黑暗还是光明
丛林法则（上） 来自回到2049
丛林法则：黑暗还是光明？（上）
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《三体》中的黑暗森林法则想必大家已经耳熟能详了，其本质上是一种利己主义、你死我活的生物观。而其根源则在于达尔文的著名论断，他认为：整个自然界，到处都是战争，每一个有机体都在与另一个有机体战斗，或者是与外部世界战斗，比如说狮子捕食羚羊、细菌侵染有机体、植物相互斗争以夺取一方向阳的土地，黄博士和潘博士为了同一个意淫中的女神而不共戴天等等。
可以说，继达尔文之后，在整个20世纪中，进化理论的专家都把生命世界描绘为一个丛林，这个丛林是黑暗的，为了生存而斗争便是这里的唯一法则。而这一观点更是因为理查德-道金斯的成功而得到空前的强化。道金斯在1976年出版的《自私的基因》一书中，认为所有生物体就好像是“被随机编程的机器人”，负责保护那些自私的名为“基因”的分子，这是因为，基因是进化选择的主要对象。可以说，这种贯穿着斗争哲学的生命观极具说服力，甚至是滴水不漏，以至于被许多人奉为圭臬。
但细细想来，这种观点真的就是正确的吗？恐怕未必。
因为无数的事实告诉我们，生命中绝非只有斗争。进入21世纪以来，一种更为平衡的新的生物学生命观开始冲击这一单一狭隘的生命进化观。在这一新观念中，合作至少与竞争拥有同等重要的地位。不可否认的是，生命的要义在于生存，但生存之道并不仅限于斗争和消灭对手，也同样包括合作与结盟。秉承这一观点的人之所以这样说，并非抹杀战争和竞争的意义，只是将着眼点放得更高，他们力图清除原有的盲区，关照到生命间所有的互动形式，有自私，也有互助；有冲突，也有联盟；有个体，更有交互网络。随着层出不穷的证据的出现，我们看到了另一部更为平和的生命史，这部新的生命史告诉我们的是，各种生物之间存在一张难以想象、出人意料的隐秘网络，甚至可以用“反自然”来形容。
所以，面对大自然的伟大奇迹，我们必须摆脱只关注个体间暴力竞争的旧眼光，而要将目光投向一种广阔合作下的微妙平衡，因为这类合作遍布生态系统的各个方面。
好了虚的整完了，接下来我们来看几个具体的例子。现在人们已经知道，在猿类中，存在一套极为复杂的关系与情感系统，其中涉及共情能力、平等意识、初步的道德感与政治等等。这些发现带动了一大批动物行为学的研究，比如就在几年前，人们发现乌鸦也具有平等意识。而同类生物间的合作，并非大脑体积足够大的脊椎动物所特有。比如达尔文就注意到蜜蜂、白蚁这样的社会性昆虫，不过在当时，这些物种间的同类合作，一直被当做没有普遍性的特例。还比如说细菌，科学家发现细菌也有令人惊叹的合作现象。其中最突出的一点就是，每一个细菌个体都能够感知自身所属的群体大小，并在数十种行为中保持步调一致，这些行为包括繁殖、释放防御信号等等。
另外一大惊喜来自于植物界，植物间也存在相互支持。植物学家发现，一些年长的植物会将养分输送给生长在它周边的后代，这样一来，这些年幼的植株即使是被大树的树荫遮蔽，也能正常生长。所有这些行为都经历了进化的考验，并成为了保证物种延续性的重要特性。
也许上面说的这些，你觉得这没什么的，毕竟同种间的相互协作，无非是为了整体物种的存续，这无可厚非，没什么值得惊讶的。但事实上，异种生物间的合作关系，同样是不知道普遍到哪里去了，这些发现共同指向了一个概念，这就是“共生”。
与斗争相反的是，这类非同种个体间的亲密合作对双方都有利。一个典型的例子就是遍地存在的地衣，它其实是真菌和藻类两者共生的产物：真菌允许藻类在自身组织中生长，使其免受脱水之灾；作为交换，藻类合成真菌生长所需的糖分。
地衣
其实，共生并不是什么新发现，在1877年达尔文还在世的时候，人们便已经对其进行了定义。但是长久以来，它一直被认为只是一种边缘现象，是一种偶然存在的温馨。比如牙签鸟会为鳄鱼剔牙、蚂蚁寄居在树上等等，这些现象确实很有趣，但没人认为它们具有任何特殊的生物学意义。
不过到了上世纪70年代，情况发生了转变，共生现象也许要比人们所认为的广泛的多，也深入的多。美国生物学家琳-马古利斯发现，所有动物细胞内，都含有一类小小的与能量相关的细胞器，这就是线粒体，而它们实际起源于与动物共生细菌。也就是说，共生其实就发生在我们的细胞内部。同样的，植物用来进行光合作用的细胞器，其起源也与动物的线粒体类似。
