桀骜不驯的地母
2011-12-1 13:13:01 来源:果壳网 我要评论()
“这里有‘真正’的生物学家没?”台上的演讲者问道,“我是说,分子生物学家那种的?”台下举起了几只手。“很好,”演讲者说,“我保证你们会恨死这则演讲的。”
林恩?马古利斯的这则开场白并不是哗众取宠,她知道自己在学术界的地位——当之无愧的另类。但其他人对这位另类的感情是极端复杂的。哈佛大学已故演化生物学教授恩斯特?迈尔曾这样评价她:“真核细胞的诞生是整个生命史里最重要的事件……而马古利斯在共生领域所作的贡献,对于我们理解这一事件发挥了极其重大的作用。”然而,在评价她后来的工作时,他却显得有些不自在:“她现在提出的内容……(停顿了一会儿)让人颇为惊讶。一位有名望科学家怎么会主张此等幻想呢?”
迈尔所指的是内共生学说和盖亚假说这两个理论。虽然他和大部分学者对这两个理论的评价截然相反,但在马古利斯看来,后者只是前者的自然延伸,学界迟早会接受盖亚,正如他们当年费尽周折终于承认了内共生一样。
“我很钦佩,她能以超然的勇气和毅力来坚持自己的内共生学说”
1954年,16岁的林恩正在芝加哥大学读人文专业。这一年发生了两件大事:其一是她遇见了比她大3岁的物理系研究生卡尔?萨根(20年后他将成为美国最著名的科普作家和天文学家之一),后来两人维持了一段7年的婚姻;其二是她在自然科学课上读到了孟德尔的豌豆实验,从而与遗传学结下了不解之缘。从芝加哥大学毕业之后,她即弃文从理,成为一名遗传学的研究生。沿着这条道路,她最终在1967年发表了名为《论有丝分裂细胞的起源》的文章,提出了一套完整的内共生理论。
实际上,早在20世纪初期,就有俄国和美国学者注意到了线粒体、叶绿体跟某些细菌具有相似之处。他们据此猜测,也许线粒体和叶绿体都曾经是独立生活的细菌,后来被真核细胞吞进肚子,与后者形成了共生关系,才成为了细胞器。然而,证据实在太少,仅凭形态结构和少数行为的相似,怎么看怎么像巧合,所以他们的猜测没有引起很大反响。
不过,到了上世纪60年代,更多生物化学和分子生物学的证据开始涌现,人们意识到线粒体和细菌的类似之处并不仅仅停留在表面。尽管如此,却只有林恩一个人勇敢地整理了所有证据,把这个看似搞笑的结论摆到了台面上,迎接人们的嘲笑。当时一位审稿人感叹说“也就得是位青年科学家和一位女性,才敢于这样肆无忌惮挑战权威”;他肯定没想到这种非主流的态度会贯彻林恩的一生,而且,到她功成名就、德高望重之时还愈发变本加厉。
内共生理论刚刚面世时,遭到了广泛的嘲笑。杜克大学的植物学教授威廉?库伯森回忆说:“当我还是个本科生的时候,有两个理论经常被拿出来做反例,以显示科学上的假说可以牵强到何种地步——一个是大陆漂移学说,还一个就是内共生学说。”刚开始的时候马古利斯的处境实际上比魏格纳(大陆漂移学说的创立者——编注)还要糟糕,她给一位同行寄去手稿请求评论,此人的回应竟然是“滚出我的领域去”;而1967年那篇划时代的论文,发表前更是经历了足足15次退稿。
然而,和历史上无数被人遗忘的荒谬理论不同,马古利斯和魏格纳的理论都有明确的预测,都可以并且值得通过实验手段去证实或证伪。愤怒的科学界确实想用实验来驳斥她的“异端邪说”,但实验结果却支持了她的想法:线粒体和细菌之间存在惊人的相似,和细胞的其它结构反而存在大量根本性的差异。譬如,细菌、线粒体和叶绿体的蛋白质都是用N-甲酰甲硫氨酸开头的,可是来自细胞核的蛋白质却根本不使用这种氨基酸,以至于免疫细胞遇上这种氨基酸会认为是细菌入侵了。
到了1981年、林恩?马古利斯出版《细胞演化中的共生》一书时,学界已经完全被她说服了。理查德?道金斯称她“有超然的勇气和毅力来坚持自己的内共生起源假说,并最终实现了其从异端到正统的转变”。确实,马古利斯当之无愧。
但是,她的另一项重要主张——盖亚假说——就没有这么好运了。
“盖亚这件事情她肯定也错了;她经常犯错,但总是错得很有价值”
在内共生理论初获承认之后,林恩旋即开始考虑更远的可能性:也许内共生并不限于原始的细菌和真核细胞,而是更广泛地存在于各种生命之间呢?生物学研究对象是不是应该更多地考虑共生的整体、而非单一的个体呢?也许共生才是进化的根本动力,个体间的生存竞争才是次要的呢?
