这一篇是这文章的第1讲,先来简单介绍一下这门课的总体结构。
在前3讲里,会聊一下生命科学的意义,了解一下生命科学的思维方式,后面会具体阐述构造智慧生命的十大元素。
先来谈谈生命科学是一门什么样的科学,你为什么应该学一点生命科学。
在我看来,在人类所有的科学领域中,生命科学是最谦卑,但又最自负的一门科学。
说它谦卑,是因为生命科学几乎所有的发现都在提醒我们,生命和智慧其实都只是演化的旁观者和产品。
我们身上的优势和弱点,说白了,没有多少是我们能够决定的。所以面对生物学规律,我们必须保持谦卑。
说它自负,是因为我相信,生命科学让我们站在了人类命运的历史转折点。
在40亿年的生命演化史上,从来没有过一个时刻像今天这样,人类可以借助生命科学的力量,主动参与到进化过程中去,甚至在不远的将来,可能会逆转进化过程,成为自己命运的主人。
这是生命科学给我们最大的自负和野心。
这一篇,先来聊聊*谦卑*。
被演化主宰的躯体
作为一个生物学家,我常常被人问到:
生命到底是什么?这个问题当然很难用一句话回答,从不同尺度来看会得到很多有趣的回答。
而我自己最常给出的答案是,生命是一场持续了40亿年的无可奈何。
为什么这么说呢?我想从三个角度,给你看一看生命的无奈。
第一个无奈是,对于我们的身体,我们没有话语权。
举个例子:镰刀型贫血症。
这是一种很严重的遗传病。
简单来说,就是人体负责生产血红蛋白的基因上出现了一个微小的遗传变异,导致人体血管里的红细胞非常脆弱,很容易破碎,阻塞血管并且影响很多器官的工作。
直到现在,全世界每年都会有超过10万人死于这种疾病,同时有超过4000万人携带这种疾病的变异基因。
图片发自axcxa.com镰刀型贫血症患者的红细胞,呈坚硬的镰刀型
你可能自然会问一个问题:既然这种遗传变异看起来很危险、很不健康,为什么没有在生物演化的过程中被淘汰掉?难道是上天故意保留的吗?
当然不是,作为科学家我也不信有什么上天,而这背后的原因特别耐人寻味。
可以看下面这张对比图,左边是疟疾常见区域分布图,右边的是镰刀型贫血症高发比例分布图,你会发现两张图有很高的重合度。
图片发自zsxxz.cn原来,虽然镰刀型贫血症是一种很严重的疾病,但是导致这种疾病的基因突变居然也是有好处的,它可以帮助抵抗疟疾。
你可能不知道,在现代抗疟疾药物——特别是奎宁和青蒿素——被发明之前,疟疾是一种非常可怕的疾病。古希腊的亚历山大大帝很可能是死于疟疾,中国的康熙皇帝也差一点因此而死。
因此在漫长的演化史上,血红蛋白的基因突变是人类对抗疟疾的唯一办法。所以,这件武器虽然杀敌一千自损八百,但还是长期保留在了现代人的身体中。
今天每个人对于疾病或健康,尽管有些因素能够自主控制,但是在最底层的生物学逻辑里,很多时候,控制疾病或健康的是生物演化的历史。
对于我们的身体,我们没有绝对的话语权。同样的道理,也能解释:
为什么妈妈生孩子会那么困难痛苦;
为什么人类的新生婴儿如此脆弱无能;
为什么明明知道高脂肪高热量的食物吃多了对身体不好,却还是无法克制食欲。
如果把这些人类才有的烦恼放到演化历史的大背景看,就一点也不难理解了。
这些现象的出现,和镰刀型贫血症基因一样,都是人类在漫长历史上生存繁衍到今天的本钱。
它们虽然给我们制造了痛苦、让我们脆弱。但也是因为这些现象,我们才能直立行走,我们的大脑才能长得足够大,我们的祖先才能在缺乏食物的时候,尽可能吃到高热量的食物。
无奈的是,这些现象至今还保留在我们的身体里,给我们制造麻烦。
智慧来自基因突变
你可能会说,如果我们的身体是生物演化导致的,那我们的头脑呢?人类创造了灿烂的文明,产生了那么多理性的思考和探索,这难道不是我们自己创造出来的吗?
我必须残酷地告诉你,关于人类智慧的形成,我们其实也没有话语权。这就是我想说的第二个无奈。
举个人类语言的例子来说明。
语言对于人类有多重要,那真的是不言自明了。咱们能够拥有一个复杂的人类社会,语言就是最重要的基石之一。
依靠语言,人类个体之间才可以高效率地交流经验、发现新思想,才可能有神话传说、政治思想和科学技术,才可能组成社会、建立国家。
在地球上百万种动物中,人类的语言是独一无二的。这是为什么呢?
