生存机器最初是作为基因的贮藏器而存在的

 澳门新濠天地3559.com     |      2019-04-29 20:32
生存机器最初是作为基因的贮藏器而存在的

 生存机器最初是作为基因的贮藏器而存在的
 
 
它们的作用是消极的——仅仅是作为保护壁使基因得以抵御其敌手所发动的化学战以及意外的分子攻击。在古代,原始汤里大量存在的有机分子是它们赖以为生的“食料”。这些有机食物千百年来在阳光的有力的影响下孳生繁殖,但随着这些食物的告罄,生存机器一度逍遥自在的生活也至此告终。这时,它们的一大分支,即现在人们所说的植物,开始利用阳光直接把简单分子组建成复杂分子,并以快得多的速度重新进行发生在原始汤里的合成过程。另外一个分支,即现在人们所说的动物,“发现了”如何利用植物通过化学作用取得的劳动果实。动物要么将植物吃掉,要么将其他的动物吃掉。随着时间的推移,生存机器的这两大分支逐步获得了日益巧妙的技能,来加强其生活方式的效能。与此同时,新的生活方式层出不穷,小分支以及小小分支逐渐形成,每一个小分支在某一特殊方面,如在海洋里、陆地上、天空中、地下、树上或其他生命体内,取得高人一等的谋生技能。这种小分支不断形成的过程,最终带来了今日给人类以如此深刻印象的丰富多彩的动植物。
 
动物和植物经过进化都发展成为多细胞体,每一个细胞都获得全套基因的完整拷贝。这个进化过程始于何时,为什么会发生,整个过程经过几个独立的阶段才得以完成,这一切我们都无从知道。有人以“群体”(colony)来比喻动植物的躯体,把它们说成是细胞的“群体”。我却宁愿把躯体视为基因的群体,把细胞视为便于基因的化学工业进行活动的工作单位。
 
尽管我们可以把躯体称为基因的群体,但就其行为而言,各种躯体确实取得了它自己的独特个性。一只动物是作为一个内部协调的整体,即一个单位来进行活动的。我在主观意识上觉得自己是一个单位而不是一个群体。这是意料中的事情。选择的过程有利于那些能同其他基因合作的基因。为争夺稀有资源,为吞食其他生存机器并避免让对方吃掉,生存机器投身于激烈无情的竞争和斗争中去。
 
为了进行这一切竞争和斗争,在共有的躯体内存在一个中央协调的系统必然比无政府状态有利得多。时至今日,发生于基因之间的交错的共同进化过程已经发展到这一地步,以致个体生存机器所表现的集群性(communal nature)实质上已不可辨认。事实上,很多生物学家都不承认存在这种集群性,因此也不同意我的观点。
 
就本书在后面章节中提到的种种论点的“可靠性”(新闻工作者用语)而言,幸而这种分歧在很大程度上是学术性的。如果我们在谈论生存机器的行为时反复提到基因,那未免会使人感到厌烦,事实上也没有必要这样做;正如我们谈论汽车的性能时提到量子和基本粒子反觉不便一样。实际上,把个体视为一个行为者,它“致力”于在未来的世代中增加基因的总量,这种近似的说法在一般情况下自有其方便之处。而我使用的亦将是简便的语言。除非另作说明,“利他行为”与“自私行为”都是指某一个动物个体对另一个动物个体的行为。
 
这一章将论述行为,即生存机器的动物分支广泛利用的那种快速动作。动物已经变成活跃而有进取心的基因运载工具——基因机器。在生物学家的词汇里,行为具有快速的特性。植物也会动,但动得异常缓慢。在电影的快镜头里,攀缘植物看起来像是活跃的动物,但大多数植物的活动其实只限于不可逆转的生长。而另一方面,动物则发展出种种的活动方式,其速度超过植物数十万倍。而且,动物的动作是可逆转的,可以无数次重复。
 
动物发展的用以进行快速动作的部件是肌肉。肌肉就是引擎,它像蒸汽机或内燃机一样,以其贮藏的化学燃料为能量产生机械运动。不同之处在于:肌肉以张力的形式产生直接的机械力,而不是像蒸汽机或内燃机那样产生气压。但肌肉与引擎相似的另外一点是,它们通常凭借绳索和带有铰链的杠杆来发挥力量。在人体内,杠杆就是骨骼,绳索就是腱,铰链就是关节。关于肌肉如何通过分子进行活动的方式,人们知之甚多,但我却感到下面的问题更有趣:我们如何控制肌肉收缩的时间和速度。
 
你有没有观察过构造复杂的人造机器?譬如说,针织机或缝纫机、纺织机、自动装瓶机或干草打包机。这些机械利用各式各样的原动力,如电动马达或拖拉机。但这些机械在运转时如何控制时间和速度却是一个更为复杂的问题。阀门会依次开启和关闭,捆扎干草的钢抓手会灵巧地打结并在最恰当的时刻伸出割刀来切断细绳。许多人造机器的定时操作是依靠凸轮来完成的。凸轮的发明的确是个辉煌的成就。它利用偏心轮或异形轮把简单的运转转变为复杂的、带节奏性的运转。
 
自动演奏乐器的原理与此相仿。其他乐器,如蒸汽风琴,或自动钢琴等利用经过按一定模式打孔的纸制卷轴或卡片来发出音调。近年来,这些简单的机械定时装置有被电子定时装置取代的趋向。数字计算机就是个例子。它们是大型的多功能电子装置,能够用以产生复杂的定时动作。像计算机这样的现代电子仪器,其主要元件是半导体,我们所熟悉的晶体管便是半导体的一种形式。
 
生存机器看起来绕过了凸轮和打孔卡片。它使用的定时装置和电子计算机有更多的相同之处,尽管严格说来,两者的基本操作方式是不同的。生物计算机的基本单位是神经细胞或所谓神经元。就其内部的工作情况看来,是完全不同于晶体管的。神经元用以在彼此之间通讯的密码确实有点像计算机的脉冲码,但神经元作为一个数据处理单位比晶体管复杂得多。一个神经元可以通过数以万计的接线与其他单位联系,而不仅仅是3个。神经元工作起来比晶体管慢些,但就微型化而言,晶体管却大为逊色。因此,过去20年来微型化是主宰电子工业的一种倾向。关于这一点,下面这个事实很能说明问题:在我们的脑袋里大约有100亿个神经元,而在一个脑壳中最多也只能塞进几百个晶体管。
 
植物不需要神经元,因为它们不必移动就能生活下去。但大多数的动物类群都有神经元。在动物的进化过程中,它们可能老早就“发现”了神经元,后来被所有的种群继承了下来;也有可能是分几次重新发现的。
 
从根本上说,神经元不过是一种细胞。和其他细胞一样,有细胞核和染色体。但它的细胞壁却形成拉长了的、薄的线状突出部分。通常一个神经元有一条特别长的“线”,我们称之为轴突。一个轴突的宽度狭小到只有在显微镜下才能辨认,但其长度可能长达好几英尺,有些轴突甚至和长颈鹿的颈部一样长。轴突通常由多股集束在一起,构成我们称之为神经的多心导线。这些轴突从躯体的一部分通向其他部分,像电话干线一样传递消息。其他种类的神经元具有短的轴突,它们只出现于我们称之为神经节的密集神经组织中。如果是很大的神经元,它们也存在于大脑里。就功能而言,我们可以认为大脑和计算机是相似的,因为这两种类型的机器在分析了复杂模式的输入信号并参考了存贮的数据之后,[]都能发出复杂模式的输出信号。
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