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合作为王，没有背叛者的细胞胜出
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科学家不是给出正确答案的人，而是问出正确问题的人。
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克劳德·列维—施特劳斯，《生食与熟食》
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超循环也许能解决失误的问题，但却遗留了一个更大的问题。这个问题是由约翰·梅纳德·史密斯最先发现的：超循环最初是如何进化形成的？当有分子寄生虫存在时它们又是如何保持稳定的？对这一研究不太熟悉的人也许会觉得困惑，不明白分子也可能是寄生虫的思想，也不明白这些分子如何“决定”采取合作或背叛行为。这是一个拟人化的说法。一个分子可能拥有恰当的形状或化学结构，从而拥有了加速有用化学反应的能力（“合作者”），也可能拥有某种特定的结构，将其他关键元素拆散，从而中断或转移细胞资源（“背叛者”）。
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同样，“自私的基因”这一思想并不意味着基因拥有真实的动机，只不过它们产出的影响可以被冠以这样的描述罢了。能够传递到下一代的基因，就是享受到满足自身利益成果的那些基因，而与此同时，基因的传递并不一定能满足这些基因所在的社会或组织的利益。当谈到梅纳德·史密斯所谓的分子寄生虫时，我们所讲的，就是在复制过程中得到了帮助、却没有提供帮助作为回报的RNA，因此将其视为背叛者。这样，我们就再一次回到了囚徒困境之中，回到了合作与背叛之间永恒存在的紧张关系之中。
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我们在第5章中讨论亲缘选择时，曾提到过约翰·梅纳德·史密斯。这位和蔼可亲、目光炯炯的学者，就是进化博弈论之父，在我研究的领域中拥有非凡的影响力。同时，他也激发了我个人对理论生物学的热情和兴趣。
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梅纳德·史密斯在事业开始之初是一名工程师，在第二次世界大战期间曾奔赴战场，站在飞翔的机翼上计算军队的规模。如此锻炼数学能力的方式的确令人瞠目，而且长官还让史密斯在测试新型飞机时与飞行员共同试飞，认为这样他就能自然而然地快速从自身的错误中学到经验教训。二战结束后，他来到伦敦大学学院学习生物学，因为他的偶像，伟大的J.B.S.霍尔丹就在这所大学里担任教授。从传统角度来看，数学是属于年轻人的游戏。但梅纳德·史密斯却在53岁高龄时，创作出了自己的第一篇伟大的学术论文。
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在20世纪90年代，我曾到苏塞克斯大学（Sussex University）拜访他。那个时候，他依然在使用古怪而古老的解释型编程语言Basic编写计算机程序。他从来没能掌握制图程序，只能用笔在纸上画出结果，而且我还亲眼见证了他这样的工作过程。他会带我去酒吧，叫上一品脱啤酒，再点一盘炸鱼和土豆片，这可是英国对世界美食行业所作出的重要贡献。晚上，我们一起回家，他会领着我来到附近苍凉的山岭、沙丘和盐沼地散步。我们一聊起来就没个完。我总是抱着万分的敬仰倾听他的讲述。他常常在悉心组织和思考之后提出问题，从而为全新的思维方向打下基础。
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梅纳德·史密斯最为重要的贡献之一，就是将生物学引入由约翰·冯·诺依曼开创的博弈论之中。据说，梅纳德·史密斯曾经在研究一本包含深邃数学内容的博弈论著作时遇到了难题。于是，在翻看了几页之后，他决定放弃教科书，沿着自己的思路继续思考下去，从而总结出了“进化稳定策略”的概念：一旦成为普遍现象，便不会被替代策略所超越。针对如果一群采用同一策略的玩家遇到采用另一策略的个体会发生什么情况这一问题，史密斯思索良久。他发现，如果突变体能够比群体中的典型成员获得更高的收益，那么普遍策略就是入侵并占领整个群体。
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如此，梅纳德·史密斯在群体博弈的思考过程中偶然发现了一种方法，而这种方法对于进化领域的思想来说，具有基础性的重要意义。值得玩味的是，如果他当初没有放弃那本教科书，而是继续读下去的话，他也会在几页之后发现一个称为“纳什均衡”的非常类似的概念。这一概念是以约翰·纳什（John Nash）命名，我在普林斯顿曾与他有过一面之缘。而如果真的是这样，也许梅纳德·史密斯就会感到气馁，可能永远也不会提出进化稳定策略的思想，而梅纳德·史密斯的大名也就不会像今天这样家喻户晓。有时，太多的知识也许未必是件好事。
