和諧：從基因說
2024-06-18 10:13:02
來源：西部決策網(wǎng)
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生命是基因的天使，又是基因的奴仆。負(fù)荷生命的基因之河永久的流淌，記載著過去，昭示著未來。人類圈創(chuàng)建的基因選擇機(jī)制，削弱了自然選擇，正在重構(gòu)人與自然關(guān)系。
——是為題記
生命是基因之河，基因是生命天書。地球上所有的生命皆以基因?yàn)槊艽a。人類已是地球霸主，但也只是生命長河中的又一匆匆過客。基因是生命與自然關(guān)系的載體，深深地永久的刻印著曾經(jīng)的過往。面向未來，構(gòu)建人與自然和諧共生關(guān)系，要從閱讀生命天書、解讀基因密碼開始。
一、基因及其復(fù)雜度
經(jīng)歷三年“新冠疫情”，人們對(duì)“新冠病毒”“做核酸”刻骨銘心?！靶鹿谝咔椤钡娜兆右呀?jīng)過去，從與病毒抗?fàn)幍奖舜诉m應(yīng)，我們的生命永遠(yuǎn)留下了“新冠病毒”侵入和改造的痕跡。這一留痕，是否會(huì)世代相傳，尚未可知。不過，從既往病毒侵入史中，科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，病毒參與了生物進(jìn)化。具有逆轉(zhuǎn)錄功能的病毒，可以把基因整合進(jìn)宿主基因組，所有多細(xì)胞生物基因組都有病毒插入的基因。在人類基因組中，有8-10%的DNA為病毒所貢獻(xiàn)。人類不斷建立更加完善的值得信賴的免疫系統(tǒng)和應(yīng)答機(jī)制。
根據(jù)分子結(jié)構(gòu)特征，將“核酸”分為脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。根據(jù)攜帶“核酸”類型，亦將病毒分為DNA病毒和RNA病毒。新冠病毒是RNA病毒，由一個(gè)核酸長鏈和蛋白質(zhì)外殼構(gòu)成。病毒具有部分生命特征卻算不上完整的生命，因而被定義為非細(xì)胞生命形態(tài)。因沒有進(jìn)行新陳代謝所必需的生命系統(tǒng)，不能自我復(fù)制，病毒必須借助特定的宿主細(xì)胞完成復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)譯等生命活動(dòng)。三年疫情反復(fù)“做核酸”，就是從宿主細(xì)胞采樣，檢測來自病毒的核糖核酸（RNA），以陽與陰表示有與無。
生物學(xué)家從細(xì)胞學(xué)視野（暫無能力依基因分類），將已知生命劃分為三個(gè)域：細(xì)菌、古菌和真核生物。真核生物即復(fù)雜的多細(xì)胞生物，包括動(dòng)物、植物和真菌。真核生物的遺傳物質(zhì)集中在細(xì)胞核（細(xì)胞的“中控室”）中，且有提供能量的細(xì)胞器——線粒體或是捕獲光子能的葉綠體，包含內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在內(nèi)的細(xì)胞膜網(wǎng)絡(luò)，以及由肌動(dòng)蛋白和微管蛋白組成的細(xì)絲構(gòu)成的細(xì)胞骨架。?細(xì)菌、古菌屬于原核生物，其細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能要簡單許多，不僅沒有細(xì)胞核，包裹DNA的蛋白，也缺少線粒體（葉綠體）及胞質(zhì)結(jié)構(gòu)等。
生物進(jìn)化過程就是生物復(fù)雜度上升過程。40億年前（亦說38億年前），海洋熱泉生化反應(yīng)創(chuàng)建了生命密碼，生成了細(xì)菌、古菌。20億年前，細(xì)菌、古菌融合共生（細(xì)菌套細(xì)菌）產(chǎn)生了真核細(xì)胞，形成了早期的真核生物。也就是說，真核生物是原核生物——細(xì)菌、古菌細(xì)胞融合發(fā)展而來的，先是形成了結(jié)構(gòu)功能完整的單細(xì)胞生物，再形成了復(fù)雜的多細(xì)胞生物。這是一次基因復(fù)雜度大提升，也是一次生物大革命。2015年，科學(xué)家對(duì)深海環(huán)境進(jìn)行研究時(shí)，發(fā)現(xiàn)了有著真核生物基因的奇怪古菌。2017年，科學(xué)家在另外幾種古菌中發(fā)現(xiàn)了類似的基因。這被認(rèn)為是生命系統(tǒng)發(fā)生樹中最接近真核生物的一類古菌。
DNA是所有生命的共有密碼。DNA是一連串的合成RNA和蛋白質(zhì)所需的遺傳密碼。DNA和RNA有序管控著細(xì)胞內(nèi)同時(shí)進(jìn)行著的各種生化反應(yīng)。在生命構(gòu)建與運(yùn)行過程中，DNA永久存續(xù)，而RNA只是DNA的階段表達(dá)，當(dāng)使命完成后即行銷毀。幾乎所有的生物使用同樣的遺傳密碼，病毒也不例外。遺傳密碼從原始生命生化系統(tǒng)協(xié)同演化而來。遺傳密碼的形成是生命誕生的重要標(biāo)志。這是生物共祖論的遺傳密碼證據(jù)。
