从基因进化角度揭秘:人类为什么会衰老?为什么无法永生?
为什么源源不断地供给能量,人体却不能一直运转永生下去呢?发生过一次的事情,只要条件达成,难道不应该永复循环吗?
换言之,人体拥有自我修复机制,但为什么身体还会逐渐衰老呢?衰老究竟是怎么样发生的?还有人类为什么会有生长与衰老的周期,这一切背后的机制和原理,又是什么呢?
本文,将会以基因进化的视角为基础和切入点,深入分析解读:人类的衰老、永生与基因的关系,以及人体与基因的关系。
主题目录如下:
- 自私的基因
- 人类为什么会衰老
- 人类为什么无法永生
- 基因的合作与未来
- 基因的死亡控制器
- 基因与端粒
- 进化与致死基因
- 基因对人类的控制
- 结语
- 后记:基因的思想
自私的基因
理查德·道金斯在**《自私的基因》**一书中,给出了这样一个观点:
“人类,只是基因的生存机器(宿主),在漫长的进化历史中,基因才是主角,人类只是一个乘客(配角)。基因为了永续留存,产生的根本驱动力就是复制,那么它控制人类产生的根本驱动力就是繁衍。”
事实上,基因进化的结果,就是在存储环境信息(也就是某种策略)为本能,以应对环境变化所带来的生存压力。
而基因复杂的功能性表达(包括情绪情感、自私无私、利他奉献),都只是环境(信息)压力塑造和筛选的结果,其目的全在于为了让基因复制遗传的过程,能够顺利且更好地完成,以让基因永远地存在下去。
那么,基因可以通过对其生存机器(即人类),发出如下形式的指令,来编制程序:
- 下面这些会带来快乐——口中的甜味、情欲的亢进、适中的温度、微笑的小孩等。
- 下面这些会带来不快——各种痛苦、恶心、空空的肚皮、哭叫着的小孩等。
- 执行趋利避害的策略——如果你碰巧做了某件事情之后,便出现了不愉快的情况,那么请切勿再做这种事情,而在另一方面,重复做为你带来愉快的任何事情。
而显然的是,基因会对人类的繁衍行为,做出强有力的化学奖励,即让人感到无比的快乐和愉悦,以驱动人类热衷于繁衍行为。有趣的是,美剧**《纸牌屋》**中引用了奥斯卡·王尔德的一句名言:
“Everything is about Sex,except Sex,Sex is about power。”
也就是说,世界的一切都关乎繁衍,除了繁衍本身,因为繁衍就是权力,但对权力的欲望最终还是来自繁衍,所以繁衍的目的就是繁衍本身,这是一个自洽的循环。
前提约定
本文探讨的,始终是人类的衰老和永生,并不涉及微观生物——比如细菌、病毒,还有自然界某些奇奇怪怪的生物——比如灯塔水母、水熊虫。
但基因作为生命的基本构造和蓝图,被进化利用,驱动了所有生物的发展,由此也可以把本文的讨论内容,推广至所有生物。
另外,基因是微观,其作用上升到宏观的时候,是一种统计效应,也就是说,生物个体的表现不具有统计意义,很多生物群体的行为趋势才具有规律性。因此,不能用个例否定群体,来作为逻辑链的推理。
人类为什么会衰老
总的来说,有四个原因:
第一,有一个经典的比喻,基因每次复制就像一次复印的过程,只不过每次复制都是使用上次的副本来复印,这样随着复制次数的增加,基因丢失的信息就越多。
显然,基因丢失的信息越多,根据基因信息,复制出的细胞和蛋白质分子(包括各种酶和氨基酸)就会越容易出错——产生功能性错误。
而随着错误不断积累——超过容错阈值,即修复能力的上限,就会开始慢慢影响上层组织器官的功能,和运行效率,从而产生衰老的感觉和表现。
基因——是具有遗传效应的DNA片段或RNA片段,即多个DNA或RNA,由碱基序列组成。基因编码了氨基酸和RNA,氨基酸组合形成肽链,多个肽链形成蛋白质。
DNA——存储遗传信息的碱基序列,通常位于染色体上,非染色体上也有,比如线粒体与细胞质中。
人类体细胞染色体上的DNA共有碱基对三十亿个,其中绝大部分遗传信息并不会表达出来,同时对性状也没有直接的影响,这些是没有遗传效应的DNA片段,反之有遗传效应的DNA片段,就是基因。
并且,这种基因复制丢失信息的过程中,还伴随着信息的错乱所带来的**随机突变。**这些突变:
