诺奖得主谈死亡,只有一种永生值得我们拥有-深度-知识分子

诺奖得主谈死亡,只有一种永生值得我们拥有

2021/01/13
导读
为何有些生物“只生不死”?
虽然沃尔德早已去逝,但他对死亡的真知灼见会得到“永生”,也让我们更加清晰地认识生命的意义。在沃尔德看来,“世间只有一种永生值得拥有,而人类早已拥有了”,它既不是精神的,更不是肉体的,那这种永生竟是什么?
死亡的起源和意义究竟是什么,图片来自wikimedia.org

撰文 | 乔治·沃尔德(美国生物学家、诺奖得主)

 

今天我想谈的是死亡的起源和意义。


无须悲伤,更不要畏惧,死亡是生命最重要的一部分,也是生命的发展中最伟大的成就之一,我保证这一段关于死亡的谈话将会是一段轻松的旅程。


01



为何有些生物“永生不死”
 

星球会死亡,人也会死亡,但不是所有生命都必定会经历死亡,例如阿米巴原虫可以永生不死,除非其所在环境的严苛超乎想象或其本身受到暴力伤害。一般情况下,一只阿米巴原虫会分裂成两只新的阿米巴原虫,这是它以及所有单细胞生物的生殖方式,它们会无尽地分裂,不断产生新的复制体。

 

单细胞生物的繁殖方式有时也会变化,双核草履虫就是一例,我认识的一位名叫劳伦德·伍德拉夫(Lorande Woodruff)的生物学家就对此颇有研究。有时,两只草履虫会并列靠在一起,双方通过体侧凹陷的、平时用来摄食的口沟相互黏合,相连处表膜溶解,交换遗传物质,最终再次分开各自进行分裂生殖,此过程被称为“接合生殖”。伍德拉夫研究的方向是,验证草履虫是否能不需要偶然发生的接合生殖,仅靠普通的分裂生殖就能无限分裂。


乔治·沃尔德1967年获得诺贝尔生理或医学奖,图片来自nap.edu


具体实验过程是这样的:每天早上,伍德拉夫教授到实验室后,发现昨晚放在碗中独自游来游去的一只草履虫已经变成了两只。于是,他小心地将两只草履虫分开,让草履虫继续孤单地待在碗中,没有机会与另一只接合。如此进行了一段时间后,伍德拉夫教授开始撰写一系列论文,系列的第一篇名叫《无接合生殖的500代双核草履虫》。过了一段时间,第二篇题为《无接合生殖的1200代双核草履虫》的论文诞生。


实验做了一年又一年,直到某年出现了一篇题为《无接合生殖的12000代双核草履虫》的论文,代表了这一系列实验的顶峰。就这样,伍德拉夫教授度过了欢乐且有意义的一生,向人们证明了草履虫可以不需要接合生殖,仅通过简单的分裂生殖一代又一代生存下去。


生殖方式和草履虫一样的生物还有很多,某种程度上,它们都可以“永生不死”。接下来我们要向前迈一大步,从单细胞生物进入体型更大的多细胞生物,例如海葵。海葵繁殖时会从中间裂成两半,由此产生两个和上一代一模一样的海葵。这种生殖方式在这个层次的生物中颇为常见,海葵的近亲水螅生殖时母体周围会生出小芽,这些芽会长大变成一整只水螅,然后与母体分离独自生活,由此就产生出许多与上一代一样的新水螅。


在扁形虫的研究中我们又将向前迈出一大步。虽然扁形虫是最低等级的昆虫,但和水螅与海葵相比,扁形虫与人类更相似,它的身体有左侧和右侧,即所谓的两侧对称,还分头端和尾端,神经系统都集中在头端,可见它是相当复杂的生命体。一种常见的叫作“真涡虫”的扁形虫在繁殖时会收聚腰部,裂成两半,然后分离的半身会再生出其缺失的部分,头端会再生出一条新尾巴,尾端则会再生出一颗新头,最终产生两只新的真涡虫。