生物復(fù)雜度集中在DNA上。原核生物——細(xì)菌、古菌的遺傳物質(zhì)DNA通常為裸露的雙螺旋長鏈。真核細(xì)胞的遺傳物質(zhì)DNA上升為蛋白質(zhì)包裹的雙螺旋長鏈，且在細(xì)胞核中以染色體為載體。一條染色體即是一條DNA載體，亦是一個(gè)DNA包裹。包裹DNA的材料是蛋白質(zhì)。真核細(xì)胞在進(jìn)行有絲分裂或減數(shù)分裂時(shí)，細(xì)胞核中的染色體可見。在不分裂時(shí)，染色體不可見。原核細(xì)胞DNA裸露無包裹，也就沒有可見的染色體。
精誠合作是基因組基本原則。原核生物不僅細(xì)胞結(jié)構(gòu)簡單，世代較短，基因組較小，一般只含有數(shù)百至數(shù)千個(gè)基因。真核生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)復(fù)雜，世代變長，基因組變大，一般擁有數(shù)萬個(gè)基因。真核生物細(xì)胞核內(nèi)染色體上的基因是基因主體，線粒體、葉綠體內(nèi)也有少量基因，核內(nèi)核外基因合在一起即是基因組?；蛞惑w，和合共生，不是單打一、自顧自，自私內(nèi)耗?；蚪M、一家人，密切配合、通力協(xié)作。精誠合作是基因組經(jīng)過漫長歲月磨礪進(jìn)化而來的基本原則。生物復(fù)雜度的底層邏輯是基因組復(fù)雜度?；蚪M復(fù)雜度是生物復(fù)雜度的重要標(biāo)尺。
有性生殖是提升生物復(fù)雜度的靈巧機(jī)制。生命之初，皆是底底道道的自我復(fù)制——無性生殖，世代差異微小。有性生殖是真核生物的一大發(fā)明，也是自然選擇的有利突變。性構(gòu)筑起復(fù)雜生命的第一支柱，也提供了發(fā)展的第一動(dòng)力。基因組精妙細(xì)微，深藏不漏，肉眼不可觀。然而，基因組用盡心思，塑造了可直觀的性之外形，鋪平了兩性細(xì)胞融合發(fā)展的“性選擇之路”，提供了基因復(fù)雜度升級(jí)、生命向復(fù)雜化進(jìn)化的靈巧機(jī)制。自有性生殖以來，加速了世代差異，推動(dòng)了生物進(jìn)化，地球上的生命變得豐富多彩、復(fù)雜多樣。人類已擁有高度復(fù)雜的基因組，且得有性生殖之真締，成為性高度復(fù)雜的生物。是不是已經(jīng)抵達(dá)復(fù)雜度峰值，有待深入觀察。
基因只是DNA的片段。基因是DNA長鏈上具有遺傳能力的一個(gè)片段，全部片段總合在一起即是基因組。一條DNA長鏈上包含多個(gè)基因，每一個(gè)基因只是其中一個(gè)遺傳密碼單元。DNA的一個(gè)片段就是一個(gè)密碼單元，也就是一個(gè)基因。這一片段一單元一基因，就是能夠產(chǎn)生一條多肽鏈或RNA所需的核苷酸序列。一個(gè)基因的大小，也是一個(gè)密碼單元的大小，它取決于所產(chǎn)生的一條多肽鏈或RNA所需的核苷酸序列的大小。一個(gè)基因約為200-2000個(gè)遺傳密碼子。
遺傳密碼子就是3聯(lián)堿基符。3個(gè)連續(xù)的核苷酸組合在一起形成1個(gè)遺傳密碼子，常用3個(gè)堿基符號(hào)表示，比如ATG?！昂塑账帷眴挝恢械摹昂恕敝笁A基，“苷”指五碳糖,“酸”指磷酸。堿基是遺傳密碼的核心。堿基總共5種，分別是腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）和尿嘧啶（U）。A 、G、C和T存在于DNA中，A、G、C和U存在于RNA中。堿基通過共價(jià)鍵與核糖或脫氧核糖的1位碳原子相連而形成核苷。核苷再與磷酸結(jié)合形成核苷酸。核苷酸共有C、H、O、N、P5種化學(xué)元素。千姿百態(tài)的生命形式，其遺傳物質(zhì)都是5種堿基、5種化學(xué)元素。
1號(hào)染色體是最霸氣的生物大分子。核甘酸聚合而成的核酸分子通常很大，DNA分子是已知的最大的單個(gè)生物分子，RNA分子則是較小的生物分子（最小的RNA分子僅21個(gè)核苷酸）。人體細(xì)胞有23對(duì)（46條）染色體，其中22對(duì)常染色體，1對(duì)性染色體。減數(shù)分裂時(shí)產(chǎn)生的配子染色體數(shù)目由46條減半為23條，堿基對(duì)由62億減半為31億。人體1號(hào)染色體是最霸氣的生物大分子，包含2.46億個(gè)堿基對(duì)，3141個(gè)基因，約占人類DNA的8%。破譯1號(hào)染色體，將為研究治療癌癥、帕金森氏癥和老年癡呆癥等350余種疾病提供科學(xué)指引。2號(hào)染色體僅次于1號(hào)染色體，2.37億個(gè)堿基對(duì)，1888個(gè)基因，包含重要的發(fā)育調(diào)控基因簇。科學(xué)研究認(rèn)為，人類2號(hào)染色體似是黑猩猩兩對(duì)染色體拼合而成（染色體突變），這使人類染色體數(shù)目（23對(duì)）比黑猩猩染色體數(shù)目（24對(duì)）少了1對(duì)，也成為人類與黑猩猩有共同祖先的基因證據(jù)。
