问题

如果一个物种只剩下最后几只,那么基因会选择让其永生吗?

回答
这是一个非常有趣的问题,触及了进化生物学和遗传学的核心。答案是,基因本身并不会“选择”让一个物种永生,基因的运作方式和进化机制决定了它不会走向永生。

让我们一步一步地拆解这个问题,并尝试从一个自然的视角去理解。

首先,需要明确的是,基因并非一个有意识的实体,它没有意志,更不会“选择”什么。基因是一段DNA序列,它的“目标”是复制和传递下去。进化是自然选择的结果,是那些更有利于个体生存和繁殖的基因,在种群中逐渐积累和传播的过程。

当一个物种只剩下最后几只个体时,它们面临的绝境是极高的灭绝风险。在这种情况下,基因更关注的是个体能够活下去并繁衍后代,而不是追求“永生”。

为什么基因不会选择让一个物种永生?有几个关键原因:

1. 适应性与环境的动态性: 自然界一直在变化。环境在不断地改变,从气候、食物来源到捕食者和疾病。一个永远不死的物种,反而可能在某个关键的环境变化到来时,因为无法适应而全军覆没。进化是通过一代又一代的变异和选择来适应环境的。如果一个物种“永生”了,它就失去了通过新变异来应对新挑战的机会。短暂的生命周期允许新一代个体携带着可能更适合当前环境的基因变异出现。

2. 基因多样性的丧失与近亲繁殖: 当一个物种只剩下几只时,最大的威胁是基因多样性的急剧下降。即使这几只个体都活得很健康,它们拥有的基因库也异常狭窄。如果它们近亲繁殖,会导致有害的隐性基因(在纯合状态下才会表现出来,通常对个体有害)出现的概率大大增加,这被称为“近亲繁殖衰退”。基因会倾向于“避免”这种情况,因为这不利于后代的生存和繁殖。让个体短暂生命,然后有新的、可能携带着不同基因组合的个体出现,是缓解这种风险的方式。

3. “代沟”与信息传递的优势: 每一个新生命的诞生,都可能带来新的基因组合。这就像是把信息重新洗牌。虽然听起来有些抽象,但从进化的角度看,新的个体可以将经验和基因通过繁殖传递给下一代。而如果一个个体永生,那么它所携带的“信息”(包括基因)就固定了,除非发生体细胞突变,否则它无法通过性生殖的方式将新的、可能更优的基因组合传递下去。更关键的是,如果环境发生变化,而这个永生的个体携带的基因不再适应,它也无法通过繁衍来引入新的适应性基因。

4. 能量和资源的分配: 生命是一个不断消耗能量和资源的过程。为了生存和繁殖,生物体需要不断获取食物、进行代谢、修复损伤。如果一个物种追求永生,它可能需要将所有的生物学资源都用于维持自身存在,而无法用于繁殖。这违背了“生命是为了复制和传递基因”的基本原则。从基因的角度看,牺牲个体寿命来换取更多的繁殖机会(让基因有更多机会传递给下一代),通常是一种更有效的策略。

5. “寿命”是进化的副产品: 动物的寿命并不是基因“设定”的结果,而是进化过程中权衡利弊的副产品。衰老和死亡在许多情况下是一种“卸载”旧基因、为新基因让路的方式。想想看,如果一个物种的个体永远不死,那么新出现的更有利于繁殖的基因变异就很难在种群中扩散,因为旧个体占据着所有的资源和繁殖机会。反之,如果个体有寿命限制,它们死亡后腾出的生态位和资源,就能让那些携带着更适应当前环境的基因的年轻个体有机会生存和繁衍。

回到你说的“基因会选择让其永生吗?”这个问题:

当一个物种濒危,只剩下几只时,基因的“压力”在于:

个体生存下来:尽可能地利用有限的资源,维持生命活动。
个体能够繁殖:哪怕是非常困难,也要尽力找到配偶,产生后代。
后代的生存和繁殖能力:这里的关键是,即使基因多样性很低,也希望后代能有哪怕一丝机会。