- **一部分是来自基因的复制机制,**例如:碱基异构互变效应;
- **一部分是来自环境压力和污染源,**例如:物理辐射、化学毒剂、生物因素(细菌、病毒、寄生虫等)。
基因突变——是指基因在结构上,发生碱基对组成或排列顺序的改变。 碱基异构互变——是指DNA中的四种碱基,各自的异构体之间都可以自发地相互变化。 异构体——是指具有相同化学式,有同样的化学键,但有不同原子排列的化合物,即相同分子式不同结构的物质。
那么,基因的突变,不仅会加速衰老,还会导致不可逆转的,且无法自我修复的,细胞功能性错误——这也就是各种严重疾病的源头,例如:阿兹海默症和癌症。
可见,正是由于基因复制中不可避免的错误,所以在宏观上,人体才会表现出衰老,只是不同人衰老快慢的程度不同,每个人的完全成熟期也有差异,但在发育成熟后,衰老就会开始一刻不停地进行。
然而,甚至还有观点认为,发育其实也是衰老过程的一部分:
因为从受精卵开始,细胞不断地分裂分化、从通用性到独特性、从独立性到被迫协作——普通细胞沦为神经系统的奴隶——这可以看成是,细胞从出生、到残化、到弱化、最后到死亡的过程。
其实,如果说发育成长是基因按时调控的结果,那为什么衰老死亡不是呢?
第二,从微观角度来看,细胞的代谢过程,其实是一个线粒体磨损消耗的过程。
可以说,线粒体就是细胞内部的“发电站”,上升到宏观层面,也就是人体的“能量之源”。
线粒体——是细胞内部提供能量供给的细胞器,也就是有氧呼吸的主要场所,而90%以上吸入体内的氧气,都会被线粒体转化为能量消耗掉。
既然,线粒体是能量之源,那么可以想象,细胞中线粒体的数量,就会取决于该细胞的代谢水平,即:代谢活动越旺盛的细胞,其线粒体就会越多。
例如,由于肌肉要求获得更多的能量,其细胞内密布线粒体,而脂肪多的细胞内,则线粒体数量较少。
例如,肝脏细胞中有1000~2000个线粒体,酵母细胞中却只有一个线粒体,而大多数哺乳动物的成熟红细胞中没有线粒体。
所以,细胞代谢的过程,其基础就是线粒体的氧化代谢过程,而线粒体在工作过程中会不断地磨损消耗,其原因主要来自于两个方面:
**其一,**线粒体有其独立的基因遗传体系——与人体其它细胞的基因信息并不相同,但只要存在基因复制就会有前面提到的——基因突变。
那么,基因突变积累的错误,久而久之,超过了自身修复能力的上限,线粒体就无法正常工作了。
其二,线粒体在氧化代谢过程中,大约会有4%~5%的氧分子转变为氧自由基,即氧分子形成的自由基。
那么,被自由基抢夺电子后的蛋白质分子和基因,就会发生畸变和突变。并且畸变后的分子,又会继续去抢夺电子,从而形成一种链式反应——创造出更多的畸变和突变。
自由基——是具有不成对电子的原子或基团,其化学性质活泼,拥有强氧化性和磁矩,会试图去抢夺蛋白质分子和基因的电子,以恢复为成对的电子状态,也因为其反应迅速而存在时间极为短暂。
但线粒体,通常会把氧自由基**“限制封闭”在双膜结构内部,不准它到处“流窜作乱”**,并会通过超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD),把两个氧自由基转变为H2O2和O2,以达到清除自由基的作用。
只不过,如果氧自由基超过了线粒体的处理能力,线粒体自身基因突变导致功能下降,或是“中和物质”不足够,都会让氧自由基对线粒体产生损伤——包括基因突变和分子畸变。而这又会导致线粒体功能的下降,接着进一步加剧氧自由基的损伤,形成一个恶性循环。
值得一提的是,运动会产生更多的自由基,但同时也会激活身体的代谢机制,去清除自由基,并且清除的会多于产生的,这种冗余性带来的过度补偿效应,就是运动健身,会有益健康且不断变强的进化逻辑。
最终,线粒体就会因为不断地磨损消耗,而丧失功能,导致一系列不可逆转的结果。
事实上,细胞的修复机制,是依赖于线粒体供能的,也就是说,线粒体的损伤会间接导致细胞修复能力不断地下降,出现越来越多的功能性错误。所以,线粒体的磨损消耗,其实加速了细胞的衰亡。
