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《普遍进化论》连载之 5

《普遍进化论--------分子进化 · 生物进化 · 社会进化 · 精神进化的统一理论》连载之 5


(纽约 明镜出版社2009年11月出版)


第四章 性的起源


§ 4•1 生物的兩大任务


    无论是科学家、艺术家、政治家、工程师,还是宗教大师、圣人、德高望重的修行者、正人君子,当他们在人类事务上作出杰出成就、闻名世界時,有一件事情,往往使他们迷惑不解,他们很难超越普通人的想法,这件事情,这就是性。在所有人类的行为中,有实现伟大崇高理想的努力,有发现发明创造的热情,有权力财富荣誉的追求,然而,作为行为动力的深层根源,对绝大多数人來說,莫过于性。

   生物来到世上,只有兩大任务,一是生存,二是繁殖。而生存归根到底是为了繁殖,把自己的基因更多地传播到后代。为了生存和繁殖,生物在亿万年的漫长时间中不断地改善自己的身体构造,使得能够更好地生存和繁殖。除此之外,没有其它任何事情要做。就是人类,也不例外。在使基因更多地传播到后代的“事业”中,人类的一切“事业”——从糊口谋生到从事科学、经济、政治、艺术,归根到底是为人类创造更好的生存和繁衍条件,但对人的个体來说,所有伟大的“事业”,没有一样比得上“性”來得直接。從猎人到科学家,從农夫到企业家,從工匠到艺术家,從游手好闲者到政治家,不论他们用什么样的“动听的說辞”、“伟大的理想”、“远大的目标”、“神圣的使命”來标榜自己,都是如此。不过,人类与其他生物的不同是,人类能不断地、无限地改造环境——自然环境和社会环境,不仅使人类个体、而且使人类群体,更好地生存、更好地繁衍下去。在“性”的問題上,人類也不同于動物,似乎只有人類才能在“性”的基礎上發展出真正的“情”和“愛”。也許企鵝、鴛鴦也有“情”和“愛”,但只有人類的“愛情”才能達到撼天動地的程度。
    最简单的生物——病毒,不能独立做这兩件事,当它找到“宿主细胞”後,什么也不顾,全力投入做这兩件事。从原核生物到真核生物,从单细胞生物到多细胞生物,当它们來到世上,也只是做這兩件事。生物进化的根本动力是,为了生存,就要更好地生存。为了繁殖,就要更好地繁殖。为了更好地生存,生物产生出吸收阳光的叶子,产生出“嘴”,产生出“神经细胞”,产生出“脑”; 为了更好地繁殖,生物從“营养细胞”中分化出“生殖细胞”,产生出“性”。
   
   

§ 4•2 无性生殖


   观察我们的周围世界,可以看到,分子世界里有扩散、凝结、化合、分解等现象,但没有生殖现象。就是由蛋白质,核酸,多糖等形成的多分子体系也没有生殖现象。從分子世界进入生物世界,就出现了生殖现象。生殖现象包含三个要素:
   第一, 生殖是一种“个体”创造同类“个体”的过程。
   第二, 生殖是一种完全自动化的过程,无论是取得原料和能源、“设计”流程都由行生殖的“个体”自己进行。
   第三, 生殖有“代”的更替。
   生殖是生物体最基本的特征。分子的化合分解、晶体生长、人类制造同类物品都不是生殖,而病毒的复制,在宿主细胞里创造出大量同样的病毒个体,可以视为生殖。晶体生长是晶核附近已经存在的、同类分子个体围绕着晶核的聚集,晶体生长过程没有创造出新的分子个体。人类创造“新的物质制品”虽然也是创造过程,但离不开人的有意识活动,即使是自动化生产过程,取得原料和能源、设计生产流程,也离不开人的有意识活动。与人类创造不同,生殖是生物体自动创造出与自己相同个体的过程,无论是取得原料和能源、“设计”生产流程都由生物体自己进行。
   生殖不一定与性有关。在地球上出现生命後的大部分时间中,细菌、藍藻等单细胞生物采取分裂或出芽生殖方式产生后代个体,這是“无性生殖”(axexual reproduction)。一个绿眼虫的身体分为兩个新绿眼虫,這就是“二分裂”方式的无性生殖。藻类、真菌和一些低等依靠“无性孢子”进行繁殖。植物的扦插、压条、嫁接、分株、用植物体的一部分繁殖,也都是“无性生殖”。
   在动物中,“无性生殖”多见于无脊椎动物、脊索动物中的尾索类也进行无性生殖。无性生殖的特点是形成新一代个体的细胞在遗传物质组成上和亲代的体细胞相同,无性生殖不发生遗传物质的重新组合,形成新个体不经过胚胎发育阶段。
   