马古利斯
到了上世纪80年代，人们对共生现象的重视再次提升到了一个新的高度，而其导火索便是深海热泉的发现。深海热泉所处的环境之严酷，就不用多说了。但正是在那样的环境中，也存在着极其丰富而又奇妙超凡的代谢系统。我们知道，在黑暗的深海热泉中，唯一能利用的只有化学能。问题是，只有少数几种细菌能够将这些能源提取出来。所以，那里的大量生物，不论是软体动物，还是蟹类、蠕虫什么的，都将这些细菌纳入了自己的机体组织中，甚至会为这些细菌而进化出一些特别的器官，比如巨型管虫无疑就是其中的佼佼者，人称“共生之王”。
巨型管虫没有消化管和嘴，不过在它们体内，有一个占其体重15%的营养体部，其中装满了细菌，正是它们在制造巨型管虫所需的能量。由此，巨型管虫也成为了生物学新范式的完美例证：它并不吞噬细菌，而是选择与它们共生，以保证自己在深海热泉这种地狱般的环境中，也能奇迹般的存活下来。
巨型管虫
可见，唯有“联盟”，才是在恶劣环境下生存的最好策略。不止于此，现在很多科学家也相信，在早期地球的恶劣环境中，深海热泉远离海洋表层的纷扰，又富含化学能源，很可能那里就是生命的摇篮。如果这一说法得到证实的话，那么共生很可能就是生命起源的条件之一，一切都始于地狱般环境中的某种结合。
而对于共生现象的广泛性，森林无疑为我们提供了完美例证。虽然我们时常看到的是森林表面的残酷竞争，但森林的根基其实位于地下。在森林的下层空间中，每一棵树木都与大约200种细菌保持着共生关系。同时，每一株真菌也分别与许多树木形成共生。利用这些网络，它们相互之间进行着大量营养物质和糖分的交换。甚至有一些并不含叶绿素的林下灌木，它们是靠真菌从远处其他树木运送而来的糖分而存活的。所以，这个庞大的生态系统并不是简单的个体叠加，而是一个无比复杂的网络。
在上面这一描述的基础上，我们还可以加上每株植株内部与植物共生的细菌，还有那些生态系统中的互利者，比如传粉动物、帮助散播种子的鸟类和哺乳动物，以及土壤中参与物质循环的无脊椎动物，像是蚯蚓等等。所有这一切构成了一个无比复杂的互动网络。当然了，在这其中，有掠食者有猎物，有寄生也有竞争。但在生物学层面上，相比于战争，我们看到的其实更多的是妥协与交换，虽然这些妥协与交换有时是在威胁或不平等之下，但这又如何，总要比你死我活要好的多。所以说，我们前面说到的大树照顾小树什么的，其实并不是什么生态特例，而恰恰是自然界的常态。
这里需要特别注意的是，所谓的共生并不是共栖，而是合作者之间一种真正的生物学渗透，尤其是最核心物质的渗透，这便是基因。共生双方并非自顾自，而是会通过化学物质，持续地进行着交流、合作、协调与配合。总之，这是一种复杂的互动，而我们目前对此仅有十分表面的认识，但无论如何，对于巴斯德以来默认细菌侵入动植物导致疾病的生物学家来说，这是一场新的革命。
当然了，人体也逃不过这一复杂的网络。数量庞大的微生物群就在我们的消化道内安家落户，其数量更是在肌体细胞的10倍以上。而且我们现在十分清楚地知道，没人可以离开肠道微生物群落而存活。几乎每周都会有关于这些微生物的论文发表，研究它们对糖尿病、过敏、大脑发育以及免疫系统的影响。
2010年，科学家对人体微生物组进行了部分测序。如果人类基因组仅包含2.5万个基因的事实，曾让很多人觉得失望的话，那么这次测序也许正是拯救这一失望的钥匙。因为测序结果发现，这些微生物包含330万个基因。人们甚至由此怀疑，我们体内的生化工具盒是否主要是由我们的细菌盟友掌控的。现实情况是，生物体内的共生就像俄罗斯套娃那样层层嵌套，比如某些单细胞肠道共生体，还会与某些其他细菌形成共生，共同形成了无比复杂的共生网络。
总之例子不胜枚举，现实告诉我们的是，共生现象之普遍与深入，是难以想象的。甚至我们可以说，共生并不是一个个单独的系统，而是将整个生物界联系了起来。那么共生是如此得显而易见，为什么人类却要这么晚才认识到这一点呢？新的生物学观念，又将推动人类认识朝着怎样的方向前进？
丛林法则：黑暗还是光明？（下）