基因是小納米級(jí)的存在。想一想細(xì)胞的大小、精子的大小，再想一想細(xì)胞核的大小，染色體在細(xì)胞核中，DNA在染色體上，62億堿基對(duì)、6萬余基因，以及精子卵子配對(duì)，受精卵開始新的生命歷程，無限精妙皆在其中。不要說用肉眼了，一般的顯微鏡也無法觀察到DNA，更別說只是其中一個(gè)片段的基因了。1989年，美國科學(xué)家用“掃描隧道顯微鏡”直接觀察到了脫氧核糖核酸的雙螺旋結(jié)構(gòu)和尺寸。DNA兩條多核苷酸鏈反向平行盤繞所生成的雙螺旋直徑2.0nm，相鄰堿基對(duì)之間的軸向距離0.34nm，每個(gè)螺旋的軸距3.4nm。
RNA才是演化的起點(diǎn)？現(xiàn)代生命的“中心法則”：DNA—RNA—蛋白質(zhì)是一個(gè)相互依存、無法撕裂的圓圈，人們難以甄別誰才是演化的起點(diǎn)。而RNA世界學(xué)說認(rèn)為，地球的大多數(shù)生物以DNA作為遺傳分子，同時(shí)用RNA輔助完成一些功能。DNA出現(xiàn)之前，可能存在一個(gè)“RNA世界”。這一理論推測，在生命起源的某個(gè)時(shí)期，生命體僅由一種高分子化合物RNA組成，兼具DNA和蛋白質(zhì)功能。遺傳信息的傳遞建立于RNA的復(fù)制，其復(fù)制機(jī)理與當(dāng)今DNA復(fù)制機(jī)理相似，作為生物催化劑的、由基因編碼的蛋白質(zhì)還不存在。在上億年進(jìn)化過程中，RNA逐漸將其攜帶遺傳信息的功能傳給了DNA，將其功能分子的功能則傳給了蛋白質(zhì)。
復(fù)雜基因操控復(fù)雜的納米機(jī)器人。蛋白質(zhì)是生命中的納米機(jī)器人，與生命的產(chǎn)生、存在和消亡密切相關(guān)。蛋白質(zhì)質(zhì)量決定生命質(zhì)量，沒有蛋白質(zhì)就沒有生命。蛋白質(zhì)的基本單位是20種氨基酸，而20種氨基酸千變?nèi)f化的組合，則聽命于遺傳信息。生物復(fù)雜程度上升，意味著所需要的蛋白質(zhì)種類增加，而蛋白質(zhì)由基因控制的納米機(jī)器人。生物復(fù)雜度上升，必然要求納米機(jī)器人增加，要求基因編碼及非編碼序列隨之增加，要求負(fù)責(zé)指導(dǎo)和調(diào)控轉(zhuǎn)錄的DNA區(qū)段――調(diào)控序列的長度隨著增長。真核生物中編碼蛋白質(zhì)的基因通常不連續(xù)，內(nèi)含子增加致使編碼一個(gè)基因所需的DNA長度增加。同時(shí)，基因間隔區(qū)是基因組上與RNA和蛋白質(zhì)表達(dá)無關(guān)的那部分DNA，如假基因、轉(zhuǎn)座元件等，基因間隔區(qū)序列數(shù)目增加導(dǎo)致基因密度降低。這在一定程度上進(jìn)一步加速提升了基因的復(fù)雜度。
基因復(fù)雜度原本只是意外事件的累積。因?yàn)楦鞣N各樣的原因，在DNA復(fù)制的過程中會(huì)出現(xiàn)一定數(shù)量的差錯(cuò)（如同文本謄寫錯(cuò)誤），這樣的意外事件被稱之為基因突變。基因的每一次復(fù)制，都會(huì)產(chǎn)生一定數(shù)量的突變。隨著基因組規(guī)模增大，基因復(fù)制精度有所提高，但復(fù)制錯(cuò)誤在所難免，基因突變是復(fù)雜生物必須面對(duì)的生命常態(tài)。基因突變是完全隨機(jī)事件，而自然選擇則是優(yōu)勝劣汰。基因突變分為三種，有害突變、中性突變和有利突變。一般而言，自然選擇的有性生殖會(huì)嚴(yán)格把控基因的質(zhì)量。（1）中性突變影響輕微，長期存留在種群中并無多大妨礙?？梢哉f，有性生殖為中性突變設(shè)置了黃燈區(qū)。（2）有性生殖為有害突變設(shè)置了道道紅燈。攜帶有害突變基因的個(gè)體，呈現(xiàn)生存缺陷，有的精卵不能融合，有的妊娠早期流產(chǎn)，即使出生也多會(huì)夭亡，抑或在婚配市場遭棄，不會(huì)留下后代，有害基因隨之清除。有害突變難以越過有性生殖自然選擇這一關(guān)。如果有害突變率過高，將會(huì)帶來“突變?yōu)碾y”，危及物種群體安全。（3）有性生殖對(duì)有利突變一路綠燈。攜帶有利突變基因的個(gè)體獲得了生存優(yōu)勢，可以留下更多后代而逐步發(fā)展壯大，直至攜帶有利基因的個(gè)體成為種群主體。長期而緩慢的有利突變累積，推動(dòng)基因復(fù)雜化、生物復(fù)雜化。這看似漫無目的的隨機(jī)的突變，經(jīng)過自然選擇機(jī)制，將自然環(huán)境變遷的信息，也整理記錄在基因組內(nèi)。這是一部基因差錯(cuò)版搖身一變成為基因改良版的史詩，它鑄就了生物進(jìn)化的基本原理?；驈?fù)制出現(xiàn)差錯(cuò)只是個(gè)體的偶然事件，卻是群體的必然事件。大自然向各物種公平提供生態(tài)機(jī)會(huì)，自然選擇主導(dǎo)的生物進(jìn)化永遠(yuǎn)在路上。
二、生態(tài)位及其競爭性在流淌不息的基因之河中，在環(huán)環(huán)相扣的生命鏈條上，基因競爭是永恒法則。所有生命都在接受基因競爭的挑戰(zhàn)?；蚩傇谄疵鼜?fù)制自己，復(fù)制中有差錯(cuò)有成敗，客觀上形成了競爭局面。生物進(jìn)化沒有幕后設(shè)計(jì)師，只有未來引導(dǎo)師。自然選擇，說到底就是利用基因競爭機(jī)制，引導(dǎo)基因發(fā)展方向。自然為生命發(fā)展提供了生態(tài)位——生態(tài)資源、生態(tài)機(jī)會(huì)。然而，自然提供的生態(tài)資源、生態(tài)機(jī)會(huì)具有多樣性稀缺性，需要競爭獲得。自然選擇就是自然引導(dǎo)。引導(dǎo)基因競爭具有多樣性稀缺性的生態(tài)資源、生態(tài)機(jī)會(huì)，繼而形成多樣性的基因組、多樣性的物種和多樣性的生態(tài)系統(tǒng)。