而现代研究表明,其实线粒体不仅提供能量,还参与诸如细胞分化、细胞信息传递和细胞凋亡等过程,并拥有调控细胞生长和细胞周期的能力。
例如,线粒体能够,调节内膜电位,引起跨膜电位的耗散,并提高内膜的通透性,从而诱导凋亡因子(Apoptosis Inducing Factor,AIF)从内膜释放进入细胞质基质,破坏细胞结构,最终导致细胞凋亡。
这意味着,细胞的凋亡,也是线粒体参与调控的结果。
但要知道,就算氧气不产生自由基,线粒体一直不损伤,细胞自身的基因复制错误,也会不断的积累,最终让细胞发生变异——这时候,细胞的自我凋亡,其实是在防止细胞癌变。
那么可见,衰老不可抗拒的关键就在于:虽然细胞死了,还可以创造新的,但是基因就像图纸,如果损坏了,自然就没法造出正常的细胞了。
第三,从环境和进化角度来看,对于衰老,环境并没有给基因施加压力,表示开始衰老就必须停止繁衍,否则衰老就会严重影响繁衍。
于是我们看到,人类的极限寿命很长(120岁以上),而中间衰老的过程,并不会对人类的基因遗传,造成立竿见影,或是毁灭性的影响。
因此,衰老和繁衍是可以同时进行的,哪怕衰老效应越来越明显,人类仍然可以一边衰老,同时也可以一边不停地进行繁衍。那么衰老,自然就会在自然进化的随机试错中保留下来,并且也就不会进化出,保持不衰老等待繁衍期的功能机制了。
当然,繁衍是有最佳的时间段的,也就是说,衰老对繁衍的影响有一个阈值,如果超过了,负面效应——比如后代基因突变数,还是会成正比例增加的,但总体看来影响很小。
而从另外一个方面来看,人类的繁衍期非常长(并且几乎全年无休、随时随地),那么进化出不衰老等待繁衍期的可能性,就是不存在,也是不合理的——因为不衰老就会一直繁衍,一直繁衍就又不会衰老——这就是循环依赖,产生永生了。
所以,从某种角度上来说,繁衍能力的衰退,就是衰老的一部分,并且还代表着衰老的进程。
因为不能繁衍的生存机器(宿主),对基因来说就没有价值,并且随着繁衍能力的衰退,宿主的价值也是在不断降低的。
试想,病毒会把宿主给弄死,但在此之前,病毒会极力的通过宿主扩散。那么类比起来,基因的扩散手段就是——繁衍。
因此,与此同时,基因还进化出精子和卵子活力很强,复制过程明显不同于人体其它细胞的机制。也就是说,精子和卵子不怎么衰老(复制稳定),但人体的其它细胞则在不断地衰老(复制不稳定)。
例如,高龄男性,在接近寿命极限的情况下,其精子依然可以进行有效繁衍。
据报道,印度有一男子,名为拉姆吉特·拉加夫,他在94岁首度生子,成为全球最年长的新生儿父亲,更令人惊讶的是,2年后,96岁的他又有了第二个儿子,刷新了自己创下的记录。
由此可见,人类利用智能创造的医学手段,并不能延长人类的极限寿命,而只是在增加抵达极限寿命的概率。
- 从生长周期来看——哺乳动物的自然寿命,相当于生长期的5倍,而人的生长期长达20
25年,因此人类的自然寿命是**100125岁**。 - 从分裂周期来看——人体细胞的分裂周期平均2.4年,分裂次数上限平均50次,据此可以得出,人类的极限平均寿命是120岁。
- 从规模效应来看——哺乳动物的寿命与其体重的1/4次方成正比,而把所有的哺乳动物放在一起统计,可以得出人类所在的寿命区间是120~130岁。
所以,人类寿命的极限是130岁——而最长寿的吉尼斯纪录是122岁(Jeanne Louise Calment),目前的平均预期寿命是80~86岁——其底层生物逻辑是代谢,即:代谢越快寿命越短,反之越长,因为代谢会产生磨损。
事实上,基因“在乎”的——只是生存机器的繁衍,然后就是把后代养大,并能够让后代正常的递归进行繁衍。
其中养育后代,这个操作是必要的,因为没有完成把后代养大(可以独立繁衍)操作的基因,就会有更大概率的得不到复制遗传,而最终消失。
那么,把后代养大——父母平均50岁之后,即20岁生育,后代抵达20岁,再冗余10年备用——这就是环境压力给基因的筛选指令,即:选择压力。
为什么会有中年危机,为什么平均到53岁的时候,人的幸福感会降到人生的最低点?