   
   (图4•2•1)绿眼虫
   
   §4•3 最原始的有性生殖
   
    地球上的生命有三十多億年歷史了﹐在這三十多億年的前一半時期﹐地球上有生命而無性。除了病毒外,最早出现的生物是一种最简单的單細胞生物——原核生物。细菌和古细菌(archaeobacteria)都是原核生物(注)。原核生物的核質與細胞質之間沒有核膜﹐細胞核是不成形的。它们以二分裂方式繁殖﹐這是一種無性生殖。
   --------------------------------------------
   (注)有一种分类法把古细菌单独列为一界,称为“古核生物”,与原核生物、真核生物并列。
   --------------------------------------------
   大約在27億年前的一個時期﹐地球上開始出現了真核生物。這種生物細胞的核有核膜﹐細胞內的結構也比原核生物複雜得多。但這种真核生物细胞中不具线粒体、叶绿体结构,称为“干族真核生物”(Stem Group)。到18億年前後﹐出现了“冠族真核生物”(Croun Group),这就是我们今天常见到的有线粒体、叶绿体结构的真核生物。到6亿年前,多細胞生物出現了﹐如海綿﹑水母等。所有生物都有一個繁殖問題。許多細菌通過二分裂 (binary fission) 方式增殖﹐內部單一結構的東西一分為二﹐兩部份都相同。細菌細胞首先複製它的遺傳物質﹐然後將其分為兩部份﹐形成兩個細胞。當一個生物體內部結構變得愈來愈複雜時﹐用分裂繁殖就會愈來愈困難。
   性的起源可以追溯到单细胞的接合生殖(conjugation)。细菌和一些原生生物(如纤毛虫类)靠接合生殖的方式來繁殖。拿细菌接合(bacterial conjugation)來說,在接合過程中﹐一個细菌細胞通過胞間連線﹐將一部份遺傳物質傳遞到另一細菌的細胞中﹐使後一細菌內的遺傳物質有了新的組合﹐然後﹐細菌再進行二分裂增殖。細菌的接合生殖是最簡單﹑最原始的有性生殖。
   
   
   
   (图4•3•1)细菌接合:最简单、最原始的
   有性生殖,遗传物质通过胞间连线传递
   
   
   进行接合生殖的兩个细菌是有不同的。提供遺傳物質的细菌相当于雄性细菌,接受遺傳物質的细菌相当于雌性细菌。当遺傳物質在兩个细菌之间傳遞時,一定有一个“供给者”和一个“接受者”。性是兩个“个体”之间傳遞遺傳物質的需要而产生的。性别是傳遞遺傳物質过程中“供给者”和“接受者”的不对称造成的。凡是没有傳遞遺傳物質的需要的地方——如兩個晶体之间、兩個物品之间、兩個企业之间,兩個国家之间都没有“性”。人类的同性恋之间的“性”,也没有傳遞遺傳物質的需要,很可能同性恋之间的“性”是一种与“性”有关而本质上不同于“性”的现象。
   多细胞生物为了更好地傳遞遺傳物質,把傳遞遺傳物質这样的“工作”交给专门的细胞去做,这样就产生了生殖细胞。在单细胞生物群体中,已出现生殖細胞分化现象。团藻(Volvox)是由
   
   
   
   
   
   
   
   
   (图4•3•2)团藻(Volvox)
   
   数百至数万个单细胞“个体”组成的群体,其中少数单细胞“个体”会变成较大的生殖細胞。团藻进行无性生殖時,这些生殖細胞就会失去鞭毛,进入团藻细胞层中间,不断进行分裂。团藻在进行有性生殖時,会发生遺傳物質的傳遞。
   地球上生命體为什么一定要出現“性”这种现象?如果没有“性”, 地球上生命體就只能不断通过“分裂”、“出芽”、“孢子生殖”、“再生”的方式來繁殖。这样“分裂”、“出芽”产生的“子代生命體”在外部形态上与“亲代”都是相同的“个体”,这就不会有变异。如果环境条件不变,“无性生殖”能使完全相同的生命體一直存在下去,永不死亡。但一旦原有的环境条件不再存在,或环境条件发生较大变化,“无性生殖”的生命體就只有死亡。“性”是生命體通过生殖过程使自己发生变异而适应环境变化的一种机制。生命體的复杂化,也是性产生的一个因素。如果生命體非常复杂,通过“分裂”、“出芽”等方式來繁殖就是一件非常困难的事。所以,地球上出现“性”这种现象,看来也与解決有复杂結構的單細胞生物和多細胞生物的複製問題有关。如果沒有“性”﹐要產生一個新的生物個體﹐就必須在二分裂前一一製備出新個體的主要部份或每一部份,就象我们造出了一架飞机,要造第二架,必须先製備出第二架飞机的每一部件來。有了生殖細胞﹐這樣的製備工作就可以交给生殖細胞來进行。有了“性”,不同“个体”的遗传物质就可以交换和重新组合。这样,制造新的“个体”就可以分兩步來進行﹐一是由生殖細胞卵子与精子融合成为受精卵,在融合过程中複製製作新的藍圖﹐二是由新的個體由受精卵形成,按受精卵細胞核中的藍圖發育生長﹐一步步地製造出新的完備的生物個體。
   
   
   

§4•4“性”与“预定死亡”相伴


    很多人都相信“命运”。所谓“命”,就是人有“预定死亡”的时间,即使生活条件很好,无病无痛,“到时候必死”。“命运”的首要含义就是“有多长的命”。所谓“运”,就是人生道路上的“偶然性”。 “命运”是每一个人在人生道路上所不能控制的因素总和——除了“预定死亡”的时间、“偶然性”外,还有出身、婴幼儿时期形成的性格和一切自己不能控制的因素。
    人本来可以无限地延长自己的生命,但“性”使人存在一个“预定死亡”的时间,出家、独身、禁欲、修道都无济于事,都不能消除人的“性”, 没有人能“逃过一死”。
   生殖细胞有兩类,一类是孢子(spore),另一类是配子(gamete)。孢子是真菌、低等植物和一些原生动物产生的单细胞生殖体,多数是單倍体,少数是二倍体,孢子脱离亲本後能直接或间接发育成新个体。配子是仅含一套染色体的單倍体生殖细胞,兩个配子相结合,才能产生二倍体的合子,合子再发育成新个体。
    一个生物来到世界上,经常会遇到不利环境。可以說,孢子是生物为了生存和繁殖,对付不利环境的一种原始的办法。孢子容易被空气和水帶到新的地方,落到与原有环境条件一样的环境中生长。克里斯蒂安•德迪夫說:“在单细胞世界里中,孢子的形成是一种普遍现象。许多细菌和原生生物对不利环境变化产生反应,将自己置于一个保护性的壳內,在代谢上进入不活跃状态,等待着好日子的到来。”(注)

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