40億年來，地球上出現(xiàn)過的所有生命統(tǒng)合在一起，構(gòu)成了一部完整的地球生命史，其主題歸結(jié)為一句話便是：從無主之地到眾生樂土?？茖W(xué)家估計(jì)，地球上曾經(jīng)出現(xiàn)過的全部生物，其中99%已經(jīng)成為生物先軀。這1%的現(xiàn)存生物是同時(shí)代地球生態(tài)圈的共生物種，與99%的先軀生物有著千絲萬縷的聯(lián)系。99%的先軀生物已經(jīng)淌過了基因之河，把面向未來的有利基因和全部的生態(tài)位留給了1%的現(xiàn)存生物。1%的現(xiàn)存生物并不是孤立的存在，而是45億年地球環(huán)境變遷、生物突變、自然選擇、生命接續(xù)的演化結(jié)果。曾經(jīng)出現(xiàn)的每一種生物，都曾利用過生態(tài)機(jī)會(huì)，使用過生態(tài)資源，都曾在生態(tài)位上占有過一席之地。鉤沉99%生物的歷史積淀，必將為1%生物的未來前景提供歷史鏡鑒。
在地球形成不久，地球環(huán)境中就形成了構(gòu)建生命的基材——有機(jī)化學(xué)物。由此，打開了生命的機(jī)遇之門。大約40億年前，出現(xiàn)了后來地球生命的共同祖先——細(xì)菌、古菌。這一人類肉眼觀察不到的微小生命體，不僅能夠一代接著一代永續(xù)復(fù)制自身的結(jié)構(gòu)，還能重現(xiàn)自身的功能。奧妙在于世代相傳的DNA，永久保存著其結(jié)構(gòu)與功能的密碼。迄今為止，人們依然不能確切地知道原核生物究竟是怎么形成的?？此谱詈唵蔚纳鋸?fù)雜程度也超過了當(dāng)今的科學(xué)技術(shù)極限，人們窮盡一切，始終無法再現(xiàn)其形成過程。原核生物早在40億年前就已經(jīng)形成的史實(shí)，廣為人知、無可爭議。那個(gè)時(shí)候，地球尚是無主之地。在20億年的漫長歲月里，整個(gè)地球——從海洋到陸地都在迎接有機(jī)世界來臨，等待著成為細(xì)菌、古菌的占領(lǐng)區(qū)。而原核生物的行動(dòng)非常謹(jǐn)慎，一直把行為規(guī)范在海洋里、水境中。大約20億年前，發(fā)生了一次破天荒的微生物革命。在海洋的某個(gè)場景中，古菌吞噬了細(xì)菌，但并沒有將其消化，而是合二為一、一體共生。這被稱為內(nèi)共生現(xiàn)象，其有力證據(jù)是，真核細(xì)胞（共生細(xì)胞）的細(xì)胞核中的DNA像是來自古菌，真核細(xì)胞的線粒體中殘留的DNA像是來自細(xì)菌。由此，原核細(xì)胞融合發(fā)展形成了真核細(xì)胞，地球生命史邁上了真核生物發(fā)展的新階段。動(dòng)物、植物和真菌（本意是蘑菇）隨之而來，生生不息。
真核細(xì)胞在海洋中默默演化的10億年里，并沒有留下向多細(xì)胞生物發(fā)展的地質(zhì)證據(jù)。成冰紀(jì)（8.5億年-6.3億年前），地球被凍成雪球，加速了礦物入海，客觀上增加了海洋營養(yǎng)物質(zhì)。埃迪卡拉紀(jì)(6.35億年前 ~ 5.41億年前)，動(dòng)物已開始增長，主要是刺胞動(dòng)物，包括水母類和海鰓類，以及三葉動(dòng)物、盾形動(dòng)物、多孔動(dòng)物、環(huán)節(jié)動(dòng)物、節(jié)肢動(dòng)物、櫛水母動(dòng)物等。然而，進(jìn)入寒武紀(jì)時(shí)（距今5.42億年—4.85億年前），海洋中生命大爆發(fā)。這一時(shí)期的地層中充斥著各種各樣的海洋生物。當(dāng)今存在的幾乎所有大型動(dòng)物種類，不同的身體結(jié)構(gòu)和組織結(jié)構(gòu)，早在寒武紀(jì)時(shí)就已經(jīng)形成，其中也包括脊椎動(dòng)物。及此，可以說生物已經(jīng)完美的占領(lǐng)了海洋。在海洋由無主之地發(fā)展成為眾生樂園之時(shí)，地球陸地依然是無主之地，提供了廣闊的生態(tài)機(jī)會(huì)。
陸地生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建過程，就是生物競爭陸地生態(tài)位過程。植物是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，也是登陸的先行生物、基礎(chǔ)生物。與動(dòng)物一樣，植物也經(jīng)歷了從簡單到復(fù)雜、從水生到陸生的進(jìn)化過程。大約40億年前，光合細(xì)菌是植物的祖先。大約在20億年前，開始出現(xiàn)多種藻類，如綠藻、紅藻、棕藻等。當(dāng)初的光合細(xì)菌并不是綠色的，但綠色光合細(xì)菌最終勝出，是因?yàn)樗軌蚋行У乩藐柟舛樌ㄟ^了自然選擇。