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湮滅or重生?生命形態(tài)多重選擇

2018-08-12 01:00莫軒
科學(xué)Fans 2018年7期
關(guān)鍵詞:斷肢生殖變異

莫軒

由美國(guó)作家杰夫。范德米爾創(chuàng)作的長(zhǎng)篇科幻小說《遺落的南境1:湮滅》終于被搬上了大銀幕,雖然電影在原著的基礎(chǔ)上進(jìn)行了很大程度的改編,但二者關(guān)于物種形態(tài)多樣性的探討都同樣發(fā)人深省。不管是影片中滿嘴鯊魚牙的鱷魚、會(huì)說話的骷髏熊,還是小說中令人匪夷所思的變異人,都刺激著我們開始思考關(guān)于生命形態(tài)的多種可能。如果有機(jī)會(huì),你的理想形態(tài)會(huì)是什么?

基因“共享”

影片中引發(fā)物種形態(tài)變化的概念叫作“DNA折射”,聽起來特別炫酷,其實(shí)就是我們生物學(xué)上說的“變異”。若是變異產(chǎn)生了新物種則稱之為“進(jìn)化”。與電影中的“泡泡世界”類似的是,地球上包括人類在內(nèi)的所有生物,都在經(jīng)歷著“變異”。只不過這種“變異”并不明顯,載入的時(shí)間更是長(zhǎng)達(dá)幾萬幾百萬甚至幾億年,而不像影片中那樣迅速。

“變異”的本質(zhì)是DNA信息的重組或改變,是物種進(jìn)化的原始動(dòng)力。在生命誕生之初,也不過是由一層生物膜包圍的DNA成分。正是經(jīng)過數(shù)億年乃至幾十億年的不斷重組、改變和整合,才進(jìn)化成如今地球上的億萬生靈。電影中不同物種的基因能不斷融合,所有生物的DNA都處在一種被“共享”的狀態(tài)。那么現(xiàn)實(shí)中物種之間也會(huì)有共同的基因存在嗎?

答案是有!并且還有很多相似的基因。比如,被稱為同位序列(homeobox,簡(jiǎn)稱HOX)的基因,在真菌、植物、動(dòng)物以及人類的基因組中都被發(fā)現(xiàn)存在,它的作用是控制胚胎發(fā)育過程中其他基因的表達(dá)。不同物種之間的HOX基因就連DNA序列也極為相似。只不過我們?cè)诓粩嘀亟M和整合的過程中,分化出吧不同的存在形態(tài)。

形態(tài)多樣:進(jìn)化本能

既然存在共同的基因,那么“變異”的意義何在呢?不管是原著小說,還是電影作品,都在試圖探討這個(gè)問題。物種之間的界限不再?zèng)芪挤置?,那么生命形態(tài)的存在似乎也就可有可無,那為什么還要改變存在的形式呢?

回到我們可愛的地球,你會(huì)發(fā)現(xiàn),從深海的魚、蝦和蠕蟲,到叢林角落里不知名的飛蟲和花草,再到號(hào)稱站在食物鏈頂端的人類,這些生命的不同形態(tài),都在嘗試選擇更適應(yīng)生存的最佳特征,這是進(jìn)化的本能。

1.生殖多樣

細(xì)菌的分裂生殖只是簡(jiǎn)單的復(fù)制,效率太低,于是有了真菌的孢子生殖,有了植物的花和動(dòng)物的性別之分。但生物生殖方式的多樣性遠(yuǎn)超人類的想象。比如某些動(dòng)物可能并沒有嚴(yán)格的雌雄界限,它們對(duì)待性別的態(tài)度不僅不嚴(yán)肅,甚至還有些隨意。

比如體型巨大的亞洲羊頭瀨魚(Asiansheepshead wrasse),不僅因外形奇特,被稱為“史萊克魚”,還能根據(jù)需要切換性別,在求偶時(shí)占得先機(jī)??茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)許多能變性的魚類都有著同樣的特征,在基因或環(huán)境的影響下轉(zhuǎn)換性別,達(dá)到更好繁衍后代的目的。這類魚在出生時(shí)很可能并沒有形成完整的生殖器官,當(dāng)遇到某種觸發(fā)因素時(shí),身體內(nèi)的激素突變,導(dǎo)致形成與最初完全相反的生殖器官。

2.肢體再生

除了生殖方式的多樣,一些生物還存在非凡的再生能力。比如生活在海洋中的無脊椎動(dòng)物扁形蟲。它擁有和梅爾薩加德一樣的超強(qiáng)再生能力。不管切下它身體的哪一個(gè)部位,它都能復(fù)原。它們體內(nèi)也有一種“神奇的珠子”,叫作新胚葉的干細(xì)胞,擁有分裂和分化成完整個(gè)體的潛能。當(dāng)扁形蟲被切開時(shí),這些干細(xì)胞就涌向傷口位置,迅速再造失去的那部分。

壁虎斷尾自救,獨(dú)角海星能長(zhǎng)出完整觸角,海參再生出整個(gè)內(nèi)臟,蠑螈再生肢體,章魚重新長(zhǎng)出腕足……這些被我們歸為低等生物的家伙,都有不同程度的再生能力。其實(shí)人類也有,只是不那么明顯:人類的肝臟部分切除后能自我復(fù)原。不過若是想恢復(fù)斷肢,那只能考慮重新移植。

3.斷肢再值

1963年,我國(guó)醫(yī)學(xué)院士陳中偉為一名上海工人成功進(jìn)行了右手的斷手再植手術(shù),被認(rèn)為是“世界首例斷肢再植”。此后,這項(xiàng)醫(yī)學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展完善,在醫(yī)術(shù)發(fā)達(dá)的今天,人類手指被切斷后,離體不超過6個(gè)小時(shí),幾乎都能成功再植。一些肢體部位的再植手術(shù),根據(jù)肢體斷離的程度再植難度也不同。雖然再植后功能恢復(fù)效果無法達(dá)到最初的完美,但盡可能地保住了肌體更多的功能。

而細(xì)胞組織的再生力,也幫助斷指再植技術(shù)的成功率不斷提升。早在1981年,“種子細(xì)胞”胚胎干細(xì)胞的研究就已經(jīng)出現(xiàn),研究人員成功從小鼠胚胎中培養(yǎng)出干細(xì)胞,并發(fā)覺這些細(xì)胞不僅可以自我復(fù)制,還可任意轉(zhuǎn)化為身體中200多種細(xì)胞類型的其中—種,此后便開啟了科研的新世界大門。2006年,誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的發(fā)現(xiàn),更是令胚胎干細(xì)胞的研究迎來了—個(gè)新的時(shí)代。

從生命的起源、進(jìn)化到存在形態(tài),我們不能妄自定義所謂的最優(yōu)形態(tài)或是更高級(jí)形態(tài),這些物種演繹著的生命不同形態(tài),都是生物進(jìn)化的結(jié)果。電影中極速演化的現(xiàn)象驚悚又恐怖,但在現(xiàn)實(shí)世界,演變是一個(gè)漫長(zhǎng)的過程,我們不必感到恐慌。而宇宙中必然還有許多未知的生命體,更多的存在形態(tài)正在等待我們進(jìn)一步探索。

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