- 協同共生論:組織進化與實踐創新
- 陳春花 朱麗 劉超 徐石
- 1819字
- 2021-09-26 16:08:16
馬古利斯的共生理論
與達爾文“優勝劣汰”的進化論不同,美國生物學家林恩·馬古利斯(Lynn Margulis)認為,達爾文關于進化由“競爭驅動”的想法是不完善的,共生才是漫長進化時代的“閃光點”。
馬古利斯在其著作《生物共生的行星:進化的新景觀》中指出,“雖然達爾文把他的不朽巨著命名為《物種起源》[1],但他的這本書卻很少討論新物種出現的問題……共生對于了解物種的起源和進化的創新能力有著決定性的意義”。[2]因此,馬古利斯傾盡心血于蓋婭假說(Gaia Hypothesis)和共生理論(Endosymbiosis Theory),并將兩者之間的聯系及所形成的核心理論,作為其一生的重要研究課題。
蓋婭是希臘神話中的“眾神之母”,是“大地女神”,是“所有神靈和人類的始祖母神”,也是真正意義上的“創世神”,在希臘眾神中具有異常顯赫和德高望重的地位。1968年,在美國新澤西州普林斯頓的一次有關地球生命起源的大會上,大氣化學家詹姆斯·拉夫洛克(James Ephraim Lovelock)首次提出了蓋婭假說,蓋婭假說有別于進化論關于“生物進化是對環境的適應”的觀點,該學說認為地球表面的溫度和化學組成,受到地球生命體的總體主動調節,地球仿佛是智慧生命一樣。
在蓋婭假說提出一年后,馬古利斯便成為該假說的堅定支持者,隨后馬古利斯與拉夫洛克展開了深度合作。他們將“蓋婭”看作一個既包含龐大生物圈,也包含大氣圈、海洋和土壤的復雜的存在,以上要素共同組成了一個反饋、控制系統,該系統的作用是維持“蓋婭”體內的平衡,為地球上的生命提供理想的物理和化學生存環境。
馬古利斯與拉夫洛克在《作為生物圈的循環系統的大氣圈:蓋婭假說》[3]中表示,地球的大氣圈是生物圈的一個綜合的、可以調控的和必需的部分。在二人共同完善和發展蓋婭假說時,他們把地球的大氣層和地表沉積物看作一個整體。馬古利斯不斷完善蓋婭假說,并深受蓋婭假說中關于地球生命的“整體觀”的影響,在馬古利斯一生所致力構建的共生理論中,也始終遵循著“蓋婭”哲學。
馬古利斯和薩根在合著的《傾斜的真理:論蓋婭、共生和進化》[4]中,運用大量的生物創生進化的實例,揭示了自然界進化過程中的“共生”奧秘,即“自然這種盲目力量是在共生中實現生命的誕生和物種的進化的”[5],并于1996年提出“生命并不是通過戰斗,而是通過協作占據整個全球的”。共生是一種保持生物多樣性,通過多樣性的個體之間的多維復雜的交互作用創生新物種,并且實現不斷發展的自然進化機理。
馬古利斯認為,共生是一種普遍的生物學現象,是在人類出現前很長時期內就存在的。在她看來,共生不等于互利共生(Mutualism),“共生是無處不在的”“共生是進化創新的源泉”“共生是在生物新穎性產生上的一次革命”。1981年,馬古利斯從生態學的角度指出,“共生是不同生物種類成員在不同生命周期中重要組成部分的聯合”。
共生是生物學界的普遍現象,如《海底總動員》里的主角小丑魚和海葵就屬于共生關系,海葵擁有帶刺的觸角,可以保護小丑魚及它們孵化的胚胎免受外來物種的攻擊;小丑魚在和海葵接觸后分泌的黏液,可以為海葵對付以海葵為食的魚類建造防御工事,因此小丑魚和海葵之間共生,一損俱損,一榮俱榮。
在歷經了15次退稿和1次原稿丟失后,馬古利斯在蓋婭假說的基礎上,正式提出內共生學說(Endosymbiotic Theory)。馬古利斯明確指出,共生關系對共生體和宿主而言是互惠互利的,因為共生體可以從宿主處獲得更多營養,宿主可以利用共生體的呼吸作用或者光合作用更好地適應環境。[6]后人在馬古利斯內共生學說的影響下,發現這種內共生現象不是發生了一次,而是反復地發生了多次,進而形成了自然界中復雜的多重內共生現象(見圖1-3)。
馬古利斯的觀點“生命并不是通過戰斗,而是通過協作占據整個全球的”,可以幫助我們基于生命的本質特征去理解世界萬物。正如她所證明的那樣,共生是自然進化的機理,通過共生,世界才可以保持事物的多樣性;通過多樣性的個體之間復雜多維的交互協同作用,不斷創生新物種,世界才得以不斷發展與進化。

圖1-3 多重內共生
資料來源:內共生——也許是最早的生命合作形式[EB/OL].https://zhuanlan.zhihu.com/p/358721397.
[1] 達爾文.物種起源[M].周建人,等譯.北京:商務印書館,1995.
[2] 馬古利斯.生物共生的行星:進化的新景觀[M].易凡,譯.上海:上海科學技術出版社,1999.
[3] 《傾斜的真理:論蓋婭、共生和進化》中第10章。
[4] 馬古利斯,薩根.傾斜的真理:論蓋婭、共生和進化[M].李建會,等譯.南昌:江西教育出版社,1999.
[5] 張永縝.共生社會進化觀論綱:一種關于和諧社會的理論闡釋[J].中南大學學報(社會科學版),2007,13(03):262-266.
[6] Margulis L.Origin of eukaryotic cells:evidence and research implications for a theory of the origin and evolution of microbial,plant,and animal cells on the precambrian earth[M].New Haven:Yale University,1970.