光合作用的一大副產(chǎn)品是排出了氧氣，因光合作用開啟了地球大氧化過程，同時(shí)也為動(dòng)物的出現(xiàn)創(chuàng)造了條件。原始的單細(xì)胞綠藻在原始海洋中進(jìn)化為多細(xì)胞藻類，這是植物進(jìn)化的起點(diǎn)。奧陶紀(jì)（4.8-4.4億年），低等海生植物繼續(xù)發(fā)展，淡水植物可能已經(jīng)出現(xiàn)，逐漸積累起開拓陸地生態(tài)位的力量。志留紀(jì)（4.4-4.1億年）晚期，綠色植物成功登陸，初始的高等植物——裸蕨植物首次出場。由綠藻進(jìn)化出苔蘚，由苔蘚進(jìn)化出蕨類，陸地植物接二連三。從泥盆紀(jì)（魚類的時(shí)代4.1-3.6億年）開始，陸地生態(tài)事件就成為地球生態(tài)事件的主旋律。泥盆紀(jì)早期，裸蕨類植物興盛繁榮。中期后，腕足類和珊瑚發(fā)育、原始菊石、昆蟲出現(xiàn)。晚期原始兩棲類、迷齒類出現(xiàn)，蕨類植物和原始裸子植物出現(xiàn)。大約持續(xù)1億年植物登陸歷程，綠色占領(lǐng)了地球陸地。到了石炭紀(jì)（3.6-2.8億年），陸地上形成了大規(guī)模的森林，給煤的形成創(chuàng)造了有利條件。生活在陸上的昆蟲，如蟑螂類和蜻蜓類，是石炭紀(jì)突然崛起的一類陸生動(dòng)物。二疊紀(jì)（2.99-2.5億年）是古生代最后一紀(jì)，由蕨類進(jìn)化出裸子植物（松柏類），銀杏、蘇鐵亦開始發(fā)展。裸子植物用種子繁殖，具有種子和木質(zhì)化的主干，對(duì)干旱和寒冷環(huán)境具有較強(qiáng)適應(yīng)能力。白堊紀(jì)（1.44-0.66億年），由裸子植物進(jìn)化出被子植物（開花植物），并成為今天植物界的主角。被子植物通過花粉、雄蕊和雌蕊等生殖器官進(jìn)行繁殖，具有更高的成活率和種類多樣性。至此，植物已經(jīng)進(jìn)化出復(fù)雜的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，如葉綠體、木質(zhì)部、造枝組織等，表現(xiàn)出種類繁多的葉、莖、根、花和果實(shí)，光合作用、呼吸作用、傳遞養(yǎng)分、抗病和防御機(jī)制日趨完善。與植物相比，動(dòng)物占領(lǐng)陸地生態(tài)位過程波瀾壯闊，但在時(shí)間上要相對(duì)晚一些。大約3.5億年前，海洋動(dòng)物經(jīng)由濕地抵達(dá)陸地，從水生到兩棲再到陸生，逐步占領(lǐng)陸地。再后來，出現(xiàn)細(xì)菌、真菌等營腐生生活的微生物，它們將動(dòng)植物的尸體殘肢分解還原為二氧化碳，水和無機(jī)鹽，回歸無機(jī)環(huán)境中，形成了無機(jī)物—植物—?jiǎng)游铩⑸铩獰o機(jī)物的生態(tài)環(huán)境大循環(huán)。至此，陸地提供的生態(tài)機(jī)會(huì)被廣泛利用，陸地也由無主之地變?yōu)楸娚鷺吠痢?/p>
從海洋到陸地，從無主之地到眾生樂園、眾生樂土，意味著地球生命領(lǐng)地?cái)U(kuò)張過程已經(jīng)結(jié)束，生態(tài)位競爭進(jìn)入了全新階段。生態(tài)位競爭是基因競爭的時(shí)間空間表達(dá)。我們可以把生命在海洋擴(kuò)張、以占據(jù)海洋空缺生態(tài)位為主的時(shí)代，稱之為1.0時(shí)代的生態(tài)位競爭，把生命在陸地?cái)U(kuò)張、以占據(jù)陸地空缺生態(tài)位為主體的時(shí)代，稱之為2.0時(shí)代的生態(tài)位競爭，在海洋和陸地占據(jù)空缺生態(tài)位過程結(jié)束后，進(jìn)入以生態(tài)位分化為主的新階段，即是3.0時(shí)代的生態(tài)位競爭。
3.0時(shí)代的生態(tài)位具有特定的內(nèi)涵。（1）空間位。每個(gè)物種都有其特定的棲息地和生活范圍，這就是它們的生態(tài)空間。比如，不同鳥類生活在森林不同層次，有的在樹冠層，有的在中間層，有的則在地面上，形成生態(tài)空間差異。（2）時(shí)間位。生態(tài)位會(huì)隨季節(jié)變化，包括海拔高度、經(jīng)緯度的遷徙移動(dòng)。（3）營養(yǎng)位。亦可稱能量位。在食物鏈、能量鏈上的位置以及相互作用。獅子處于生態(tài)頂端，以動(dòng)物為食，羚羊以植物為食，植物以無機(jī)物為食，植物—羚羊—獅子各有其營養(yǎng)位。（4）共生位。當(dāng)生態(tài)資源稀缺時(shí)，共生物種進(jìn)行競爭；當(dāng)生態(tài)資源充足時(shí)，促進(jìn)生態(tài)位分化，建立新的生態(tài)位共生關(guān)系。生態(tài)位多樣性是生物多樣性的基礎(chǔ)。
同理，生物競爭就是生態(tài)位競爭。通過各自占據(jù)不同的生態(tài)位避免大范圍的沖突對(duì)抗，以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、多樣性和持續(xù)性。生態(tài)位競爭循環(huán)四大原則：（1）適配原則。尋求與自身生理需求適配的生態(tài)位是生物本能。（2）排斥原則。已經(jīng)取得適配生態(tài)位的生物是既得利益者，極力排斥既得利益競爭者。（3）開拓原則。自然界總有生態(tài)空隙、無主之地，等待新的開拓者和占領(lǐng)者，增加生態(tài)位多樣。（4）精致原則。與生命復(fù)雜度提升一樣，生態(tài)系統(tǒng)亦由簡單向復(fù)雜演進(jìn)，生態(tài)位競爭勢必走向精致化。