其实不少动物也发展出了语言,也能传递简单信息,但是只有人类语言才发展出了语法。所谓语法,就是把各种单词按照一定规则、随心所欲地拼接在一起的能力。
然而,人类这种独特的语言功能可不是自己努力学习的成果。
有不少证据显示,人类基因组上一个名为FOXP2的基因很可能和人类语言的形成息息相关。
如果这个基因出了毛病,人就无法灵敏地控制自己的舌头和嘴唇,说出清晰的语句来,而且即便说出话来,也基本是词汇的无意义堆积,没有正确的语法。
那么,这么重要的基因,在分子层面,是不是和动物有特别明显的区别呢?真的不是。
和我们的近亲黑猩猩相比,人类的FOXP2基因仅仅存在极其微小的突变。所以,人类拥有独特的语言能力是一个意外。
图片发自岚昕社区从FOXP2基因出现的时间上看,我们能得到更有价值的信息。
进化生物学的模拟分析显示,人类特有的FOXP2基因大概出现在距今10-20万年之间。
请留意这个时间,10-20万年,可能恰恰是现代人出现在非洲大陆,并且打败所有的人类亲戚,走出非洲,独占全世界的时间。
正是根据这些线索,生物学家们估计,人类特有的FOXP2基因和人类出现语言机能,形成人类社会和人类文明,存在着紧密的联系。
所以你看,人类之所以成为今天的人类,你之所以能拿着手机听今天的课程,不是因为人类多么奋发图强,多么聪明勤奋,仅仅是因为几十万年前一次偶然的遗传变异,才让我们在一大堆猿猴和人类亲戚里脱颖而出,君临天下。
这样的例子还有很多。比如我们的学习能力,我们的爱情,我们对同类的关心爱护,我们的自尊心和责任感。
所有这些我们引以为荣的智慧火花,其实也都不是人类凭空创造出来的。它们的背后仍然是冷冰冰的生物学规则,以及漫长演化历史的塑造。
生命主动选择死亡
讲完了身体和智慧,我要跟你说说人类的第三个无奈。在衰老和死亡在这个终极问题上,我们更加没有话语权。
虽然我们都厌恶死亡,但是死亡是我们每个人生命的必然终点。这一点,仍然可以放在生命演化的框架里进行解释。
用一句话总结就是,生物演化不排斥死亡,甚至在某些条件下,它会主动选择让我们死亡。
比如说,如果一个遗传变异能够帮助生物在年轻的时候,更好地发育、成熟、求偶、交配、留下后代,那它就会被自然选择所青睐,在严酷的生存竞争中存活下来。
哪怕在之后的岁月里,这个遗传变异会让同一个生物很快生病、衰老、死亡也无所谓——毕竟它传宗接代的使命在此之前已经完成了。
一个经典例子是男性的睾丸酮。
这是人体里一种特别重要的雄性激素,它的功能非常重要。男性器官的形成,精子的发育,生殖能力,肌肉力量,反应速度,所有这些都和睾丸酮有关系。
打个不太严谨的比方,我们常说一个男人看起来有没有“男子气概”,这件事和他体内睾丸酮的多少就有很大关系。
所以你可以想象,那种在年轻的时候充满战斗力和交配欲望的男性,会被自然选择所青睐,这种男性更容易留下自己的后代。
然而,睾丸酮可算不上什么好东西,它和人类许多疾病都有密切的关系。
比如,男人的睾丸酮含量越高,得癌症的概率就越大。特别是前列腺癌,这是男性中发病第二多的癌症。
甚至也有证据提示,睾丸酮的水平和人类寿命是成反比的。这个能让年轻男性充满男子气概的东西,也能让他迅速衰老和死亡。
所以你看,在生存还是死亡这个大问题面前,选择权并不在我们手里。我们来过,我们生活过,我们又衰老和死亡,这一切都是生命演化历史所创造的必然归宿。
总结一下,这一讲我们从身体、智慧和生死三个角度,以人类为例,透视了生命的本质:生命只是进化的产品,从来都不是自己的主人。
在自然法则的面前,生命科学只能保持谦卑,一点点小心地揭开大自然的密码本,偷看几眼生命的设计图。
而当我们依靠生命科学,了解了更多自然和生命的秘密之后,我们就会本能地追求更长的寿命和更高的生命质量。带着这种本能,我们将要开启一个全新的伟大时代——逆转进化的时代。
下一节,看看生命科学,这门最自负的科学,如何带我们走进这个时代。
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