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作為生物體的細胞器


  我們似乎正經歷著一場生物學革命——至少迄今是這樣。但是,這場革命沒有把我們搞得一團大亂,甚至也沒怎麼叫我們不安。即使我們並不完全清楚它是怎麼回事,我們卻在學著把它視為理所當然。這是一種古怪的、和平的革命。在這場革命中,那種人心惶惶、怕舊觀念遭到貶斥和推翻的事,是沒有的。相反,整個的、大塊大塊的新知識幾乎每天都帶進來,正好放在從前是一片片空白的地方。關於DNA和遺傳密碼的消息並沒有取代某一種舊的教條,那地方原來沒有什麼東西要靠邊放。分子生物學並沒有排斥關於細胞功能內部細節的舊有的定論。我們好像是在從頭、從零開始。

  我們不僅把它視為理所當然——我們傾向於在談論生物學革命時,似乎期待著從中獲利,就像上世紀的工業革命時的一樣。技術上各種各樣的革命性改變,從人類疾病的最後控制,到世界食物和人口問題的解決,都被假定是為了未來。我們甚至已經在爭論,什麼樣的未來我們喜歡,而什麼樣的未來我們願意取消。有一些問題,如基因工程的價值,從單個細胞製成可取的人類無性系,甚至關於兩個腦袋真的比一個腦袋聰明的可能性等等,已經在一些討論會上被爭論著。

  迄今為止,我們似乎還沒有為各項新知識中的什麼事真正感到震驚。人們感到過奇怪,甚至有過驚愕,但還沒有恐慌。期望這個也許為時尚早,也許它就在眼前。

  但是,尋找麻煩卻並非為時過早。我能覺察到一些,至少對我來說。我從關於細胞器的瞭解中意識到這些麻煩。我從小就接受的信仰是,細胞器是我細胞裡面的看不見的小小引擎,由我或我的細胞代理人所擁有和操縱,是我智慧肉體所私有的、顯微鏡下也看不見的小東西。但現在的情況好像是,它們中有一些,實際上也是最重要的一些,完全是陌生的。

  證據是有力的、直接的。線粒體內膜不像其他動物的細胞膜,倒最象細菌的膜。線粒體的DNA跟動物細胞核的DNA有質的不同,卻酷似細菌的DNA;另外,像微生物的DNA一樣,它跟膜是密切相連的。線粒體的RNA跟細胞器的RNA一樣,而不服細胞核的一樣。線粒體裡面的核糖體象細菌的核糖體,而不同於動物的核糖體。線粒體是固有的,它們一直在那裡,自行複製繁衍,跟所在細胞的繁衍沒有關係。它們從卵子傳到新生兒;有幾個從精子傳下來,但多數是來自母方的。

  同樣,所有植物裡的葉綠體都是獨立的、自我複製的寓客,有著自己的DNA、RNA和核糖體。在結構和色素內容方面,它們是原核生物藍綠藻的寫照。最近有人報道,葉綠體的核酸實際上跟某些光合微生物的核酸是同源的。

  也許還有更多。有人提出,鞭毛和纖毛曾經是一些螺旋體,它們在有核細胞形成的時候跟其他原核生物並到一起。有些人認為,中心粒和基體是半自治的生物,有著自己獨立的基因組。也許還有另外一些,尚未被人發現。

  我只希望,我能夠保留對自己細胞核的所有權。

  很令人驚訝,我們竟如此平靜地接受這樣的信息,好像它恰好符合我們一直就有的觀念似的。實際上,葉綠體和線粒體可能是體內共生者這件事,是早在1885年提出來的,但人們仍然會期望,這一提法的確認會讓研究者們跑到大街上大聲呼喊。然而,這卻是一個靜思的、勤勉的領域,工作井井有條地進展著,現在正特別注意細胞器的分子遺傳。對於它們最初是怎樣到那兒去的,已有審慎的、有分寸的思考,已達成一致看法,認為它們很可能在大約十億多年前被較大的細胞吞併,從那以後就一直呆在那裡。

  通常的看法是把它們視為被奴役的生物,它們被捉來為自己不能呼吸的細胞提供腺甘三磷酸,或者為沒有光合裝備的細胞提供碳水化合物和氧。這種主奴關係是一些生物學家的共同看法。他們還是些發育完全的生物學家,一個個都是真核生物呢。但事情還有另外一面。從細胞器的立足點來看問題,可以認為,它們很早就學會了取一種最好的生涯,它們過起日子來最不費力,而且它們和它們的後代最不用冒險。它們跟我們不一樣。我們一路進化而來,煞費苦心地製造出越來越長的DNA長鏈,冒著越來越大的危險——說不定哪一天會發生某種突變,把我們送到進化上的死胡同。它們卻相反。它們決定不再長大,安守一行的本分。為達到這種目的,為保證自己盡可能延續持久,它們打入了我們及其所有生物的裡面。