生態(tài)位競爭是維持生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要機(jī)制。通過生態(tài)位競爭，物種能夠有效地利用生態(tài)資源和生態(tài)機(jī)會(huì)，不斷提升生物種群和生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力。一般而言，生物競爭表現(xiàn)為種間競爭和種內(nèi)競爭。種間競爭的本質(zhì)就是生態(tài)位競爭。種內(nèi)競爭不屬于生態(tài)位競爭，但會(huì)向生態(tài)位競爭傳導(dǎo)壓力，并影響生態(tài)位競爭力。
人類是生物，高度參與了生態(tài)位競爭。生物競爭既有種間競爭，又有種內(nèi)競爭。本文不關(guān)注人類種內(nèi)競爭（制度之爭、科技之爭、產(chǎn)業(yè)之爭），只關(guān)注人類與其他物種間的生態(tài)位競爭。自從進(jìn)入獵業(yè)時(shí)代以來，人類就取得了無可比擬的競爭優(yōu)勢。無數(shù)物種紛紛向人類讓出了世代相傳的生態(tài)位。或者換種積極的說法，人類充分發(fā)揮競爭優(yōu)勢，開拓和占領(lǐng)了越來越多的生態(tài)位。人類圈日益擴(kuò)大，越來越多的生態(tài)位轉(zhuǎn)化為人類生態(tài)位。同時(shí)，也意味著被人類擠出生態(tài)位的生物越來越多，失去生態(tài)位的生物越來越多，無家可歸、走投無路、求生無門的生物越來越多。無數(shù)曾經(jīng)繁盛的物種，因被擠出生態(tài)位而沉沒于基因之河。無可爭議，經(jīng)歷獵業(yè)時(shí)代、農(nóng)業(yè)時(shí)代、工業(yè)時(shí)代，人類在與其生物的競爭中已經(jīng)獲得了全面勝利。人類先后成為陸地霸主、海洋霸主、空中霸主，如今已全面稱霸陸?？铡Ｔ?0億年地球生命史上，曾經(jīng)遇見過不少霸主，想一想不可一世、稱霸陸地長達(dá)1.5億年的恐龍。但是，與人類在一萬年時(shí)間內(nèi)就全面稱霸陸海空的霸業(yè)成就相比，恐龍之霸業(yè)顯然遜色太多、不足道哉！
在3.0時(shí)代的生態(tài)位競爭中，人類獲得大勝并左右了生態(tài)位競爭大趨勢。目前，人類以勝利者姿態(tài)規(guī)劃未來生態(tài)位，從生態(tài)位競爭者一躍而成為生態(tài)位供給者、創(chuàng)建者，從而開啟了生態(tài)位競爭的4.0時(shí)代。人類圈制定并實(shí)施國土空間規(guī)劃，城鎮(zhèn)空間、農(nóng)業(yè)空間原本是生態(tài)位中的“白菜心”，也是人類早已抓在手心心的生態(tài)位，自然要守牢用好，決不能拱手讓出。自然生態(tài)空間原本是生態(tài)位中的“邊角料”，因占用成本過高，人類曾視之為荒野，將其繼續(xù)留給自然，供其他物種使用，亦合情合理，納入規(guī)劃序列則號(hào)稱合規(guī)。縱然如此，這也是破天荒的大事件。在人類圈力量盛隆，生物圈人類化的滾滾洪流中，其他物種僅存的生態(tài)位能夠納入國土空間規(guī)劃，完全得益于人與自然和諧共生之心。人類圈通過制定實(shí)施國土空間規(guī)劃，穩(wěn)定生態(tài)位秩序，穩(wěn)定生物多樣性，穩(wěn)定人與自然關(guān)系，這也是值得眾生頌揚(yáng)的人類生態(tài)位美德。
三、從自然選擇到天人雙選
人，因思想而偉大。人類最獨(dú)特的能力莫過于思想。當(dāng)今，流行“人與自然和諧共生”的思想。不少人立馬會(huì)聯(lián)想到“天人合一”的思想。的確，二者一脈相承，邏輯相通。然而，“天人合一”是結(jié)草為廬、自然環(huán)境中產(chǎn)生的思想，“人與自然和諧共生”則是高樓林立、人造環(huán)境中的思想。在自然環(huán)境中談人與自然關(guān)系，與在人造環(huán)境中談人與自然關(guān)系，當(dāng)然具有不同意境。人類不可能放棄智能家室，退居茅草居所。今時(shí)之“人與自然和諧共生”，決非回歸舊時(shí)的“天人合一”，而是構(gòu)建新時(shí)代生態(tài)文明新形態(tài)。
人從自然來，自然生成了生態(tài)生產(chǎn)力。生態(tài)生產(chǎn)力是原生生產(chǎn)力，社會(huì)生產(chǎn)力是次生生產(chǎn)力。人類利用生態(tài)生產(chǎn)力，從生態(tài)系統(tǒng)中采集漁獵，獲得最初的發(fā)展動(dòng)力。人類的起源具有隨機(jī)性、偶然性，但人類文明發(fā)展于生態(tài)生產(chǎn)力較高，且能便利獲得采集產(chǎn)品、漁獵產(chǎn)品的森林、濕地生態(tài)位上。人類利用生態(tài)生產(chǎn)力過程中，不斷向生態(tài)系統(tǒng)施加了壓力。人類喜歡占據(jù)粗大的象牙，加速了生長粗大象牙的大象退卻，生長細(xì)小象牙的大象成為象群的主導(dǎo)者。人類喜歡占據(jù)了高大通直的木材，加速了森林中高大通直樹木退卻，低矮彎曲的樹木成為森林的主角。凡是人類喜歡占據(jù)的動(dòng)植物，大致都會(huì)承受巨大的壓力，面臨退出生態(tài)位的風(fēng)險(xiǎn)，而那些不被人類青睞的動(dòng)植物，反而獲得了更多的生態(tài)位。