如果某种变异恰好能让这几只濒危的个体稍微延长寿命,并且这延长的时间能增加它们成功繁殖的几率,那么这个变异就有可能在非常小的范围内被“选择”下来。但这种延长寿命,并不是为了达到“永生”,而是为了在极端困境中多一次繁殖的机会。

而且,永生本身可能不是一种有选择性的优势。想象一下,如果某个物种的所有个体都因为某种基因而获得了近乎永生的能力,但是它们的繁殖率极低,或者无法应对任何环境变化,那么这个物种反而是最脆弱的。一旦出现一个稍微不利的环境变化,它们就可能因为无法更新基因库而迅速灭绝。

所以,与其说基因会选择让一个物种永生,不如说基因会在生存和繁殖的压力下,优化个体在特定环境下的生存和繁殖策略。在濒危的境地,这个策略通常是尽一切可能“熬下去”并“生下后代”,而不是追求虚无缥缈的“永生”。

简单来说,基因的运作更像是在一个持续变化的棋盘上,努力让自己的棋子活到最后并产生更多的棋子。永生,在很多情况下,可能是一种不利于这个长期策略的“僵化”。

网友意见

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不需要这种前提,考虑你身上的每个细胞都能追溯到人类始祖的生殖细胞,“人类基因”本就在整体上处于低水平的生物学不死状态,也就是“被杀才会死”。人口是多是少都不会改变这一点。

基因组是细胞的工具箱,没有发现基因有任何程度的意志,题目将“基因”改成“细胞”会合理一点。

如果你要拿这个编写软科幻故事,那么你要设定基因有什么水平的智力和感知能力、是“一个物种的所有个体的所有细胞的基因组产生一个集体意志”还是“每个有细胞核的细胞各有自己的意志”、基因能在多大程度上使用细胞的分子机器、分子机器操作的精度如何,才能有效地讨论下去。

这物种剩下的个体是“一个”还是“几个”根本就不重要。以人类为例,要是每个有细胞核的细胞各有自己的意志、能精密操控细胞内的分子机器、能有效感知体内外的状况并交流信息,那么细胞们可以各自从体表扩张出去。人类基因组包含让细胞成为独立生活的单细胞生物、丝盘虫样动物、多孔动物样动物、对其他细胞生物致命的细胞水平捕食者或芽殖孤虫样寄生虫所需的所有基因。要是所有细胞共享一个意志、能精密操控分子机器以下略,那么细胞可以轻易搭建并非人形的新个体并发射出去。芽殖孤虫样寄生虫对动物有压倒性的优势,在宿主体内增殖起来后可以考虑合并为人形,可以期待在数年内恢复人类现有的生物量。

在这里谈“演化”时要注意基因的变化并不非要个体去传代,细胞传代也不怎么需要整个个体如何如何。例如免疫细胞的体细胞超突变根本就不需要你生出个孩子。使用基因组里现成的基因就更别提了。人癌细胞变形游动、朝其他细胞投递各种物质[1]、用纳米管抽取免疫细胞的线粒体[2]所用的基因都是人类基因。

参考

  1. ^ Wang L, Gao CJ. [Role of extracellular vesicles in hematological malignancies]. Zhonghua Xue Ye Xue Za Zhi. 2016 Mar;37(3):258-61. Chinese. doi: 10.3760/cma.j.issn.0253-2727.2016.03.020. PMID: 27033771; PMCID: PMC7342940.
  2. ^ Saha T, Dash C, Jayabalan R, Khiste S, Kulkarni A, Kurmi K, Mondal J, Majumder PK, Bardia A, Jang HL, Sengupta S. Intercellular nanotubes mediate mitochondrial trafficking between cancer and immune cells. Nat Nanotechnol. 2022 Jan;17(1):98-106. doi: 10.1038/s41565-021-01000-4. Epub 2021 Nov 18. PMID: 34795441.

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