这是因为性激素水平会突然下降,接着导致一系列宏观的“现实问题”,那为什么性激素水平会突然下降?
这是因为基因“认为”,此时生存机器的核心任务已经完成,残酷地说,已经没从前那么重要了。
那么再往后,基因的复制就开始愈加混乱了,越来越胡来了,积累的错误和突变,也就更多了,身体就更容易崩坏了,疾病、癌症、脆弱的可能性也就更高了——这都是因为没有环境压力给予的**“约束力”和“驱动力”**来维持有序,所造成的结果。
显然,在实际生活中,很多疾病的发病概率,都是和年龄成正相关的——可能大家觉得这是习以为常的自然规律、是常识。
但这正是说明了,发育成熟后就开始衰老,并没有什么问题——以目前人类的衰老速度,并不会影响养育后代,从而影响基因复制遗传。
那么,基因随机到这个结果,并适应了环境,就会一直保持,直到环境压力驱使它改变。
第四,基因并不会衰老,基因只是一串排列组合的信息,相反存在越久远的基因,越会存在更长的时间。
事实上,衰老的是上层结构,基因代表的是信息,描述了上层结构,结构复制结构就会把基因传递下去。所以,基因指导了结构的复制,这是基因的生存之道,而结构的复制错误,就是衰老的原因,并且会反作用于基因的复制。
而从宏观来看,塔勒布在**《反脆弱》**一书中,说道:
“局部的牺牲是为了让整个自然更好地运作,我们牺牲自己是为了让基因留存,就好像用我们的脆弱换取了它们的生存。我们会衰老,但是在我们的肉体之外,基因会永远年轻,而且越来越适应新的环境。小规模的破碎永远存在,这往往是为了规避影响广泛的大规模灾难。 ”
换言之,整体的存在与进化,依赖于局部个体的衰退与消亡。
但或许,人类衰老的起点——并不是在皮肤松弛之时,而是在失去好奇心的那一刻。
最后,特别说明,氧气并不是所谓的“毒药”。
因为,除了氧气,还有N多的途径在人体内产生自由基,比如药物、辐射、烟草、发烧、吸入非有机微粒和微生物、体内分子自动氧化等等。
而人体也进化出了清除自由基的机制,例如:
- 酶促机制——包括超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶等。
- 非酶促机制——包括维生素E、维生素C、谷胱甘肽等。
- 小分子抗氧化剂——包括胆红素,尿酸,类黄酮,类胡萝卜素等。
并且,控制得宜的自由基是有用的,例如:
- 白血球利用自由基来杀死外来的微生物。
- 体内一些分解代谢的反应,必须要由自由基来催化。
- 血管的舒张和部分神经、消化系统信号的传导,要借助于自由基来完成等等。
人类为什么无法永生
这是一个黑暗一点的视角,衰老并不是意外,也不是没有需求的随机结果,而是基因的功能,即:基因设定了生存机器,也就是人体的衰老周期和死亡。
为什么?——简单来说,这会有利于基因的复制生存。
显而易见的是,永生会带来资源的匮乏,会带来冲突与战争,一个培养器皿能养活得了无限增殖分裂的细菌吗 ?就像一个细胞癌变获得了永生,最终人体就会消亡,随之这些永生的癌变细胞也就一起消亡了。
那么,人类是不是就像,挣脱了自然环境束缚的癌变细胞呢?