人類不僅在利用自然，還在改造自然。如此這般，令自然遭受雙重?fù)p失。馴化是人類主導(dǎo)下的進(jìn)化，既是利用自然又是改造自然。人類喜食小麥、水稻、玉米、谷子、土豆以及梨、棗、桃、杏、梅、柑橘、蘋果、核桃……就將其馴化栽培，視其為農(nóng)作植物，清除森林、草原植物，開辟耕地，經(jīng)營農(nóng)作。人類喜歡狗、豬、雞、牛、羊、魚、兔、馬、驢……亦將其馴化飼養(yǎng)，視其為家養(yǎng)動(dòng)物，建立各種各樣的養(yǎng)殖場、放牧場。1萬年間，農(nóng)作植物、家養(yǎng)動(dòng)物發(fā)生的變化，顯然不是自然選擇，而是人類選擇。與農(nóng)作植物、家養(yǎng)動(dòng)物相對(duì)應(yīng)，濕地、森林、草原中的原生動(dòng)植物則被視之為野生動(dòng)植物。前者是關(guān)系家庭生計(jì)的，已經(jīng)馴化并被占有的，而后者則是無關(guān)家計(jì)的，屬于自然而然的。有人認(rèn)為，前者與人類已經(jīng)結(jié)成了生計(jì)伙伴，也即是與人類友好的動(dòng)植物。友好的動(dòng)植物支持人類生計(jì)，人類幫助友好的動(dòng)植物擴(kuò)張領(lǐng)地范圍。在人類的助力下，農(nóng)作植物、家養(yǎng)動(dòng)物得到更多的生態(tài)位（也算是人類生態(tài)位）。沒錯(cuò)，這形成了極為融洽的雙向互饋。然而，有得必有失。人類大規(guī)模占領(lǐng)生態(tài)位，阻斷了生態(tài)位分化的進(jìn)化之路。受害的是農(nóng)地上的土著——野生動(dòng)植物，它們失去了世襲罔替的生態(tài)位，也失去了進(jìn)化的光明前景。工業(yè)化以來，人類利用自然和改造自然的強(qiáng)度增加，人類生態(tài)位持續(xù)擴(kuò)大，加速了野生動(dòng)植物生態(tài)位流失。目前，世界各地的昆蟲數(shù)量在以驚人的速度下降，預(yù)計(jì)未來幾十年，40％的昆蟲物種將會(huì)滅絕。昆蟲數(shù)量減少，或是因?yàn)檗r(nóng)業(yè)集約化，抑或是農(nóng)藥的使用，又或是昆蟲生態(tài)位喪失？有資料顯示，人類生產(chǎn)和消費(fèi)食物的方式已經(jīng)造成了80%以上的生物多樣性喪失。
人類生態(tài)位擴(kuò)張，野生動(dòng)植物生態(tài)位流失，帶來了極為深刻而廣泛的生態(tài)學(xué)問題。人類新得生態(tài)位，即是野生動(dòng)植物新失生態(tài)位。人類新占據(jù)生態(tài)位上的原有動(dòng)植物，因喪失生態(tài)位而沉沒墜落基因之河。早在獵業(yè)時(shí)代，人類就干掉了大型獵物。受人類生態(tài)位脅迫，所有生物呈現(xiàn)小型化趨勢。再聯(lián)想到地理大發(fā)現(xiàn)后的全球生物大交換，人類圈全球化深度影響了生態(tài)位分化和生物進(jìn)化過程。長期以來，生物遺傳學(xué)專注于DNA復(fù)制、基因突變以及自然選擇機(jī)制（簡稱“天選”）?，F(xiàn)在的問題是，自從人類獲得生態(tài)位超級(jí)競爭力以來，縱然DNA復(fù)制、基因突變的規(guī)則并變化，但自然選擇機(jī)制已大為弱化。人類的選擇已經(jīng)十分重要，深刻的影響并削弱了自然選擇的力量。1萬年來，人類按照自己的想法，一直用各種技術(shù)（包括太空育種）選擇培育農(nóng)作植物、家養(yǎng)動(dòng)物品種，用各種方法治療基因突變帶來的疾病，卓有成效的建立起基因突變應(yīng)對(duì)機(jī)制和基因選擇機(jī)制（簡稱“人選”）。人類圈不僅向生物圈施加了直接的壓力，人類活動(dòng)還引起全球氣候變化、生態(tài)環(huán)境變化，間接的影響到自然選擇。比如，碳排放引發(fā)的全球氣候變暖，可能使適應(yīng)暖化氣候的基因突變有更多機(jī)會(huì)通過自然選擇。但是，如果人類長期脫離體力勞動(dòng)，且僅習(xí)慣居住在幾乎恒溫的居室里，將不利于耐暖化氣候的基因突變，與自然選擇走上相反的道路。生態(tài)環(huán)境污染使得部分物種永久丟失，當(dāng)生態(tài)環(huán)境修復(fù)后，那些丟失的物種卻再也回不來了。
這里，我們不妨把自然選擇看作“市場機(jī)制”，是生物進(jìn)化的“無形推手”，人類選擇則如同“計(jì)劃機(jī)制”，構(gòu)成生物進(jìn)化的“有形推手”。“天選”與“人選”的關(guān)系，就如同“市場”與“計(jì)劃”的關(guān)系。人類圈廣泛影響到生物進(jìn)化機(jī)制，“天選”與“人選”兩種機(jī)制都在發(fā)揮作用。在自然生態(tài)系統(tǒng)中，自然選擇一以貫之。而在人類圈，人類選擇已占主導(dǎo)。面向未來，基因選擇的天平上，“天選”與“人選”孰強(qiáng)孰弱？尚不宜斷言。