有一位名叫斯托彭布林克(Stoppenbrink)的荷兰科学家多年前做过一项关于扁形虫的“饥饿游戏”实验。实验过程中,斯托彭布林克先切断环境中的一切食物供给,让真涡虫仅靠消耗自身储存的能量生存,进而产生自食行为。真涡虫会先停止一切生殖行为,生殖器官逐渐消失,然后甚至会分解消化器官作为生存下去的能量,因为在没有食物的环境中消化器官显然已经毫无用处。


接着它们开始吸收自身的肌肉,随着肌肉的消失,体型变得越来越小。只有一个器官不会受到自食行为的波及,那就是它们的中央神经系统,即使体型在不断缩小,中央神经系统的大小也会保持不变。如此一来产生了一个有趣的“副作用”,最终真涡虫都变得看起来非常聪明,因为它们有一颗硕大的头和几乎看不见的细小身体。


让我非常好奇的是,自食行为如果继续下去的话,是否会连这颗仅剩的大头也不放过,也许斯托彭布林克教授有一天到实验室时,会发现真涡虫的数量正在逐渐减少,直到一只都不剩。不幸的是,斯托彭布林克很快就开始重新投喂真涡虫并且它们也很快恢复了失去的躯体,变回了原貌。


说实话,“饥饿游戏”就此终止让我非常失望,但斯托彭布林克在这个实验中有了更重要的发现:进食后恢复的真涡虫其实并不是变回“原貌”,而是变成了一只全新的年轻真涡虫。因此,我们可以通过间歇性地使真涡虫陷入饥饿的绝境再重新投喂,使其不断“返老还童”达到永生,虽然这样显然过于残忍。


我所知的、最高等级的用分裂生殖方式繁殖的生命是我们常见到的蚯蚓的表亲,属于蠕虫的一种。它有一个劲爆的名字,叫作“断裂线蚓”,因为它只能通过分裂生殖的方式繁殖。在合适的时候,断裂线蚓会断裂成无数小块,每个小块都会再生出其缺失的部分,一条断裂线蚓能产出五六只新线蚓。


02



高等生命的种质传承,近乎“不死”
 

不过,在分裂生殖以外,还有一种与之非常不同的繁殖方式,那就是有性生殖。我们所关注的死亡也在此粉墨登场,作为与有性生殖合作最密切的伙伴进入我们的视线。我希望用19世纪最伟大的生物学家之一、现代遗传学的奠基人奥古斯特·魏斯曼(August Weismann)的种质论来诠释有性生殖和死亡的合作关系。


魏斯曼认为,所有采用有性生殖方式繁衍的生命都以一个受精卵为起点,经过反复分裂,逐渐造就整个生物体。在分裂的过程中,细胞开始分化为不同的种类,一部分成为魏斯曼所谓的“种质”,可以产出成熟的生殖细胞,即精子和卵子;另一部分成为躯体,魏斯曼称之为“体质”。总之,所有细胞都来自一个细胞,即受精卵,经过分裂成为产生卵子和精子的种质以及产生身体的体质。


根据这种划分方式,魏斯曼提出了两条原则,第一条叫“种质隔离”,用我们今天的话说就是遗传信息的表达是单向的,永远从种质到体质,不能反向从体质到种质。这也是获得性遗传理论不成立的原因,获得性特征是个体在生活过程中,受外界环境条件的影响而产生的身体上的变化,属于体质范畴,所以不可能会传递到种质并遗传给下一代。


魏斯曼的第二条原则是“种质潜在不死”,即种质制造更多种质(精子和卵子)的同时也可以制造出身体(下一代)所以种质可以一代又一代传承下去,近似于不死。种质可以用分裂的方式产生新的种质,或者也可以生成身体。身体是保护、滋养、传递种质的容器,使种质与相对性别的种质(异性的卵子或精子)混合相交,这就是繁殖。


繁殖的结果是产生下一代,种质得以传承,继续“不死”,于是,此时的身体圆满完成了使命,种质不再需要身体,这就是死亡。死亡就是身体完成繁殖功能,成功传递生命后被废弃。