地球的资源有限,如果人类不衰老死亡,(从目前来看)人口就将会在几百年之内,耗尽地球的所有资源。
同时,生存机器(即人类)之间必然还会进行,互相博弈和资源争夺,甚至自相残杀,而每个生存机器里运行的,都是同样的基因复制品,于是基因自然就会选择保留下一代,而不是上一代。
那么,如何保留?——自然就是上一代衰老,并伴随着生存博弈能力的下降,然后死亡,最后把空间和资源留给下一代。
由于是基因创造了人类,接着人类改造环境,然后环境压力(信息)反作用于基因,基因再改进人类——可见,基因是拥有对人类(也就是宿主生存机器)的控制权的。
所以,在人类可以太空殖民,可以攫取宇宙无限资源之前,基因一定会锁死人类的生命极限的,不然所有的基因都得消失。
或许,在地球35亿年的生命进化历程中,曾经**“随机”出现过可以永生的基因,但它们最终不是消亡了,就是“放弃”**了永生的权利。
因此,基因不仅不会进化出永生的功能,甚至还会进化出**“防止”永生的功能,而这一切都源于,环境压力的“不准许”**。
这里需要指出的是,基因对资源的利用能力,决定了基因“眼中”资源的多少——就像阳光对植物是生存资源,但对狮子就不是生存资源——所以,在获取资源能力不足(也就是环境可用资源有限)的时候,物种之间的竞争是异常激烈的,这意味着基因“看待”年老与年轻个体的价值是不同的。
那么,从宏观角度来看,大自然(即环境)计划生育的方法有:战争、饥饿、自然灾害、自相残杀等等;而从微观角度来看,就是基因控制的——程序性自杀,也就是自然衰老死亡。
甚至有观点认为:致死病毒(如埃博拉)就是地球的免疫机制,这是大自然执行人类清除计划的一部分。
最后,试想在未来,如果可以永生,但却资源有限,那么在永生和生育之间,就需要做出选择——选择永生,就要放弃生育。
而永生,也会让生育意愿和意义,下降到一个很低的程度。如果仅仅是追求**‘‘养成游戏’’**的快乐,相信那个时候的科技,会有更多的可选择性,都会优于生育。
基因的合作与未来
可是,都是同样的基因复制品,为什么基因要保全下一代呢?
答案是——因为进化,下一代是进化的产物,更适应环境。
在进化的历史进程中,凡是没有进化能力的基因都消失了——被环境所筛除,留下的都是有进化机制的基因。
而进化机制,让基因在复制的同时,能够产生适应环境的新功能。于是这些能够进化的基因,自然而然地就选择了更有利于下一代生存的机制——就是上一代的衰老和死亡。
关于基因的遗传进化,这里需要进一步地说明:
基因,是最小的复制遗传单位,控制着生物体的功能表达,并且它们之间需要互相配合。
例如,控制产生尖牙和消化肉类的肠胃,就是两组互相配合的基因。
例如,蜜蜂的幼虫会得一种传染病,有些工蜂可以清除这些得病的幼虫,防止传染病扩散,但清除工作有些复杂,由两种相互配合的基因共同完成:一种基因,让工蜂把病幼虫巢室的盖子(即门)打开;另一种基因,让工蜂把病幼虫扔到蜂巢外。
而配合不好的基因组,就要一起消失。
例如,对于蜜蜂幼虫的传染病,缺少配合基因(即开门与扔出)中的一种,工蜂都无法完成清除工作,从而造成灭顶之灾。
例如,牛——有吃草的牙齿和消化肉的肠胃,或是老虎——有尖牙和消化草的肠胃,这些基因组合也许曾经出现过,但都会随着其物种一起灭绝。
于是,经过环境的筛选,一起幸存下来的基因,必然就会互相配合,如果环境变化,就会突变出一些新功能以应对,而只有下一代才能让这些突变产生,并让所有的合作基因一起受益。
事实上,更具体地说,同一种基因通过突变(即改变基因序列中的某个碱基),可以形成不同的**“基因变体”(如控制虹膜不同的颜色),这可以理解为——基因通过突变进行了“版本升级”**。
例如,我们与尼安德特人有99.7%的基因相同,与猩猩有98.8%的基因相同,但相同的基因,其变体(即序列版本)一定是不同的。
至此,我们可以把个体——看成是永生基因组成的临时同盟,所造就的生存机器。
所以,这些合作基因——控制着人体的生长进程,自然会“想方设法”试图通过繁衍去到未来,接着弄死旧的生存机器——给新的自己让路(因为它们是永生的)。
基因的死亡控制器
那基因,是如何操控生存机器的生命长度的呢?
