中逐漸長大,經(jīng)歷它的第一次蛻變,褪去身上艷麗的色彩,通體銀白,然后向海洋游去。在海洋中達(dá)到性成熟時,三文魚會回到淡水中,逆流而上到生長產(chǎn)卵場。在這段旅程開始前,三文魚會經(jīng)歷第二次蛻變,身體再次變?yōu)轷r艷的粉紅色,身體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也會發(fā)生劇烈變化,整個消化系統(tǒng)會徹底消失,因為此時的三文魚已不再需要進(jìn)食,它活著的目的只有一個,那就是前往產(chǎn)卵地,產(chǎn)下魚卵,然后死去。它的身體結(jié)構(gòu)也不再適于繼續(xù)生存,即使往三文魚的食道中塞入食物,它也已經(jīng)沒有器官可以消化食物了。


三文魚在這顆星球上并不是特例,接下來要聊的淡水鰻魚的生存之道也是這樣。歐洲和美洲大陸淡水中的鰻魚會用5到15年的時間成長,性成熟后發(fā)生蛻變,然后開啟一場前往大西洋最深最咸的區(qū)域馬尾藻海的長途遷徙之旅,最終在海洋深處產(chǎn)下卵后死去。和三文魚一樣,啟程前,整裝待發(fā)的鰻魚會經(jīng)歷一系列身體結(jié)構(gòu)方面的變化,為漫長的旅程剝?nèi)ゲ槐匾呢?fù)擔(dān),消化系統(tǒng)完全消失,從此永遠(yuǎn)不再進(jìn)食,它們的目標(biāo)只有一個,那就是到達(dá)馬尾藻海,產(chǎn)卵然后死去。


在海洋中新生的幼年鰻魚必須獨自順著父母來時的路回家,它們的返鄉(xiāng)本能非常神奇,雖然美洲鰻和歐洲鰻都在同一片海域產(chǎn)卵,但新生鰻魚從不會混雜在一起或找錯家。美洲鰻要花15個月才能從馬尾藻?;氐矫乐薮箨?,它們在這個過程中會逐漸蛻變?nèi)缓筮M(jìn)入淡水流域生活。歐洲鰻則需要大約3年的時間才能到達(dá)歐洲,一路上充滿艱難險阻,但它們必須如此才能繁衍生息。


在生殖大遷徙中,繁殖是生命的告別演出,迎接繁殖就是迎接死亡。還有一種遷徙行為也與死亡相關(guān),比三文魚和鰻魚更甚的是,死亡就是這種遷徙的目的。在生殖遷徙中,死亡的出現(xiàn)是因為身體完成了傳遞生命的功能,而我接下來要談到的遷徙的意義就是毀滅生命。


這就是饑餓大遷徙。在食物短缺的情況下,動物們會開始大規(guī)模移動,跑到城鎮(zhèn)或其他動物的棲息地這些它們平時絕不會出現(xiàn)的地方尋找食物。這其中最著名的例子要數(shù)旅鼠大遷徙了。旅鼠是一種看起來圓滾滾的鼠類,主要棲息在挪威北部的山腰地區(qū)。每過幾年,就會出現(xiàn)一次旅鼠大遷徙,你可能也早已對此有所耳聞。遷徙開始后,數(shù)十萬只旅鼠從山腰如同洪水一般傾瀉而下,進(jìn)入城市,阻塞交通,接著奔向海邊。到達(dá)海岸后,旅鼠群會跳入海中繼續(xù)游動,直到體力不支大批死去,最終消失在人們的視線中。


這是一則震撼人心的故事,但在我看來,真實情況沒有這么戲劇化。真相是,在發(fā)生旅鼠遷徙的年份,即所謂的“旅鼠年”中,特定地區(qū)的旅鼠數(shù)量超過了當(dāng)?shù)刭Y源的供給能力,造成了食物短缺。于是,一種旅鼠天性中應(yīng)對食物匱乏的機制被觸發(fā),鼠群開始躁動起來應(yīng)對饑荒。其實,從原生動物到人類的所有生命體內(nèi)都有這種應(yīng)對機制,饑餓驅(qū)使生物更積極地活動,沒有特定方向地四處游蕩,去尋找更多食物,這就是旅鼠遷徙的原因。


