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第二章 演化史上的大转变（第1页）

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第二章演化史上的大转变

地球生物的历史始于生命自发形成的那一刻。在数十亿年的时间里，生命先形成细胞，再形成器官，又形成组织，最后，在过去两三百万年里，生命终于创造出了有能力理解生命史的生物。人类，具备了可无限拓展的语言与抽象思维能力，得以想象出生命起源的各个步骤——“演化史上的大转变”。它的顺序如下：

1.生命的起源；

2.复杂（真核）细胞的出现；

3.有性繁殖的出现，由此产生了DNA交换与物种倍增的一套受控系统；

4.多细胞生物体的出现；

5.社会的起源；

6.语言的起源。

你我体内还残留着一些痕迹，它们记录了生命历史的每一次大转变。首先，是微生物，在我们的消化道内和身体各处，都有熙熙攘攘的细菌，这些细菌的数目是人体细胞的10倍。其次，是人体细胞，在很早的时候，人体细胞的祖先与一些微生物细胞发生了融合，变得更加复杂，从而有了线粒体、核糖体、核膜与其他细胞器，使得今天的细胞形式如此高效。融合之后的细胞被称为“真核细胞”，以区别于细菌的较为简单的“原核细胞”。再次，是器官，这是由大量的真核细胞组成的结构，在水母、海绵和古代海洋中的其他生物体内都能发现它。最后，出现了人类。在遗传基因的决定下，通过语言、本能与社会经验的复杂融合，不同的人类个体组成了社会。

于是，没有任何确切目的，仅仅凭借着变幻无常的突变与自然选择前行，在爬行动物时代就出现了的导向系统的引领下，经过38亿年，这副包裹着盐水、两足直立、以骨骼支架撑起来的身体，终于跌跌撞撞地来到了今天——我们可以站立、行走，在必要的时候还可以奔跑。我们体液（占了身体80%的体重）里的许多化合物与分子跟远古海洋的组分大体一致。我们的思想和文学依然受到一种广为流传的信念的激励，即所有生命的历史以及生命出现之前的历史，包括每一次大转变，其目的似乎都是让我们在地球上出现。有人试图论证，从38亿年前生命诞生伊始，一切都是为了我们人类的出现。智人走出非洲，分散到世界各地，这似乎也是事先安排好的。这意味着人类可以统治这颗星球，有权随心所欲地对待地球，而且这是一种不可剥夺的权利。这个错误的观念，在我看来，正是人类真正处境的反映。

因此，我们不妨来更细致地观察一下这些大转变。第一个转变，也是最难以想象的转变，就是生命本身的起源。人们已经对这次事件尝试过非常广泛并且精确的构想，但是许多细节仍然很模糊。普遍的共识是，地球上出现的第一种生物体，非常近似于细菌和古菌，是由原始海洋中的分子通过无数种随机结合的尝试而自我组装成的复制系统。生命诞生的具体地点还不清楚，但目前的理论倾向于认为，这发生在深海火山口附近。在大洋底部的裂缝里，富含化合物的水不断受热、翻腾，自从远古时代起就一直如此。以海底迸发出的各种浮沫为中心，向外形成了大量的物理和化学梯度环境，这为分子的随机组合提供了天然的实验室。

这一切是如何开始的？要更深入地理解生命起源的地点与方式，我们需要等到生物学家在实验室利用人工合成的化合物，重建出类似于原始生物的有机体。

如果能在地外星球上发现生命，无论这颗星球是近是远，我们都会学到很多东西。在我们的太阳系里，最可能的地点是火星上深达千米的含水层。让我们钻探来看看！也许更有希望的地点是木星的卫星欧罗巴（Europa）上被冰层覆盖的海洋，它表面上深深的裂缝方便了我们的探索。我们可以钻探到冰层下方的液态水中，观察个究竟。最近，人类在这种规模的工程技术上取得了重大突破：我们钻探了南极厚厚的冰盖，取出了东方湖（lakeofVostok）里百万年前留下的水。令人惊叹的是，研究人员从中发现了种类繁多的生命体，亟待生物学家进行深入研究。

另外一个很可能的候选地点，是土星的卫星恩克拉多斯（Enceladus）。在它的表面，有持续喷发出的灼热泡沫，在泡沫的四周可能会有汇聚而成的液态水。这些水很快就会蒸发，进入土星环，但是在它形成临时性的水泊之后，其中（也许！）会有生命存在。

无论是在实验室里合成出生命体，还是在太阳系的其他星球上发现地外生命，它们的影响力都会极为惊人，将深刻地改变科学在未来的发展，它们将成为生命演化史上的第七次和第八次大转变。

再来说演化史上的第二个大转变，即细菌水平的原核细胞变成了更加复杂的真核细胞（人体细胞就是真核细胞）。这一步，大约是在15亿年前完成的。一些原始细胞主要通过与其他细胞的融合，获得了线粒体、核膜、核糖体和其他细胞器。这些细胞器组合在一起，在新的细胞内成为更为有效的劳动分工要素，并且为下一步更大、更复杂的生物体的出现奠定了基础。