答案就是——端粒。
它是细胞染色体末端的一小段——DNA与蛋白质的复合体,其长度反映了细胞复制史和复制潜能,被称作细胞寿命的**“有丝分裂钟”**。
染色体——是细胞核中载有遗传信息的物质,主要由DNA和蛋白质组成。每条染色体含有1~2个DNA分子,每个DNA分子上有多个基因,每个基因含有成百上千个DNA。
蛋白质复合体(Protein Complex)——是有两个以上功能相关的多肽链,通过二硫键或其它蛋白质相互作用,所形成的复合物。
也就是说,细胞分裂复制次数越多,其端粒磨损就越多,细胞寿命也就越短。
其原因就在于,端粒DNA在细胞每次分裂的过程中,都会丢失基因信息(碱基对),而不能达到完全复制。因此,每次细胞分裂复制,端粒就会缩短一点,一旦端粒消耗殆尽,细胞就将会终止其功能不再分裂,并且立即激活凋亡机制,即细胞走向凋亡。
那么显然,**端粒DNA也是一种基因,其功能、长度和作用,是与其它基因配合的结果。**我们可以说,端粒就是基因产生自我衰老的控制,也是细胞自我凋亡机制的一部分,称之为——细胞程序性死亡(Programmed Cell Death,PCD)。
基因——有结构基因与非结构基因。 结构基因——编码RNA或蛋白质。 非结构基因——是结构基因两侧的一段不编码的DNA片段,即侧翼序列,参与基因表达调控(端粒基因的模式)。
当然,相信还有更多其它的衰老控制基因,在暗地里控制生存机器按时按需的死亡,而这一套机制,我们就可以称之为——基因内在的死亡控制时钟。
而基因之所要进化出一个死亡计时器,因为这是一种取舍的策略。
就如前面所说,基因突变会产生错误,这些错误的积累,会不可避免地产生癌症。于是,这就出现了一个选择压力,即:
- 要么细胞有限次分裂——这样会因为没有新细胞,去代替旧的受损细胞,而导致慢慢衰老。
- 要么细胞无限次分裂——这样会因为细胞不断积累错误,快速产生癌变,而导致未老先死。
所以,为了适当的延长人类个体的寿命,不至于大概率的在繁衍和育儿之前死亡,基因就必须要让可能癌变的细胞,按时的自我凋亡。
事实上,人体内的衰老细胞,即是那些停止分裂但没有死亡的细胞,它们会释放炎症因子,损害附近的细胞——其结果是,不仅它们自身会容易癌变,还会增加周围细胞的癌变概率。
由此可见,癌症其实是一个,细胞不按时**“自杀”,结果导致身体不得不“自杀”**的悲剧——这或许就是,局部永生会给整体带来的代价。
这么来看,基因的死亡计时器,就是一种让人避免癌症的保护机制,只不过副作用就是让人类的衰老死亡。如果这样,好像就不能说基因是在“故意”弄死生存机器(人类),因为这貌似是一种没办法的办法。
基因与端粒
对于,基因能不能让生存机器永生,是不是在“故意”弄死生存机器,我们需要更进一步的来了解端粒。
首先,端粒DNA有一个重要的作用,解决染色体DNA复制的末端隐缩,保证染色体的完全复制。
染色体末端隐缩——简单来说,就是染色体复制的时候,会在末端残留一小段RNA引物(RNA Primer,是DNA的复制起始点)无法被正确复制成DNA。尽管这个RNA引物不长,但是细胞不断复制,如果不进行补偿,染色体就会不断缩短,最终就会消失。
形象地说,染色体复制就像拉锁一样,RNA引物就是末端与“锁”的结合点,而咬合处才能复制,锁的位置无法“咬合”复制。
那么,染色体上的DNA就是基因的本尊,染色体的完全复制,就是对基因的完全复制,显然对基因来说——这是至关重要的。
而端粒基因,就像染色体基因的“帽子”,负责保护染色体基因在复制时不丢失。所以,你可以说,端粒基因是染色体基因的一部分,也可以说是它们是在互相配合。
其次,研究发现,细胞中存在一种酶,称之为端粒酶,它可以合成端粒,保持端粒在细胞分裂复制后不缩短。
但在正常人体细胞中检测不到端粒酶,只有在生殖细胞、睾丸的位置、卵巢、胎盘、及胎儿细胞中发现此酶——注意这些有端粒酶的组织器官,都是和繁衍息息相关的。
**最后,**除了人类生殖细胞和部分体细胞外,端粒酶几乎对其它所有细胞都不起作用,但它却能维持癌细胞端粒的长度,使其无限制分裂复制。
事实上,人们早就发现了,在精子和癌细胞中,染色体的端粒可以长时间的保留,而不被损耗缩短,并且基因已经实现了肿瘤的“永生”——只要资源足够。
至此,难道还没发现吗?
癌细胞是变异,挣脱了基因的控制,但精子的与众不同,就像是**“体制内的特权”**——很明显,精子是基因去到未来的船票,所以享有了某种“永生”的功能。
此刻,我们再想想,为什么男性在80、90岁了,精子还能正常的繁衍后代,是不是答案就更加清晰可见了?