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梅纳德·史密斯还有另一项重要的贡献。他曾提出，超循环，也就是分子复制因子组成的利他网络，可能存在一个很大的问题。他很想知道这些因子是如何应对寄生虫、搭便车和欺骗等现象的。举例来说，超循环中的一位参与者在接受了催化的帮助之后，却并不为网络中的其他单元伸出援手，一旦出现这样的寄生虫，那么整个超循环链条就会断掉。这种盘剥超循环并分散其资源的欺骗现象的存在提醒了我们，虽然超循环能够解决失误的问题，但我们现在却还要为一个更深层次的问题找到答案：这些复杂而相互依存的社群究竟是如何进化的？
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我们现在应该对问题的答案耳熟能详了——我们需要合作进化的机制。艾根曾提出这样的观点，认为如果超循环以细胞的形式打包存在，那么合作就是可能的。如果我们假设，拥有最为成功的复制（合作）超循环的细胞能以最快的速度进行分裂，那么这些细胞就会比那些被欺骗行为所困扰的超循环细胞拥有更强的生命力。通过引发细胞之间更高层次的选择。超循环就能够摆脱寄生虫。这也是多层选择的一个完美案例。其中的每一个细胞都作为一群复制因子：在细胞内部，背叛者可能会获得胜利；但没有背叛者的细胞却可以胜过拥有背叛者的细胞。合作者为王。
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梅纳德·史密斯也认识到，在进化的过程中，遗传信息从一代到下一代的组织和传输方式发生过几次重大改变。他对亿万年以来的进化过程，从基因到染色体、细胞，再到著作《进化中的重大转变》（The Major Transitions in Evolution）中所使用的语言，都一一进行了讲述。这是他与来自匈牙利的生物学家伊厄斯·斯扎特马里（Eörs Szathmáry）共同完成的著作，堪称天作之合。匈牙利是个神奇的地方，许多伟大而富有影响力的科学家、数学家都来自于这里，譬如冯·诺依曼，以及最具合作精神的数学家保罗·埃尔德什（Paul Erdös），他曾在组合数学、图论、数论、经典分析、近似理论、集合论、概率论等诸多领域与几百位同行共同取得卓著的研究成果。而且，PED也有一位常驻的匈牙利籍研究人员蒂伯·安塔尔（Tibor Antal），他曾经帮助我们解决了一些最为棘手的难题。就像那句老话说的一样：“如果我看到了更远的地方，那是因为站在了匈牙利人的肩膀上。”
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梅纳德·史密斯与斯特扎马里制出了图表，显示出从无形的虚空到现代生命的转化过程中，需要无数次在复杂性和设计结构上的飞跃。在最初的几步之中，基因开始连接为一体，组成名为“染色体”的结构。在细胞分裂的过程中，染色体也出现整齐均衡的分裂，制造出包含完全一致染色体与完全一致遗传物质的子细胞。
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染色体就是由相互依存的基因组成的社群：这些基因的命运错综复杂。每一个基因通过与其他基因相连，在复制上达成协作，从而确保所有的子细胞都能获得全部的合作基因补充。自私的利益驱动却促进了合作的产生。我们自身的细胞中包含着成千上万个基因，遍布于46个染色体之中。从中可以看出，个体基因如何在同时包含有各种其他基因的细胞中茁壮发展。细胞中的所有基因都以维持细胞活力为共同目标。事实上，有些基因产出的元素，只有在与其他基因产出的元素一同作用时，才能发挥意义。因此，我们体内的蛋白质种类就比基因的种类还要多出许多。
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所有基因与染色体相连接，其相对优势会随着基因数量的增长而愈发明显。因此，以这种形式达成合作的基因数量越多越好。一旦众多基因连接成为一体，失误修正机制就能在自然选择的作用下出现。连接的方式不仅能确保互为补充的基因能在子细胞中找到对方，而且降低了背叛行为发生的概率，因为以这种方式打包为一个整体的基因会同时进行复制：只要一个基因完成了复制工作，所有其他的基因也都保持同步。
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然而，仍然会有自私的基因跳出来充当背叛者，对此我们应该表示担忧。举例来说，有可能是因为某些基因在独自工作的情况下，比在染色体中与其他基因合作时能更加快速地完成复制。因为在染色体中，基因需要耐心排队等待。那么，基因为什么要忍耐染色体的约束呢？为什么不摆脱束缚，放手单干呢？为什么一开始就选择了合作？为什么不选择背叛？当然，并不是所有的基因都会因为心怀牺牲小我、成全大我的精神而采取合作行为。一项重要的发现表明，由于“基因组内部冲突”使然，整个人类遗传代码——基因组，都挤满了自私的元素。