由于挪威地形的原因,群山朝向海洋一側(cè)的旅鼠會很快游蕩到海邊,跳入海中最終淹死;但在山的另一側(cè),旅鼠會到達(dá)拉普蘭德地區(qū)的平原地帶,在平原上反復(fù)穿梭直到死去。在饑餓大遷徙中,大批旅鼠會從原來所在的族群中分散出來,然后死去,這就是整個過程的目的。


旅鼠大遷徙有這么幾個關(guān)鍵點:


(1)食物出現(xiàn)短缺;

(2)大量旅鼠開始挨餓;

(3)最饑餓的部分旅鼠開始四處游蕩;

(4)在漫無目的的游蕩中,大批旅鼠死去;

(5)最終,當(dāng)一定數(shù)量的旅鼠離開后,留在棲息地的旅鼠有了足夠的食物,遷徙行為于是自動終止。


作為人類,我們會覺得旅鼠的自殺行為頗為反常,十分怪異,可人類也不見得有多高明,饑餓的旅鼠會結(jié)束自己的生命,饑餓的人類則會去殺戮,去剝奪別人的生命。雖然我們?nèi)祟愔鲝堊约旱奶幚矸绞礁臃献匀唬檬蟮姆绞揭灿衅鋬?yōu)點。首先,從結(jié)果上說,用死亡遷徙應(yīng)對饑荒,種群死亡的個體數(shù)量更少;其次,除了個體死亡,不會造成其他破壞,幸存下來的旅鼠們的家園仍然完好無損,和之前一樣;再次,自然選擇發(fā)揮了作用,覓食能力較弱、比較饑餓的旅鼠會先出發(fā)赴死,而能找到更多食物、覓食能力更強、沒那么餓的旅鼠則會留在家園中。


相比之下,當(dāng)資源枯竭時,人類的一般做法是發(fā)動戰(zhàn)爭,帶著一腔熱血去殺戮、掠奪、死去。所以,從生物學(xué)角度看,旅鼠的方式其實比人類更優(yōu)秀。


03



只有一種永生值得擁有,而人類早已擁有了
 

現(xiàn)在是時候談一談人類了。首先,前面曾經(jīng)提到,很多人難以接受將身體視為通過繁殖傳遞生命的工具。我和這些人一樣,不喜歡這種想法,而且認(rèn)為這種想法確實不適用于人類。當(dāng)然,在大多數(shù)情況下,當(dāng)科學(xué)家想講一些令人不舒服的話時,都會先聲明說這個理論不適用于人類,還會附加一些令人保持樂觀的小案例來粉飾理論的殘酷。我也不能免俗,所以我們就先說說蜜蜂吧。


蜜蜂社會與人類社會非常相似,其社會的核心力量、驅(qū)動社會運作的角色叫作工蜂。它們是生殖器官發(fā)育不完全的雌蜂,無法生育。相對而言,蜂巢中唯一有生殖能力的雌蜂是蜂后,通常一個蜂巢只有一只。除繁殖外,蜂巢中所有的工作都是由工蜂完成的,它們會外出覓食,建造并且日常清潔蜂巢,在蜂巢通氣口處扇動翅膀像空調(diào)一樣為蜂巢通風(fēng)換氣,養(yǎng)育幼蟲,甚至連蜂后也是工蜂一手帶大的,工蜂會給將成為下一代蜂后的幼蟲喂食特殊的食物。


總之,它們會做所有事,除了繁殖。這跟人類社會中的某一方面有些相似,在人類社會中,有些成員為社會做出了貢獻(xiàn),但并未養(yǎng)育后代。例如,音樂家巴赫有很多孩子,但據(jù)我所知,貝多芬就沒有孩子。有人會因此貶低貝多芬的偉大嗎?不會,因為生孩子的能力不是我們從巴赫和貝多芬身上尋求的價值。同理,牛頓也沒有孩子,有人在乎嗎?完全沒有關(guān)系。這些人為社會服務(wù),創(chuàng)造極大價值,因為這些人生前取得的成就,我們以生而為人驕傲,以萬物之長自居。


這就是人類社會中繁殖和個人價值的關(guān)系,繁殖和人對社會的貢獻(xiàn)可以完全無關(guān),人可以用多種方式為社會服務(wù),同時也是為生命服務(wù),所以人的身體不僅僅是傳遞生命的工具那么簡單。


自有歷史記錄以來,人類一直在追尋著永生之法。永生一般指肉體的不死,不是精神的不朽,雖然精神的不朽也是一種永生。你聽說過的尋找不老泉或者賢者之石的傳奇故事,都是求永生意愿的體現(xiàn)??墒牵S刺的是,如果一個不老不死的人憑借無限的壽命取得了驚人的成就,那也沒什么特別的,因為我們這些凡人在有限的生命里也有可能取得那些成就。