第三个突破，即性的出现——细胞之间进行受控的、规律的DNA交换——使生命产生了更多的变异来适应环境。于是，演化也开始同步加速。

第四个大转变，是真核细胞组成多细胞生物体。类似于细胞内细胞器的分工合作，多个细胞联结起来、紧密合作，组成了生物体，产生出特化的器官与组织，于是，生命的大小与形式也变得更为多样。根据目前已知的最古老的化石，我们可以推断出最早的多细胞生物体，包括动物的祖先，起码起源于6亿年之前。

第五个转变，是同一物种内的许多个体组成了群体。这一步转变的顶峰，就是出现了真社会性（eusociality）群体，这意味着高水平的合作与劳动分工，还有一些特化个体比其他成员繁殖得更少。换言之，真社会性生物实践的是利他主义。目前已知最早形成真社会群落的是白蚁，可以追溯到约2亿年前的早白垩世。在白蚁出现之后，又过了大约5000万年，蚂蚁出现了。白蚁分解死去的植物，蚂蚁分解死去的白蚁和其他小型猎物，于是，它们联手主宰了昆虫世界的生态系统。在非洲的原始人类里，真社会性最有可能是在能人身上出现的，距今至少有200万年了。

可以设想，群体内不同个体之间的合作源于不同形式的互动，并在互动中演化。首先，是亲缘选择（kinselection），一个个体的行为可以促进非直系亲属的生存与繁衍。亲缘程度越高（比如，亲兄弟姐妹就高于表兄弟姐妹），这种影响就越大。即使利他主义者遭受了损失，由于其他亲属也携带着跟他们自己一样的基因，这些基因仍然会受益。比如，大多数人可能会冒着失去生命或财富的危险去帮助一位兄弟，但对于第三代远亲可能就不会如此。从直觉来看，亲缘选择很有可能在群体里助长偏袒行为，但在某些情况下，它也有助于创造新群体。

第二种促进合作出现的行为是直接互惠，即个体之间的交易。乌鸦、黑长尾猴和黑猩猩等许多动物都比较容易形成群体，因为它们会召集同伴，共享新发现的食物。单只鸣禽会与其同类以及其他物种“纠集成群”，骚扰并驱赶试图在它们住处附近安家的老鹰和猫头鹰。

无论是通过亲缘关系还是个体之间的交易，合作都可以由间接的互惠引发，一个个体加入群体的收益又会进一步扩大它自身的利益。如果你使一只椋鸟与其所属的椋鸟群分离，它还是会以几乎一样的方式觅食。不过，单飞的鸟儿难于找到足够的食物，特别是当它还要抚养幼鸟的时候；而且，它独自觅食时被猛禽攻击的风险也更大。在群体里的情况则大不相同，只要鸟群里有一只鸟知道哪里食物充足，它们就有可能直接飞赴最佳地点，很快找到大量食物。另外，在群体里，由于同伴更多，它们发现入侵猛禽并提前预警的机会也更大。最后，如果老鹰试图从高处俯冲入鸟群，它也更容易伤到自身；而在面对单飞的鸟时，它就没有这种危险。

演化史上的第六次大转变，从地质时间来看不过是一瞬间，但我们人类发明了语言——我指的是真正的语言，不是面部表情、身体姿态或动作，也不是咕哝、叹气，或者皱眉、微笑、大笑等大多数人都有的其他伴随语言信号。鹦鹉和乌鸦的学舌，各种鸣禽的吟唱，以及哺乳动物的长嚎、嘶吼和吱吱叫声，无论它们有多少层次和变化，都不是语言。

图2鸟类纠集成群，以驱赶猛禽。在同一片筑巢区域里的鸟儿围住入侵的老鹰（在中间），齐心协力把它赶离鸟巢和幼鸟。图中所示的情景发生在俄克拉何马，就在绘图师的后院里。中间的猛禽是纹腹鹰，周围是冠蓝鸦、比氏苇鹪鹩和红胸鸸

当今地球上的数百万物种，都是演化意义上的幸存者，都以某种方式揭示了演化史上的六大转变步骤，从单细胞的细菌和其他生物个体最终演化出人类高级的语言、共情与合作能力。

动物能通过声音交流，而且能像我们做的一样好，但是它们无法真正地言说。真正的语言是人类独有的，包括发明的文字、符号以及主观赋予的意义，然后通过组合形成无数种表述。（如果你怀疑语言无尽的创造力，不妨从无数个质数排列中选择一个，然后开始数数。）这些表述可以组成故事，无论它们是真实的还是想象的，无论它们讲的是关于过去、现在还是未来。

继语言之后，人类又演化出了读写能力，这使得人类的每一个念头都有可能在全球传播。我们可以观察身边所有的生命，研究每一个物种乃至每一个生物体。我们有了使用语言、探索科学并进行哲学思辨的能力，于是成了生物圈的管家与首脑。问题是，我们具备足够的道德智慧（moralintelligence）来担此大任吗？

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