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遗传寄生虫、世代相传的自私的“自我复制”指令，都对我们的传承产生了极大的影响，甚至可以说是塑造了我们。这些寄生虫的名称听起来毫无意义（Lines、Sines、Ltr逆转录转座子，以及DNA转位子），但却是我们遗传代码中很大的一部分（分别占13%、20%、8%和3%）。有些像Lines一样，为蛋白质合成编码，并在我们的遗传代码中加入新的Lines。其他一些，特别是被称作Alus的基因，利用Lines制造出来的蛋白质来完成自身的复制工作。事实上，自私的基因自从大约40亿年以前生命原初之时，便充斥在DNA之中。由此来看，自然选择的过程还是对某些特立独行的遗传基因存在偏好的。但特立独行也要适度，太过自私的基因最终会害死寄主，而同时也失去了自身的生存环境。
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存在外星人吗？可能存在，也可能曾经存在过
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到目前为止的讨论，都是在讲合作机制是我们这个星球上进化过程中的重要组成部分。从逻辑上讲，这个道理在其他有生命的地方也同样适用。宇宙无边无际，从前生向生命的转化，很可能在许多地方发生过许多次。从这一点来看，天体生物学家不断寻找外星生物迹象的行为也是可以理解的。
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有些人为了寻找远在天边的生命，利用强大的望远镜，在太阳系中与地球类似的遥远星球上搜寻带有生命特征的化学迹象。还有一些人就在眼前的这个星球内部展开了探索工作。地球本身很可能拥有一个“影子生物圈”，其中有另一类微生物生命体，代表着第二次、第三次创世纪等。为了寻找证据，科学家们不断探寻着异常干燥的沙漠地带，挖掘埋藏在冰盖之下的湖泊，向高空大气层或其他不适宜已知生物生存的极端环境释放探索气球，并不断寻找新的方法，去探究另类生物化学体的存在。
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虽然我们就生命原初之时所发生的事件已有了很多的了解，也取得了很大的进展，但地球上的生命故事之中，依然还有一些问题令我心驰神往，渴望找到答案。生命为何能如此迅速地形成？很可能在短短两亿年之间，整个星球就从一片死寂变成了无数细菌的乐园。虽然两亿年听起来是很长的时间，但是想想，从细菌中创造出第一个复杂细胞“真核生物”花了20亿年时间，两亿年与之相比，就短暂得不值一提了。从“一无所有”发展到细菌，似乎比从细菌发展到更为精致的真核生物更为艰巨而困难。
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我们不能排除这样一个可能性：第一个生命种子很可能是从其他地方播撒到地球上的。我的意思并不是说生命来自于附近的星系。一个更有说服力的猜测是这样的：构成我们太阳系的分子云、星尘和物质，很可能带有许多死去星系中的残留物，而其中一些星系很可能曾经出现过生命。在这一片宇宙垃圾和碎屑之中，也许就有携带细菌孢子的早期行星的残骸。一块蕴藏着细菌孢子的陨石，就有可能为日后地球上的所有生命埋下种子。即使这些外星细菌的基因组被辐射所破坏，但我们知道，其中一些完全有能力在水中进行自我重建，并再一次开始复制工作。
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在依稀而久远的过去，在围绕另一颗恒星旋转的遥远的行星上，很可能有一些分子首先赢得了生命这场游戏，而我们则是这些分子遗留下来的碎片的产物。天文学家总是喜欢说我们是星尘，以此说明我们的身体依赖于曾经在星球内部制造出来的重元素。但生命出现的时间进程则说明，我们很可能也是分子之间合作的成果，而这些分子则来自于外星系中某个久远之前曾经存在的布满岩石的星球。
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如果正如我的理解一样，生命是一种充满活力而强健的现象，那么就会时常在我们的宇宙中诞生。同样，如果智慧生命是一种充满活力而强健的现象，那么也会频繁出现。可是为什么到现在为止，我们还没有与外星人建立联络？我认为，智慧生命所处的独立绿洲之间的相遇会极为罕见，因为智慧生命非常不稳定。拥有智慧是转瞬即逝的一刹，智慧本身就具有自我毁灭的特性。为什么呢？因为智慧生命总是不能解决所有问题中最为宏大的一个问题，那就是合作的问题。
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