当然,可能有人会想,为什么女性在更年期后,就早早不能繁衍后代了呢?
对此,道金斯在**《自私的基因》中,给出了基因遗传概率**的视角(总结性概述):
第一,老年女性照顾孙代,其基因遗传概率更高。
因为,女性主要负责抚养后代,但随着衰老抚养能力会下降,所以老年女性的抚养能力,远不及其青年女儿的抚养能力,即:老年女性的后代,预期寿命(包括成活率、出生率)不如其孙代。
那么,老年女性选择投资孙代,而不是后代,其基因遗传概率就会更高,并且孙代越多遗传收益就越明显——显然,老年女性有自己的后代,就无法更好的投资孙代(甚至产生代际之间的投资矛盾)。
第二,老年男性只要繁衍后代,其基因遗传概率就会更高。
因为,所有的遗传风险(生育、抚养、停歇)都会转移给女性,投资后代孙代都比不上繁衍后代,所带来的遗传收益。所以,男性的繁衍能力,是慢慢衰退的——可谓是保留了,遗传收益最大化的能力。
可见,男性与女性,在繁衍与代际方面的(投资)行为,仅仅只是基因操控生存机器,为其自身遗传最大化的表现而已。
进化与致死基因
既然这样,我们可能会疑惑了,**那为什么基因没有进化出,阻止基因突变的功能呢?**这样基因既可以不停复制,生存机器也可以获得永生,还能摆脱突变的副作用,岂不是更好?
这是因为,**基因突变就是进化的核心,**虽然突变带来的负效应远大于正效应,但进化就需要依赖于突变。
所以,基因必须要选择保留突变来进化,并通过繁衍来遗传有利突变,和有限度地(利用细胞自我凋亡)来抑制突变错误,以保证繁衍过程的顺利进行,最后可能还需要,利用致死基因来销毁上一代,以给下一代腾出资源,并防止突变出“永生”的可能性。
事实上,致死基因的机制与程序性死亡完全不同,程序性死亡的目的是为了抑制突变——让人可以活下去继续繁衍,而致死基因——则就是为了不让人活下去的最后保障。
要知道,道金斯在**《自私的基因》**中,说道:
“一个基因之所以被选择,是因为它们能够发挥它们具备的力量,它们将利用可以利用的一切机会。因此,同一个基因,当它存在于年轻个体之内时,它展现出的作用将不同于,它存在于年老个体之内的时候。 ”
对此观点,道金斯给出了一个思想实验,如下:
“我们假设偶然出现了这种情况:一种S物质在老年个体中的浓度比在青年个体中来得高,这种S物质本身可能完全无害,也许是长期以来,体内积累起来的食物中的某种物质。”
“如果有这样一个基因,它在S物质存在的情况下,碰巧产生了有害的影响,而在没有S物质存在的情况下,却是一个好基因,这样的基因肯定在基因库中自动地被选择,而且实际上它成为一种「导致」年老死亡的基因。”
“也可能存在一种Y物质,这种物质在青年个体中,要比在老年个体中更集中。从这一意义上讲,Y物质是青春的一种「标志」。同样,那些在有Y物质存在的情况下产生好的效果,而在没有Y物质存在的情况下,却是有害的基因会被选择。”
显然,如果致死基因存在,就一定会选择在老年启动,并产生**“致死作用”**——否则,在生物体繁衍之前启动,它就会无法遗传而被进化淘汰。
对于这种“延迟致死”的致死基因,道金斯称之为**“半致死基因”**,他指出:
“促使其个体死亡的基因称为致死基因。半致死基因具有某种使个体衰弱的作用, 这种作用增加了由于其他因素而死亡的可能性。任何基因都在生命的某一特定阶段,对个体施加其最大的影响,致死和半致死基因也不例外。”
由此可以想象,致死基因的启动,一定依赖于调控衰老的信号(即“衰老物质”),而这种信号一定会存在于血液之中,那么改变血液中的“年龄信号”(如输入“年轻血液”,可能会有“年轻物质”),就可以影响致死基因的启动,从而就可以延缓衰老的“自然进程”。
而在进化层面,如果人类整体不断推迟生殖年龄,或许就可以不断推迟致死基因的启动时间,从而也可以延缓衰老的“自然进程”。
但不论怎么样,生物体的死亡,其实是基因调控的结果,显然它们并没有**“怕死想活”——相反,它们迫切想死在年老的生物体内,然后在年轻的**生物体内,它们的副本将会继续遗传,并不断重复这个过程,以获得自身的永生。
从这个角度来看,基因只喜欢“年轻肉体”,或说“年轻机器”——然后给予其强大的繁衍动力,去创造新鲜的“肉体机器”——什么?年轻肉体拒绝繁衍后代?