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书接上上回，前天说到，生物界生现象是普遍且深入的，共生甚至将整个生物界联系了起来。那么既然如此，为什么人类发现这一事实会这么晚呢？首先，生物间的合作关系要远比正面斗争隐蔽得多。而随着历史的进程，科技的进步，特别是分子生物学技术的发展，使得人们可以研究土壤中所有的微生物群落。对人体消化道中的微生物，也是如此。其次，虽然从微生物学到植物学，很多领域都接纳了合作的概念，但对进化理论专家来说，“合作”始终是一个令人头疼且争论不休的问题。因为长时间以来，人们都无法解释合作现象的存在。经典进化论认为，进行合作的生物体最终都会被“作弊者”淘汰，因为后者在享用合作成果的同时逃避付出，并因此而获得壮大。根据这一思路，生物间的互助只可能是短暂的。然而科学史已经无数次地证明，对理论无法解释的部分，科学家有时会倾向于没看见。
好在目前，共生得以长久存在之谜正在被慢慢破解。科学家已经提出了一些理论机制，能够解释互利共生系统得以维持进化的意义。其中最有趣的一种观点认为：某些生物体有能力惩罚那些不愿合作的伙伴，在一些共生系统中，如果共生体不履行它的合作任务，那么宿主就会饿死它，有时候反过来也是成立的。由此，互利共生的稳定性终于有了一种达尔文主义的解释，那就是共生体耍手段的话，终将得不偿失，降低自身的生存概率。
不过，对于进化理论学家来说，还是很难适应这一革命性的理论，怎么可以把生命体看作是联网中的俄罗斯套娃呢？这不开完乐么？因为这会极大的模糊个体之间的界限。我看到的到底是黄博士这个人，还是一坨细菌？自然选择究竟是如何进行的，选项又有哪些？脱离树林孤独生存的树木，还能否用“适者生存”来解释？这一解释对这棵树以及和它共生的细菌都适用吗？总之，各种争论十分激烈。
为了调和各种争论，以色列特拉维夫大学的尤金-罗森伯格和妻子伊拉娜-罗森伯格，提出了一个新的进化理论框架，他们称之为“全基因组理论”。这一概念的原型来自于美国，最早被称作“全功能体”，用来定义珊瑚和藻类的共生，以及所有与它们协作共生的生物，包括：真菌、古细菌、原生动物等等。而全基因组理论其实就是全功能体理论的升级版，全基因组指的就是这些生物体所包含的全部基因信息。罗森伯格夫妇将这一思路推向极致，他们提出，在进化中，面临自然选择的基本单元不是生物个体，而是全功能体。事实上，没有任何动植物是完全干净的，与它们共生的微生物对动植物的进化起到了非常关键的作用。这些微生物不仅能够确保动植物行使更多的功能，还能确保共生在动植物的后代身上延续。所以，自然选择针对的基因组并不仅仅是宿主的基因组，而是共生各方的基因组。
那么如果这一理论是正确的？是不是说就要推翻达尔文理论了呢？显然不是。事实上，新的理论不但与达尔文思想没有任何对立，反而是使其焕发出新的光彩，并拓展其意义范围。达尔文所理解的进化论，首先是变异，其次是环境施加的选择。而变异一直以来都被归结为宿主基因突变的产物。不过现在，新的理论的提出使人们认识到，共生也是生物不断创新的重要推手。当然了，总体的格局并没有变，还是达尔文主义所主导的。
也许全基因组理论也是错误的，也会被其他理论所超越。但现实告诉我们的是，我们必须转变视角，生态系统不再是物种的集合，而是物种网络的集合。虽然一切都将变得更加复杂，更加让人难以捉摸，但依托更强大的计算能力，细胞生物学和生态学的发展，将使我们拥有更精细、也更全面的进化模型。
现在，合作现象不仅向我们提出了诱人的理论问题，令我们重新思考进化与生命的原动力究竟为何，同时也开始发挥其影响力。比如在农业领域，生物共生技术近几十年来由于充足而廉价的化肥和农药而被弃如敝履，但如今它们正强势回归，被用于保障产量、防治虫害。而在医学上，人体共生菌已经被视为通往机体代谢平衡的关键。在生态学中，对合作网络的认识，在濒危物种保护方面已经变得至关重要。
最后把两天的内容总结一下，因为我快编不下去了。总之，整个生命史表明，通过恰当的合作，生物们可以大大拓展有限的资源。如果说20世纪的生物学注重物种间的斗争关系，那么21世纪的生物学，会将注意力转移到生物间的这种联盟之上。诚然，合作与竞争通常是一个现实的两个侧面，是互补的两种生活策略。它们之间的界限有时候非常脆弱，很容易就发生相互的转化，我们很难定义从哪一瞬间开始，某个寄生物为了自保而促进宿主的代谢，摇身一变成为它的合作伙伴。但可以肯定的是，认为个体自私封闭、只拥有自身基因，并与外界持续斗争的理念已经彻底过时了。而从共生的角度反思生命世界，也许正是摆在21世纪生物学家面前的首要重大课题。