人類不僅按照自身意志選擇其他物種，也做出一系列制度安排，馴化和選擇人類自己。制度的前體是文化。文化亦是進(jìn)化推手?；榕溥x擇就是基因選擇，婚姻制度就是基因制度。在人類制度史上，婚配制度始終居于重要地位。人類婚配競爭壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了其他物種，不僅有與其他物種一樣的生物競爭，還包含著獨(dú)特的文化競爭、社會(huì)競爭。不僅有外貌長相的自然選擇，還有金錢財(cái)富、文化素養(yǎng)、社會(huì)地位的選擇。郎才女貌、門當(dāng)戶對(duì)是古今中外、流傳千年的婚配市場基本規(guī)則。進(jìn)入信息時(shí)代，婚配市場數(shù)據(jù)增加，而婚配選項(xiàng)也在增加，反而導(dǎo)致婚姻選擇困難癥。不少人的生殖力，在觀望、徘徊、等待中漸漸流失。
日益復(fù)雜的產(chǎn)權(quán)制度、交易制度、教育制度、就業(yè)制度、社保制度，對(duì)婚配市場和生殖力也具有重要影響。人類內(nèi)部生態(tài)位（社會(huì)生態(tài)位）競爭已成進(jìn)入智業(yè)時(shí)代，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，科技門檻越來越高，新質(zhì)生產(chǎn)力層出不窮，社會(huì)生態(tài)位持續(xù)分化，極限挑戰(zhàn)人類的認(rèn)知能力、創(chuàng)新能力。應(yīng)對(duì)社會(huì)生態(tài)位分化與競爭的通用策略，就是把更多的資源分配在學(xué)習(xí)知識(shí)、掌握技能、增強(qiáng)本領(lǐng)和專注事業(yè)上，而不是用在生育后代上。社會(huì)選擇了“好學(xué)”之人?！昂脤W(xué)”替代“好斗”的社會(huì)進(jìn)步機(jī)制，也會(huì)引起基因選擇響應(yīng)。生有涯而知無涯，以有涯隨無涯，殆已！于無形之中，人類生殖力集體流失，極為寶貴的有利突變也隨之滅失。
人類成為生物進(jìn)化的重要推手，這也是地球霸主地位的重要象征。21世紀(jì)已經(jīng)進(jìn)入基因組時(shí)代，正在迎接多組學(xué)或生命組學(xué)時(shí)代的到來?；蚩萍家呀?jīng)在加速產(chǎn)業(yè)化，未來農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)、生物制造構(gòu)成基因產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的三大關(guān)鍵賽道。基因科技+人工智能，基因選擇機(jī)制加速“突變”，必將重構(gòu)生命進(jìn)化秩序。人類以天賦異稟搏擊基因之河！茲事體大！關(guān)系萬千生命的未來，也關(guān)系人類的未來。
人類經(jīng)歷獵業(yè)時(shí)代、農(nóng)業(yè)時(shí)代、工業(yè)時(shí)代，正在進(jìn)入智業(yè)時(shí)代。人類的生態(tài)位堪稱“巨無霸”！地球上已經(jīng)沒有任何物種可以挑戰(zhàn)人類的霸主地位。人類的力量顯得過于龐大，以致于生物世界已經(jīng)背離了達(dá)爾文多樣性越來豐富的進(jìn)化之路。我們的世界變得更加單調(diào)了而不是更加多樣了，更加枯燥乏味了而不是更加生動(dòng)有趣了！我們的學(xué)歷越來越高，知識(shí)越來越多，本領(lǐng)越來越強(qiáng)，壽命越來越長，這一切究竟為什么？人生而自由，然而無往不在枷鎖之中。我們比祖輩得到的更多，但我們比祖輩更幸福嗎？未來的人類，更像生物一般揮灑自如，還是更像機(jī)器一樣有條有理？
人類不是生物進(jìn)化的終點(diǎn)，也不是生物進(jìn)化的終結(jié)者。當(dāng)人類淌過基因之河，讓出生態(tài)機(jī)會(huì)、生態(tài)資源時(shí)，者大自然將會(huì)重構(gòu)地球生態(tài)系統(tǒng)，再度演繹更為燦爛的生命故事。大概與恐龍想不到后恐龍時(shí)代的世界一樣，人類也想不到人類基因之河干涸之后的世界。以我們已經(jīng)獲得的智慧而言，地球上已經(jīng)沒有人類生態(tài)位競爭者。人類大規(guī)模退回生態(tài)位的唯一可能的原因，就是人類生殖力流失，人口數(shù)量呈現(xiàn)減少趨勢。人類圈崩解之后，地球霸主讓位于新人類！無論如何，人類都將成為未來生命的作者、創(chuàng)造者。但愿人類是一位卓越的作者、偉大的創(chuàng)造者?。ㄎ?黨雙忍）
作者注：本文為《和諧》系列10。和諧是全人類共有價(jià)值觀。部分插圖源自網(wǎng)絡(luò)。2024年6月18日成作于磨香齋。
責(zé)任編輯：劉玉
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