由于感性因素的作用,很多人难以接受将身体视为工具的看法,即使是传递生命的工具也不行。但是,我们不妨先审查一下这种看法是否真的那么令人难以接受,至少三文鱼不会觉得这听起来有什么问题。对三文鱼、鳟鱼、鳗鱼等很多生命体来说,开始繁殖就意味着准备好赴死,两者相伴发生、如影随形,繁殖是它们生命的最后一舞。


三文鱼的一生开始于在淡水中破卵而出的那一刻,它在淡水中逐渐长大,经历它的第一次蜕变,褪去身上艳丽的色彩,通体银白,然后向海洋游去。在海洋中达到性成熟时,三文鱼会回到淡水中,逆流而上到生长产卵场。在这段旅程开始前,三文鱼会经历第二次蜕变,身体再次变为鲜艳的粉红色,身体的内部结构也会发生剧烈变化,整个消化系统会彻底消失,因为此时的三文鱼已不再需要进食,它活着的目的只有一个,那就是前往产卵地,产下鱼卵,然后死去。它的身体结构也不再适于继续生存,即使往三文鱼的食道中塞入食物,它也已经没有器官可以消化食物了。


三文鱼在这颗星球上并不是特例,接下来要聊的淡水鳗鱼的生存之道也是这样。欧洲和美洲大陆淡水中的鳗鱼会用5到15年的时间成长,性成熟后发生蜕变,然后开启一场前往大西洋最深最咸的区域马尾藻海的长途迁徙之旅,最终在海洋深处产下卵后死去。和三文鱼一样,启程前,整装待发的鳗鱼会经历一系列身体结构方面的变化,为漫长的旅程剥去不必要的负担,消化系统完全消失,从此永远不再进食,它们的目标只有一个,那就是到达马尾藻海,产卵然后死去。


在海洋中新生的幼年鳗鱼必须独自顺着父母来时的路回家,它们的返乡本能非常神奇,虽然美洲鳗和欧洲鳗都在同一片海域产卵,但新生鳗鱼从不会混杂在一起或找错家。美洲鳗要花15个月才能从马尾藻海回到美洲大陆,它们在这个过程中会逐渐蜕变然后进入淡水流域生活。欧洲鳗则需要大约3年的时间才能到达欧洲,一路上充满艰难险阻,但它们必须如此才能繁衍生息。


在生殖大迁徙中,繁殖是生命的告别演出,迎接繁殖就是迎接死亡。还有一种迁徙行为也与死亡相关,比三文鱼和鳗鱼更甚的是,死亡就是这种迁徙的目的。在生殖迁徙中,死亡的出现是因为身体完成了传递生命的功能,而我接下来要谈到的迁徙的意义就是毁灭生命。


这就是饥饿大迁徙。在食物短缺的情况下,动物们会开始大规模移动,跑到城镇或其他动物的栖息地这些它们平时绝不会出现的地方寻找食物。这其中最著名的例子要数旅鼠大迁徙了。旅鼠是一种看起来圆滚滚的鼠类,主要栖息在挪威北部的山腰地区。每过几年,就会出现一次旅鼠大迁徙,你可能也早已对此有所耳闻。迁徙开始后,数十万只旅鼠从山腰如同洪水一般倾泻而下,进入城市,阻塞交通,接着奔向海边。到达海岸后,旅鼠群会跳入海中继续游动,直到体力不支大批死去,最终消失在人们的视线中。


这是一则震撼人心的故事,但在我看来,真实情况没有这么戏剧化。真相是,在发生旅鼠迁徙的年份,即所谓的“旅鼠年”中,特定地区的旅鼠数量超过了当地资源的供给能力,造成了食物短缺。于是,一种旅鼠天性中应对食物匮乏的机制被触发,鼠群开始躁动起来应对饥荒。其实,从原生动物到人类的所有生命体内都有这种应对机制,饥饿驱使生物更积极地活动,没有特定方向地四处游荡,去寻找更多食物,这就是旅鼠迁徙的原因。