彼得·梅達(dá)瓦(Peter Medawar)寫過一本名叫《獨特的人》(The Uniqueness of the Individual)的書,對不老不死的妄想提出了非常犀利的質(zhì)疑。在書的前兩章中,梅達(dá)瓦預(yù)設(shè)了這樣一種可能:假設(shè)有一個人,肉體不死,成長到20歲,身體狀態(tài)達(dá)到頂峰,之后就不再成長也不再衰老,同時最重要的是,給予他不必經(jīng)歷自然死亡的恩惠。


雖然我們都把自然死亡作為一種理所當(dāng)然,但梅達(dá)瓦不這么認(rèn)為,他問過所有認(rèn)識的醫(yī)生是否見過有人自然死亡,即所謂的老死。醫(yī)生們都回答,他們從未見過有人僅因為年齡而死,生命的結(jié)尾處,總是諸如肺炎或者某些器官衰竭這類因素對他們的病人給出最后一擊。由此,梅達(dá)瓦認(rèn)為,即使世人都認(rèn)為人生命的終點是自然死亡,但其存在與否其實非常可疑。


即便帶著懷疑,梅達(dá)瓦仍然賦予了這個人永恒的青春和不會自然死亡的身體,然后,他又加上一條福利:讓這個人的生殖能力一直保持在20歲的水平,可以不斷產(chǎn)出后代?,F(xiàn)在這個人還有什么需要擔(dān)心的?有很多,他仍要承受這副身體可能經(jīng)受的病痛的折磨,在馬路上被車碾過的危險,還有戰(zhàn)爭、瘟疫、饑荒帶來的暴力威脅。保險公司的風(fēng)險評估師只要看這人一眼,很快就會計算出他所面臨的所有生存風(fēng)險以及相應(yīng)的保險費率是多少。


事實上,這個永生的人和我們普通人面對的問題沒有什么不同,區(qū)別之小用梅達(dá)瓦的話說就是:我們從生到老到死能支配的時間,跟我們不老不死所能擁有的時間相差無幾。


我還想補充一點,我認(rèn)為人類已經(jīng)達(dá)到了永生,只不過是在我們意想不到的方面。我們希望在體質(zhì)即肉體上不死,因為肉體對我們來說意味著一切,我們已經(jīng)與體質(zhì)墜入了愛河。對一個人來說,他即是這副肉體,肉體即是他,是其一生積累的所有寶藏的倉庫,所以他希望肉體永生不滅。但是,其實人的生命在種質(zhì)上早已達(dá)到了永生,因為種質(zhì)可以在1萬年甚至100萬年后繼續(xù)產(chǎn)生新的肉體和種質(zhì),可惜很多人并不稀罕這種永生。


以前的我也是這樣,認(rèn)為人類的永生走錯了方向。但我現(xiàn)在醒悟了,在我看來,現(xiàn)在的每一個生命個體,都代表著一條從30億年前生命第一次出現(xiàn)在這個星球到今日不曾斷開的生命之鏈,這才是真正的永生。


30億年間,種質(zhì)通過簡單的分裂不斷繁衍,不斷產(chǎn)生并舍棄肉體,創(chuàng)造了單細(xì)胞生物和原生生物以及其他生物。種質(zhì)如果想在大海中暢游,會創(chuàng)造出魚;如果想在天空中翱翔,會創(chuàng)造出鳥;如果想讀一本書,會創(chuàng)造出一個人。


《生命的選擇》一書由喬治·沃爾德撰寫,中信出版社2020年出品


換句話說,人類現(xiàn)在所持有的種質(zhì)在30億年里一直不斷更迭,創(chuàng)造出了我們今天的世界。你和我都有的種質(zhì)有時會創(chuàng)造出魚,有時會創(chuàng)造出青蛙或蠑螈之類的兩棲動物,有時會創(chuàng)造出大地上的爬行類動物,最終創(chuàng)造出了人類。


如果我們理性并克制地讓其繼續(xù)發(fā)展,天知道在未來的歲月中它會造出什么東西??偠灾?,不必再執(zhí)迷于虛無縹緲的肉體不死,這世間只有一種永生值得擁有,而人類早已擁有了它。


制版編輯 | Morgan


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