蛋生人

2022-07-09 13:57:05康慨

中國新聞周刊 2022年24期

康慨

我早先讀朱洗的《蛋生人與人生蛋》，見他在書里哀嘆：“目前的科學家既不能效法商紂的暴行，在交合后，‘刳剔孕婦’，搜檢人卵，而觀察其變化;又沒有別種合乎人道的方法，能達到同樣的目的，”于是只能寄望于小產或死于事故的孕婦，或在因病割除的子宮中，“得到一點半死不活的人卵，作為研究的資料。這樣的研究是永遠也不會徹底的。人體初步發育的詳情，恐怕再等待數十百年，仍是無法明白。”

朱洗所說的“永遠也不會徹底”，固然指的是無法逾越的倫理界限（實際上，科學家仍可迂回對照，利用魚、果蠅、雞和小鼠等動物進行胚胎實驗），卻也似乎從旁佐證了還原論面對復雜系統時的力不從心。因為生命體一旦分解，生命便告消失。生物學家斯蒂芬·羅思曼為此寫過一本書，就叫《還原論的局限》（中譯本出版于2006年）。

還原主義者相信，只要窮究生物體內各個組分的物理、化學作用，便足以讓一切生命現象得到解釋。然而，把生命還原為“半死不活的人卵”，再進一步還原為DNA和蛋白質各自特性的表現結果，這種觀念與我們的日常經驗之間的確存在著裂痕。用羅思曼的話說，就是“將生命分子與它的生物整體特征聯系到一起的那種‘橋梁’的本質，是至今尚未人知的”。

還原論的局限尚不足以否定還原論本身。但自組織理論的出現也許能成為前述的那種“橋梁”，并幫助還原論重新站穩腳跟。《生命的成形》一書頗具說服力地用適應性自組織理論解釋了人類胚胎的發育——也許你同樣可以把它當做一本用人類胚胎發育來解釋適應性自組織理論的著作，但無論是哪一種，它講得都非常專業而清晰。

這本書的作者杰米·戴維斯是蘇格蘭愛丁堡大學的實驗解剖學教授。在科研社交網站ResearchGate上，他的自我介紹是：“我的主要興趣是生物自組織。本實驗室研究它在正常發育中如何運作，在計算機和合成生物構造中建模，并將自組織過程用于組織工程學。”

適應性自組織的概念貫穿全書。戴維斯用它來說明人類的生命體怎樣從單個細胞和分子，一步步、一層層地構建成形。這個過程與蓋大樓是截然不同的，沒有建筑師和工程師掌控全局，沒有總體的或局部的藍圖，也沒有外來的熟練工人參與其中，全靠胚胎自身接收信息與表達發育。細胞和分子僅僅依照基本的機械原理和化學規則相互作用，自行分裂，自行組裝，從一到億，從億到萬億，以時間、空間或濃度作為向導和信號，用相同創造不同，用簡單構建復雜，由部分到整體，最終造出一個有血有肉的大活人。蛋生人還是人生蛋？看來還是蛋生人。

例如，胚胎通過卵裂，達到32或64個細胞后，就開始有了差異性。這一步同樣沒有什么預制的規則。“如何在沒有模式的地方創造模式？胚胎解決這個問題的方案堪稱優雅：從幾何規律中獲得信息。”戴維斯教授云淡風輕地寫道。細胞會根據自身在胚胎內所處的位置或檢測來自環境的信號而分化成不同的類型，創造出差異。胚胎則可以檢測到兩種類型細胞之間的邊界，借以創造出第三種類型的細胞，在它們之間又會形成新的邊界，并再次創造出新的類型，每一次的差異性和復雜性都在增加，由此構建出復雜的組織。此后也是這樣。他寫道：

“每個器官會經歷的發育事件都會以特定的順序發生，最后每個器官都會發育出自己特有的解剖結構。每個發育事件都源于非常基本的機制，如制造管道、合并管道、讓細胞聚集到一起，等等。不同的器官往往會利用完全相同的分子機制來控制這些事件。”

從來就沒有什么救世主，也沒有上帝、凱撒和護民官。戴維斯反復提醒我們，在發育的過程中，細胞所依據的規則是簡單的、盲目的、局部的。它們對“總體規劃”毫不知情。實際上根本就沒有什么總體規劃。胚胎會“持續利用細胞之間的對話成功地調控發育過程，依賴的是實際的發育狀況，而不是‘應該’如何”。

社會性的自組織，并以露天音樂會中的大群樂迷為例：“雖然環境特點使得沒人能掌管全局，但大多數時候人們還是安全并合理地組織著自己。從更大的尺度上講，文明的核心機制，如語言發展、經濟原理、食物分配原則，甚至是科學探索的方法，都源于大量人員的互動，沒人持有縱觀全局的外來者的特權。所有人都只是基于有限的局部知識行動。然而，雖然偶有經濟動蕩，人類文明總體還是可以說井井有條，相當穩定。實際上，也有人嘗試以一己之力來創造語言或經濟模式，但都被證明并不像傳統模式那么高效，即每個人都只根據有限的環境條件相應地進行自組織。”

在書中密集的知識叢林中，零星散布著或許離題的小小樂趣。我們讀到，有一種蛋白質叫“思維炸彈”。幾乎一半的小孩都會在青春期經歷一次骨折。胚胎中最先形成的是臀部，它的出現遠在高貴的人類頭部成形之前。為了把巨大的腦子塞進小小的腦殼，管道狀的大腦不得不進行一系列的彎曲與折疊。兩性外生殖器的發育使用的原始組織材料完全相同，“就像折紙愛好者能用同樣的紙張折出完全不同的作品”。一種名為Nodal（意為“結”）的強力信號蛋白會影響基因的表達，打破胚胎的左右鏡像對稱。除了左心右肝，它還造成了睪丸一高一低——2002年的搞笑諾貝爾獎就頒給了一位研究希臘雕塑陰囊不對稱性的科學家。日本的科研團隊已經找到了把體細胞轉變為胚胎干細胞的方法，并成功孕育出了小鼠。只是出于倫理而不是技術限制，還沒有科學家用這種方法造人。

《生命的成形》里印出了一些足夠簡潔的示意圖，幾乎沒有什么公式。雖然這并不表明它是一本常見的、容易閱讀的科普讀物，但它也談不上有多難讀。而且就所述學科的前沿性而論，它的語言實在可以算得上頗為平易了。不過我要承認，在翻開它之前，我做好了腦力鍛煉的準備——我的確鍛煉了腦力。可我也收獲了驚喜——不是一星半點，而是很多驚喜。