好吧,这是“相关基因”没有做好自己的“控制工作”,应该被淘汰,剩下的就都是顺从本能——好操控、守规矩、听指令、走流程的生存机器。
基因对人类的控制
综上所述,人类无法永生的本质原因,就已经清晰明确了。
**首先,**基因复制的随机突变,带来了好处——适应环境继续存在,也带来了坏处——不适应环境被淘汰消失。
其中,坏处的结果,一个是功能缺陷快速消亡(这个负效应无法改变),一个是功能失控产生永生(如癌症),但这个永生是暂时的,因为永生会失去进化能力,而在未来某个时间点被环境变化所淘汰,并且如果环境迟迟不变化(几百万年),永生也会让资源匮乏产生一系列的生存问题(如恶性竞争),最终导致基因全部消亡。
**然后,**与此同时,环境也在不停地损耗基因所构建的上层结构,例如:
- 线粒体磨损(自由基)、
- 化学损伤(毒剂、药物、烟草、酒精)、
- 物理损伤(跌打、撞击、利器、辐射)、
- 生物因素(病毒、细菌、寄生虫)、
- 各种意外事件(人类活动、自然灾难)、
- 等等。
**最终,**基因在环境压力下,“做出”了最有利的选择和取舍,即:
- 突变是应对未来的保证——需要保留利用;
- 但必须解决突变带来的致死副作用——需要使用程序性死亡(即自然衰老),在不影响繁衍的同时,防止各个层面的“永生”(即宏观个体不死,微观细胞不死);
- 而对于环境带来的磨损消耗——这会加速功能性错误导致死亡——就需要产生有限度的修复机制,以保证繁衍的正常进行。
所以,基因不是不可以让人类永生(即进化出永生的功能),只是不需要,这不是它的目的——永生这个方案,不能使它在适应环境的过程中利益最大化(即生存数量趋向最大值)。
事实上,从物理(动力)到生物(进化)、从微观(基因)到宏观(人体)来看——死亡,其实是永恒动力进化学的组成部分。
而更或许,基因想要的永生机器,并不是我们这一代的生存机器——人类,而是被我们称之为人工智能的——“未来智人”。
结语
对于基因与人体的关系,道金斯在**《自私的基因》**中,给出了一个非常形象的比喻:
“在一幢巨大的建筑物中,每间房间里都有一只「书橱」,而「书橱」里存放着建筑师,建造整幢建筑物的设计图。”
显然,这个建筑就是——人体,书橱就是——细胞核,设计图就是——染色体(有46卷),而设计图每卷上一页的信息就是——基因。
需要说明的是,设计图上的信息,不仅包括了整个建筑的固定构造,还有整个建筑的动态构造——如建筑中流动的水、电、空气、布线、以及可以动态改变的一切。而这就预示着,基因不仅控制着人体的结构,还有人体结构的所有功能——如激素、血糖和神经递质的动态调节。
由此可见,我们创造机器,称**“人工智能”为机器,但在基因看来,我们也只是一台机器——它的生存机器**!
而如果只用一句话,来高度概括**《自私的基因》的主旨,那就是:“基因是主宰,人类是乘客**。”
而从信息角度来说,我们活着就是为了产生信息或改善信息的。
对此,德国哲学家尼采,曾说过一句形象的双关语:“子女和书籍,这两类信息,都是可以世代流传的。”
换言之,合理饮食、经常锻炼、社交达人、终有一死,但人的基因与思想,却可以世代流传。
事实上,变老并衰老,就是一条基因为我们量身打造的,通往死亡的确定道路。
尽管在出生之后,死亡是一个人生命当中,最为惨痛和可怕的生物学必然事件——但构造我们的基因并不在乎,可能还很期待。
后记:基因的思想
显然,基因是没有思想的,人才有思想,而本文关于基因的思想,其实都是**“拟人”**。
但换个角度来看:
- 首先,基因进化是随机的,但它会服从环境的驱使,而环境有进化路径——这可以看成是环境的意志。
- 其次,基因会通过本能来操控人,并且人的行为是无法完全剥离本能的——这可以看成是基因的意志。
所以,基因的思想 = 环境的进化意志 + 人类的本能意志,即:人类的进化本能体现出了基因的**“思想”**。