摘要:Lynn Margulis,这个名字,大部分人不知道。说到进化论,大家都会想到达尔文,《物种起源》名震天下。但她的工作,至少在20世纪的生物学领域,影响不亚于达尔文,只不过被长期边缘化,甚至一度被嘲笑。
Lynn Margulis,这个名字,大部分人不知道。说到进化论,大家都会想到达尔文,《物种起源》名震天下。但她的工作,至少在20世纪的生物学领域,影响不亚于达尔文,只不过被长期边缘化,甚至一度被嘲笑。
她的理论叫内共生(Endosymbiosis)。简单来说,就是我们今天的细胞,特别是那些带有细胞核的真核细胞,并不是简单从单细胞生物演化来的,而是古老的原核细胞吞噬了其他细胞,最终形成稳定共生。这意味着我们每个细胞里,都带着远古时期的“入侵者”,意味着人类的细胞并非纯粹的个体,而是历史上无数微生物合并的结果。
这种观点在20世纪60年代被提出时,几乎被整个学界拒绝。Margulis的论文《有丝分裂细胞的起源》(On the Origin of Mitosing Cells)被15家学术期刊拒稿。一位评审甚至直言:“你的研究就是Laji,不要再投了。”
#深度好文计划#她坚持了下来。
她提出的证据很扎实。首先是线粒体和叶绿体,它们存在于动植物细胞内部,负责能量转换。奇怪的是,它们有自己的DNA,并且这种DNA的结构,不像是细胞核里的DNA,反而更接近细菌。更关键的是,它们是靠自身复制,而不是依赖宿主细胞的分裂机制。
更进一步的研究证明,这些细胞器的DNA和某些古老的原核生物高度相似。线粒体的基因组接近α-变形细菌,叶绿体的基因组接近蓝细菌。这些事实直接说明:它们的祖先不是宿主细胞的一部分,而是独立的微生物,后来被吞噬但没有被消化,而是共生在了一起。
这是彻底推翻传统进化观的发现。
传统进化理论强调基因突变、自然选择、适者生存。而Margulis的理论告诉我们,进化不只是物竞天择,还有合作、融合、共生。在生物进化的关键节点上,往往不是单纯的竞争,而是不同物种的联合。
这不仅改变了生物学,也影响了哲学。过去,人类的自我认知是独立个体,现在必须承认,我们的身体从细胞层面就是一个微生物生态系统。我们吃的食物,能不能消化,不仅仅是人的基因决定的,而是肠道里的微生物共同决定的。甚至,我们的免疫系统、情绪、健康状态,都受到共生微生物的影响。
这个理论为什么难被接受?一方面,颠覆性太强,直接挑战了达尔文主义的核心逻辑。另一方面,Margulis是女性科学家,在当时的学术界,她的身份就是一个障碍。她的研究生涯充满斗争,她的论文被拒,研究经费难拿,甚至连丈夫——著名科普作家卡尔萨根——都没有支持她。她两次离婚,曾说:“不可能同时做一个好妻子、好母亲和一流的科学家,总得舍弃一样。”她舍弃了婚姻,坚守科学。
她不仅是内共生理论的提出者,还深度参与了盖娅假说(Gaia Hypothesis)的研究。这个假说由James Lovelock提出,核心观点是地球是一个自我调节的系统,生物圈、大气、海洋和地壳彼此影响,维持适合生命的环境。Margulis提供了微生物学上的支持,比如远古时期蓝细菌的光合作用如何改变了地球大气,造就了今天氧气丰富的环境。
她的工作直接影响了今天的微生物学和生态学。比如,人体微生物组的研究,已经成为医学领域的热门方向。科学家发现,肠道菌群的变化,和肥胖、糖尿病、抑郁症、自闭症甚至癌症都有关系。而这些菌群,并不是天生就有的,而是通过共生关系,和宿主共同进化而来。
她还对进化机制的基本假设提出质疑。达尔文理论认为,变异来源于基因突变,小突变逐渐累积形成新物种。但Margulis认为,关键的变异往往不是小突变,而是基因的直接获取,比如不同生物基因的融合、病毒与宿主的基因交换。换句话说,生命的复杂性,更多来源于不同物种的合并,而非单一物种的渐进变化。
这对生物学的意义,堪比相对论之于物理学。
但她的理论,即使在今天,仍然不被主流完全接受。尽管线粒体的细菌起源已经成为教科书知识,但她关于鞭毛、细胞器、甚至整个进化逻辑的思考,依然争议不断。她本人也因敢言而得罪了许多学者,比如,她曾直言“新达尔文主义是个笑话”,认为现代进化生物学过度依赖基因突变,而忽视了微生物在进化中的关键作用。
她的反叛,让她在学术界一直是个异类。但她的影响力,随着微生物学的发展,正在逐渐显现。
今天,合成生物学正在研究如何利用微生物改造人类身体,甚至创造新物种。这背后的逻辑,正是Margulis的内共生理论——不同生物的融合可以产生全新的生命形态。
而她的观点,也正在改变人类对生命本质的理解。过去,我们认为人是独立的个体,现在我们知道,人是微生物的复合体。我们的基因组,只有不到2万种基因,而共生微生物提供的基因,数量是这个的上百倍。
生命的进化,不只是竞争,更是共生。不只是单个个体的适应,而是整个生态系统的协同演化。
Lynn Margulis,这个曾经被科学界视为“疯子”的女人,早已改写了生物学的历史。
来源:老胡说科学