  線粒體和葉綠體一直體小、保守和穩定。這對於整個事業來說是件好事,因為從根本的意義上講,這兩種細胞器是地球上最重要的活物。二者攜手合作,製造出氧氣,並安排它的應用。實際上,是它們經營著生命。

  我的線粒體組成了我的很大一部分。我算不出確數,但我想,把它們曬乾了,其體積幾乎跟剩下的我一樣多。如此看來,可以把我看作是一個很大的、會移動的呼吸菌的菌落,操縱著一個由胞核、微管和神經元組成的複雜系統,為細菌們的家庭歡樂和生計工作著,而這時候,正在操縱著打字機。

  我跟我的線粒體密不可分,還不得不為它們做大量至關重要的工作。我的細胞核按遺傳密碼造出每個線粒體的外膜,大量附著在線粒體脊上的□必須由我來合成。據說,它們的每一個都只製造僅夠自己存續下來的一點物質,剩下的都要由我提供。而操心犯愁的事都是我的。

  既已知道了這種形勢,我可以找到各種各樣的事情讓我犯愁,例如病毒。如果我的細胞器真的是與我共生的細菌,它在我身上開拓殖民地,那麼,我用什麼辦法能阻止它們沾染病毒?或者,如果它們真有溶源性這東西,我又怎能阻止它們把噬菌體傳送給其他細胞器?然後還有我的產權問題。我的線粒體全都跟我一塊兒死去嗎?我的孩子們取得了母方的線粒體,還一塊兒取得了我的一些嗎?我知道這種事本不應該叫我犯愁,但就是讓我犯愁。

  最後,還有我的身份這個大問題,甚至還有我作為人的尊嚴問題。當我第一次知道,我是由低級的生命形式出身,我並不在乎。我心裡想像著一個眉毛粗濃而突出、沒有語言、多毛的類人猿家族,棲居在樹林裡,而從未反對它們是我的祖先。說實話,作為一個威爾士人,知道自己已經進化得明顯高於它們,我更感驕傲。能作為本物種改進過程的一部分,這是滿足感的一個源泉。

  成問題的不止這些。我以前從沒料想到我的出身原是一個沒有胞核的細胞。就說是這樣吧,如果這就完事了,我也能忍了。但現在又加了一層羞辱,說從某種真實意義上講,我根本不是由某個祖先遺傳而來,我一直是把所有這些東西帶在身上,或者,也許是它們一直帶著我。

  既然是這麼一種形勢,那保持尊嚴就沒什麼用處了,最好別費力去保持。這真是不可思議,它們就在這兒,在我的細胞質裡到處活動,為我自己的肌肉呼吸著,卻是一幫陌生客。它們跟我的關係大不如它們彼此之間和它們與那邊山腳下自由生活的細菌更密切。它們感覺起來像陌生客,但我又想到,這同樣的生物,完全一樣的生物,也住在那邊的海鷗的細胞裡,還住在鯨魚、沙丘的草、海草和寄居蟹的細胞裡;也住在我後院的山毛櫸的葉子裡,住在後院籬下那窩臭鼬裡,甚至也住在窗上那只蒼蠅裡。通過它們,我跟這些聯繫在一起。我的近親——比近親只遠了一層——遍天下。對我來說,這是一種新的知識,我有點遺憾我不能跟我的線粒體保持更密切的接觸。如果我集中注意力,我能想像我感覺到了它們:它們不怎麼蠕動,但不時有某種震顫。我禁不住想,假如我更多地瞭解它們,更多地知道它們如何保持了它們和我的同步活動,我會有一條新的途徑理解音樂。

  在所有的共生關係中,都有一種固有的好意,這是一定的。但這一種——很可能是最古老、建立最牢固的一種,似乎特別公平。一點也不像弱肉強食的樣子,也沒有哪一方擺出一副仇敵的姿態。如果你要尋找一種類似自然法則的東西來取代一個世紀前的「社會達爾文主義」,你得從葉綠體和線粒體暗寓的生命意義中汲取教益。這很費力,但能找到。

  
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