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·第一步 一个规律·
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首先,我们应该明确“衰老”是什么。这实际上是一件非常困难的事情,因为在当前的宇宙中,任何物体都会随着时间的流逝而发生一些变化,在不同的视角上很可能会有不同的认识。比如大多数树木的树皮都会越来越厚,越来越粗糙,甚至粗糙得裂开、剥落。这对于构成树皮的细胞来说的确是在衰老死亡,但是对于树木本身来说,这却是健康生长的一部分,就像人类的指甲会越长越长,最后不得不剪掉。然而话又说回来了,树皮越来越厚,越来越粗糙,又有可能滋生更多真菌和寄生虫,它们会增加树木损伤的概率,当这些损伤积累的速度超过树木修复的速度,这棵树同样会枯萎死亡。
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为了节省讨论的篇幅,我们只给出一个比较理想的、内在的衰老的定义:衰老是指生命自身产生的有害变化不断累积,使得新陈代谢不可逆地趋于迟滞,正常的生理功能因此衰退的过程,而这个过程具体到生命体的每一个细胞上,它的极致就是死亡。
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对此,我们先来记住一个规律:负责制造新个体的细胞有机会不老死,其他细胞必然会老死。I
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而且,这个免于老死的赦免不只能让细胞本身免于衰老,更能让细胞一代一代无限地分裂下去,每一代都会有子细胞继承赦免资格。而那些得不到赦免的细胞哪怕能分裂,也只能分裂有限的若干代,而最后一代的子细胞全都会老死。
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·第二步 两种细胞·
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第二步就是看看那件“非常颠覆的事情”是如何具体印证了第一步的规律。
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对于单细胞生物来说,它们唯一的那个细胞就相当于生殖细胞[1],也就都得到赦免,都不会老死。毕竟,单细胞生物如果会老死就意味着就地灭绝,这是非常“显然”的事情,所以这一步的讨论也将略过单细胞生物不谈。但是,这“显然”的背后还是有一些违反直觉的事情,我们留到下一步里再说。
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而对于多细胞生物,我们首先要知道,所谓“多细胞”并不是随便一堆什么细胞聚在一起就可以了,而必须是一个细胞分裂出来的众多细胞集合在一起,并且分化成不同的形态分工合作。这就让多细胞生物身上的细胞分成了两种:
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一种不负责制造新个体,这些细胞都会老死;
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另一种负责制造新个体,这些细胞会得到赦免,不会老死,还将拥有无限的分裂能力。
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可想而知,一个多细胞生物要从整体上免于老死,就只能寄望于后一种细胞了。这些得到赦免的细胞如果还能发展出其他各种细胞,替补所有老死的细胞,就能使整个多细胞生物得到永恒的修复,从而免于老死。
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反过来,多细胞生物如果存在着“生殖专权”的约束,也就是只有一部分细胞负责制造多细胞的新个体,并且只负责制造多细胞的新个体,而其他所有细胞一律无权制造这样的新个体,那这个多细胞生物就只能等着老死了。
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有了上面这一组推论,我们就可以逐个讨论多细胞生物的各种情况了。在40亿年的进化史上,多细胞生物只出现在五个类群当中:红藻、植物、褐藻、真菌、动物。我们要花些篇幅逐个分情况讨论,这让第二步有些复杂,但在理解上已经没有难度了。
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最简单的情况是真菌型。这个类型首先包括了多细胞的真菌,比如霉菌和伞菌,它们的生殖细胞被称作“孢子”,那些毛茸茸的霉斑,还有蘑菇、木耳之类可以采集的块状部分就是专门释放孢子的“气生菌丝”,而气生菌丝是从“营养菌丝”分化来的。这些“营养菌丝”细到肉眼看不见,在营养环境中到处蔓延,我们为了做小鸡炖蘑菇而去林中采了一小丛榛蘑,它的营养菌丝就很有可能在森林地下蔓延了几千平方米甚至上百公顷。
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这些营养菌丝中的任何一个细胞都可以分裂分化出气生菌丝,进而结出繁殖用的孢子,哪怕脱落下来也能直接发展成另一个真菌网络。营养菌丝中的每一个细胞都负责制造新个体,都得到了赦免。所以从原则上讲,只要营养永远充沛,真菌就永远不死。
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除了真菌,其他类群也有属于这种情况的:在植物界,绿藻门的多细胞物种,比如团藻和石莼,红藻门的一些多细胞物种,比如紫菜,轮藻门除了轮藻纲的多细胞物种,比如水绵;在动物界,扁盘动物门唯一的物种丝盘虫(Trichoplaxadhaerens)[2]。它们的情况都与多细胞的真菌类似,结构非常简单,几乎每一个细胞都能通过有性或无性的方法制造新个体出来,所以全都得到了赦免,不会衰老死亡,并且拥有了无限的再生能力。它们没有要害部位,哪怕只剩一个细胞,那个细胞也能在适宜的环境里重新长成完整的一个。
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植物界其他的多细胞生物,就要稍复杂一些了。
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首先,植物身上已经高度分化的细胞将不再分裂,它们固然会老死,但浑身各处还保存着许多“分生组织”。这种组织里的每一个细胞都能持续不断地分裂分化,既负责替换老死的细胞,也负责制造新的生理结构。
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而“新的生理结构”就包括新的芽,芽有机会长成枝,枝有机会长出“孢子叶”——如果你对这个术语感到陌生,只需知道被子植物的孢子叶会高度特化,聚集成一种被称为“花”的生殖器官[3],就知道这意味着什么了。
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图增—1 在显微镜下观察一丛黑霉的营养菌丝,你可以看到这些菌丝像毛细血管一样在培养基上蔓延,更仔细看的话,你会看到它由一个个的柱状的细胞接续而成。(图片来源Y_tambe)
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