由于挪威地形的原因,群山朝向海洋一侧的旅鼠会很快游荡到海边,跳入海中最终淹死;但在山的另一侧,旅鼠会到达拉普兰德地区的平原地带,在平原上反复穿梭直到死去。在饥饿大迁徙中,大批旅鼠会从原来所在的族群中分散出来,然后死去,这就是整个过程的目的。


旅鼠大迁徙有这么几个关键点:


(1)食物出现短缺;

(2)大量旅鼠开始挨饿;

(3)最饥饿的部分旅鼠开始四处游荡;

(4)在漫无目的的游荡中,大批旅鼠死去;

(5)最终,当一定数量的旅鼠离开后,留在栖息地的旅鼠有了足够的食物,迁徙行为于是自动终止。


作为人类,我们会觉得旅鼠的自杀行为颇为反常,十分怪异,可人类也不见得有多高明,饥饿的旅鼠会结束自己的生命,饥饿的人类则会去杀戮,去剥夺别人的生命。虽然我们人类主张自己的处理方式更加符合自然,但旅鼠的方式也有其优点。首先,从结果上说,用死亡迁徙应对饥荒,种群死亡的个体数量更少;其次,除了个体死亡,不会造成其他破坏,幸存下来的旅鼠们的家园仍然完好无损,和之前一样;再次,自然选择发挥了作用,觅食能力较弱、比较饥饿的旅鼠会先出发赴死,而能找到更多食物、觅食能力更强、没那么饿的旅鼠则会留在家园中。


相比之下,当资源枯竭时,人类的一般做法是发动战争,带着一腔热血去杀戮、掠夺、死去。所以,从生物学角度看,旅鼠的方式其实比人类更优秀。


03



只有一种永生值得拥有,而人类早已拥有了
 

现在是时候谈一谈人类了。首先,前面曾经提到,很多人难以接受将身体视为通过繁殖传递生命的工具。我和这些人一样,不喜欢这种想法,而且认为这种想法确实不适用于人类。当然,在大多数情况下,当科学家想讲一些令人不舒服的话时,都会先声明说这个理论不适用于人类,还会附加一些令人保持乐观的小案例来粉饰理论的残酷。我也不能免俗,所以我们就先说说蜜蜂吧。


蜜蜂社会与人类社会非常相似,其社会的核心力量、驱动社会运作的角色叫作工蜂。它们是生殖器官发育不完全的雌蜂,无法生育。相对而言,蜂巢中唯一有生殖能力的雌蜂是蜂后,通常一个蜂巢只有一只。除繁殖外,蜂巢中所有的工作都是由工蜂完成的,它们会外出觅食,建造并且日常清洁蜂巢,在蜂巢通气口处扇动翅膀像空调一样为蜂巢通风换气,养育幼虫,甚至连蜂后也是工蜂一手带大的,工蜂会给将成为下一代蜂后的幼虫喂食特殊的食物。


总之,它们会做所有事,除了繁殖。这跟人类社会中的某一方面有些相似,在人类社会中,有些成员为社会做出了贡献,但并未养育后代。例如,音乐家巴赫有很多孩子,但据我所知,贝多芬就没有孩子。有人会因此贬低贝多芬的伟大吗?不会,因为生孩子的能力不是我们从巴赫和贝多芬身上寻求的价值。同理,牛顿也没有孩子,有人在乎吗?完全没有关系。这些人为社会服务,创造极大价值,因为这些人生前取得的成就,我们以生而为人骄傲,以万物之长自居。


这就是人类社会中繁殖和个人价值的关系,繁殖和人对社会的贡献可以完全无关,人可以用多种方式为社会服务,同时也是为生命服务,所以人的身体不仅仅是传递生命的工具那么简单。