这个想法和盖亚假说的首创者詹姆斯?洛夫洛克的观点不谋而合,两人迅速成为了合作伙伴。1975年二人发表了一篇论文,正式确立了盖亚假说的纲领:地球上的全部生命和一大部分非生命物质形成了一个复杂的整体,维持着一定的环境条件,使得生命可以在其中生存。更简洁但也更有争议的一个表述是:“地球是活的。”
如果单纯地强调生物和非生物之间的相互作用,是不会遭到任何非议的。诸如光合作用改变了大气成分,这样的例子已经是公认的事实。不过,这种相互作用有那么普遍、那么紧密,以至于可以说整个地球是“活”的吗?生物圈作为一个整体,能像一个生物个体那样敏感又那样稳定吗?我们说地球是“活”的,这到底是一个单纯的比喻,还是有严谨的机制作为支撑?——如果活地球仅仅是比喻的话,那这个理论其实没有多少科学价值,既没有预测性也不具有可证伪性。而现实中的“盖亚”在哲学和宗教的边缘上呆的时间也确实长了一点点。
抛开那些可疑的比喻不论,学术界确实在“地球生态系统的自我调节”这个领域上做出了大量的重要成果。2006年,伦敦地质学会把地质学界最高奖章之一——沃拉斯顿奖授予了洛夫洛克。问题是,马古利斯走得更远,竟然在此基础上对现代演化生物学的基石之一新达尔文主义展开了大肆攻击,这就让主流学界非常难受了。
马古利斯认为,形成于19世纪末的所谓“新达尔文主义”——也即达尔文式自然选择和孟德尔遗传的综合理论——完全走错了方向,不能解释化石的停滞,也不能解释大突变的发生。真正的演化革新应该诞生于共生和基因交流里,而不是来自于物竞天择。她说,历史将证明,新达尔文主义不过是“蔓延滋生的盎格鲁‐----撒克逊生物学中一个20世纪的小小宗教流派”,是人类中心主义的产物;真正的进化伟业大部分是由渺小的、被人忽视的共生微生物来完成的。学界迟早会醒悟过来的,就像内共生学说那次一样。
当然,她因此让很多人感到不快,既因为她离经叛道的观点,也因为她说话的语气。迄今为止,她所举出的证据也远远不足,甚至还牵涉一桩学术丑闻:她以美国国家科学院院士的身份为科学院院刊PNAS推荐了一篇文章、跳过了同行评审一环,该文章认为飞蛾的变态发育模式其实是两种不同生物融合而成,这看似支持了她本人的“共生是进化动力之源”的观点;但文章发表后却被主流学界打成了筛子,暴露出大量问题。马古利斯本人也自然背上了以权谋私的嫌疑,但她拒绝认错。
可是大家都还记得,上一次她和全世界作对时,最后胜利者确实是她。
著名演化生物学家约翰?梅纳德?史密斯评论说:“每个学科都需要一位林恩?马古利斯。我认为,她多数情况下是错了。但我认识的大部分人都觉得有她在是件好事,因为她每次犯错都会引发出很多有价值的成果。盖亚这件事情我认为她也错了,但毕竟她曾经大获全胜过一次,而那次很多人也以为她错了。”