自有历史记录以来,人类一直在追寻着永生之法。永生一般指肉体的不死,不是精神的不朽,虽然精神的不朽也是一种永生。你听说过的寻找不老泉或者贤者之石的传奇故事,都是求永生意愿的体现。可是,讽刺的是,如果一个不老不死的人凭借无限的寿命取得了惊人的成就,那也没什么特别的,因为我们这些凡人在有限的生命里也有可能取得那些成就。


彼得·梅达瓦(Peter Medawar)写过一本名叫《独特的人》(The Uniqueness of the Individual)的书,对不老不死的妄想提出了非常犀利的质疑。在书的前两章中,梅达瓦预设了这样一种可能:假设有一个人,肉体不死,成长到20岁,身体状态达到顶峰,之后就不再成长也不再衰老,同时最重要的是,给予他不必经历自然死亡的恩惠。


虽然我们都把自然死亡作为一种理所当然,但梅达瓦不这么认为,他问过所有认识的医生是否见过有人自然死亡,即所谓的老死。医生们都回答,他们从未见过有人仅因为年龄而死,生命的结尾处,总是诸如肺炎或者某些器官衰竭这类因素对他们的病人给出最后一击。由此,梅达瓦认为,即使世人都认为人生命的终点是自然死亡,但其存在与否其实非常可疑。


即便带着怀疑,梅达瓦仍然赋予了这个人永恒的青春和不会自然死亡的身体,然后,他又加上一条福利:让这个人的生殖能力一直保持在20岁的水平,可以不断产出后代。现在这个人还有什么需要担心的?有很多,他仍要承受这副身体可能经受的病痛的折磨,在马路上被车碾过的危险,还有战争、瘟疫、饥荒带来的暴力威胁。保险公司的风险评估师只要看这人一眼,很快就会计算出他所面临的所有生存风险以及相应的保险费率是多少。


事实上,这个永生的人和我们普通人面对的问题没有什么不同,区别之小用梅达瓦的话说就是:我们从生到老到死能支配的时间,跟我们不老不死所能拥有的时间相差无几。


我还想补充一点,我认为人类已经达到了永生,只不过是在我们意想不到的方面。我们希望在体质即肉体上不死,因为肉体对我们来说意味着一切,我们已经与体质坠入了爱河。对一个人来说,他即是这副肉体,肉体即是他,是其一生积累的所有宝藏的仓库,所以他希望肉体永生不灭。但是,其实人的生命在种质上早已达到了永生,因为种质可以在1万年甚至100万年后继续产生新的肉体和种质,可惜很多人并不稀罕这种永生。


以前的我也是这样,认为人类的永生走错了方向。但我现在醒悟了,在我看来,现在的每一个生命个体,都代表着一条从30亿年前生命第一次出现在这个星球到今日不曾断开的生命之链,这才是真正的永生。


30亿年间,种质通过简单的分裂不断繁衍,不断产生并舍弃肉体,创造了单细胞生物和原生生物以及其他生物。种质如果想在大海中畅游,会创造出鱼;如果想在天空中翱翔,会创造出鸟;如果想读一本书,会创造出一个人。


《生命的选择》一书由乔治·沃尔德撰写,中信出版社2020年出品


换句话说,人类现在所持有的种质在30亿年里一直不断更迭,创造出了我们今天的世界。你和我都有的种质有时会创造出鱼,有时会创造出青蛙或蝾螈之类的两栖动物,有时会创造出大地上的爬行类动物,最终创造出了人类。


如果我们理性并克制地让其继续发展,天知道在未来的岁月中它会造出什么东西。总而言之,不必再执迷于虚无缥缈的肉体不死,这世间只有一种永生值得拥有,而人类早已拥有了它。


制版编辑 | Morgan


参与讨论
0 条评论
评论
暂无评论内容
《赛先生》微信公众号创刊于2014年7月,创始人为饶毅、鲁白、谢宇三位学者,成为国内首个由知名科学家创办并担任主编的科学传播新媒体平台,共同致力于让科学文化在中国本土扎根。
订阅Newsletter

我们会定期将电子期刊发送到您的邮箱

GO