那么,人类为什么无法永生?
这是一个黑暗一点的视角,衰老并不是意外,也不是没有需求的随机结果,而是基因的功能。基因设定了生存机器,也就是人体的衰老周期和死亡,为什么?简单来说,这会有利于基因的复制生存。
显而易见的是,永生会带来资源的匮乏,会带来冲突与战争,一个培养器皿能养活得了无限增殖分裂的细菌吗 ?就像一个细胞癌变获得了永生,最终人体就会消亡,随之这些永生的癌变细胞也就一起消亡了。那么,人类是不是就像,挣脱了自然环境束缚的癌变细胞呢?
地球的资源有限,生存机器(人类)之间必然就会进行,互相博弈和资源争夺,甚至自相残杀,而每个生存机器里运行的都是同样的基因复制,于是基因自然就会选择保留下一代,而不是上一代。如何保留?——就是上一代衰老,并伴随着生存博弈能力的下降,然后死亡,最后把空间和资源留给下一代。
由于是基因创造了人类,接着人类改造环境,然后环境压力(信息)反作用于基因,基因再改进人类——所以可见基因是拥有对人类,也就是宿主生存机器的控制权的。
所以,在人类可以太空殖民,可以攫取宇宙无限资源之前,基因一定会锁死人类的生命极限的,不然所有的基因都得消失。
而再从宏观角度来看,大自然计划生育的方法有:战争、饥饿、自然灾害、和自相残杀,当然还有基因控制的程序性自杀——也就是自然衰老死亡——这是最后的手段,因为前面的方法都有可能被人类的智能或理智所抑制。显然,如果人类不衰老死亡,那么人口就将会在几百年之内,耗尽地球的所有资源。
可是,都是同样的基因复制品,为什么基因要保全下一代呢?
答案是——因为进化,下一代是进化的产物,更适应环境。在进化的历史进程中,凡是没有进化能力的基因都消失了——被环境所筛除,而留下的都是有进化机制的基因。而进化机制,让基因在复制的同时,能够产生适应环境的新功能。于是这些能够进化的基因,自然而然的就选择了更有利于下一代生存的机制——就是上一代的衰老和死亡。
关于基因的遗传进化,这里需要进一步的说明:
基因,是最小的复制遗传单位,控制着生物体的功能表达,并且它们之间需要互相配合,比如控制产生尖牙和消化肉类的肠胃,就是两组互相配合的基因。而配合不好的基因组,就要一起消失,比如牛有吃草的牙齿和消化肉的肠胃,或是老虎有尖牙和消化草的肠胃,这些基因组合也许曾经出现过,但都会随着其物种一起灭绝。
于是,经过环境的筛选,一起幸存下来的基因,必然就会互相配合,如果环境变化,就会突变出一些新功能以应对,而只有下一代才能让这些突变产生,并让所有的合作基因一起受益。
所以,这些合作基因——控制着人体的生长进程,自然会想方设法想要通过繁衍去到未来,接着弄死旧的生存机器——给新的自己让路。
那基因,是如何操控生存机器的生命长度的呢?
端粒,是细胞染色体末端的一小段——DNA与蛋白质的复合体,其长度反映了细胞复制史和复制潜能,被称作细胞寿命的“ 有丝分裂钟”。也就是说,细胞分裂复制次数越多,其端粒磨损就越多,细胞寿命也就越短。
染色体,是细胞核中载有遗传信息的物质,主要由DNA和蛋白质组成。每条染色体含有1~2个DNA分子,每个DNA分子上有多个基因,每个基因含有成百上千个DNA。
蛋白质复合体(Protein Complex),是有两个以上功能相关的多肽链,通过二硫键或其它蛋白质相互作用,所形成的复合物。
原因就在于,端粒DNA在细胞每次分裂的过程中,都会丢失基因信息(碱基对),而不能达到完全复制。因此,每次细胞分裂复制,端粒就会缩短一点,一旦端粒消耗殆尽,细胞就将会终止其功能不再分裂,并且立即激活凋亡机制,即细胞走向凋亡。
那么显然,端粒DNA也是一种基因,其功能、长度和作用,是与其它基因配合的结果。我们可以说,端粒就是基因产生自我衰老的控制,也是细胞自我凋亡机制的一部分,称之为细胞程序性死亡(Programmed Cell Death,PCD)。
基因,有结构基因与非结构基因。结构基因——编码RNA或蛋白质,非结构基因——是结构基因两侧的一段不编码的DNA片段,即侧翼序列,参与基因表达调控(端粒基因的模式)。
当然,相信还有更多其它的衰老控制基因,在暗地里控制生存机器按时按需的死亡,而这一套机制,我们就可以称之为——基因内在的死亡控制时钟。
而基因之所要进化出一个死亡计时器,因为这是一种取舍的策略。
就如前面所说,基因突变会产生错误,这些错误的积累,会不可避免的产生癌症。于是,这就出现了一个结果,要么细胞分裂一定代数彻底销毁——这样最终会让人体无法再产生出新的细胞去代替旧的受损的细胞,而导致死亡;要么就是细胞超过了分裂代数的限制,产生癌症,吞噬个体,最后还是死亡。(癌症真相:深度科普与全面解读(第二版))
所以,为了适当的延长人类个体的寿命,不至于大概率的在繁衍和养育后代之前死亡,就必须要让可能癌变的细胞,按时的自我凋亡。
这么来看,基因的死亡计时器,就是一种让人避免癌症的保护机制,只不过副作用就是让人类的衰老死亡。如果这样,好像就不能说基因是在故意弄死生存机器,因为这貌似是一种没办法的办法。
对于,基因能不能让生存机器永生,是不是在故意弄死生存机器,我们需要更进一步的来了解端粒。
首先,端粒DNA有一个重要的作用,解决染色体DNA复制的末端隐缩,保证染色体的完全复制。而染色体上的DNA就是基因的本尊,染色体的完全复制,就是对基因的完全复制,显然对基因来说——这是至关重要的。
而端粒基因,就像染色体基因的“帽子”,负责保护染色体基因在复制时不丢失。所以,你可以说,端粒基因是染色体基因的一部分,也可以说是它们是在互相配合。
染色体末端隐缩,简单来说,就是染色体复制的时候,会在末端残留一小段RNA引物(RNA Primer)无法被正确复制成DNA。尽管这个RNA引物不长,但是细胞不断复制,如果不进行补偿,染色体就会不断缩短,最终就会消失。
其次,研究发现,细胞中存在一种酶,称之为端粒酶,它可以合成端粒,保持端粒在细胞分裂复制后不缩短。但在正常人体细胞中检测不到端粒酶,只有在生殖细胞、睾丸的位置、卵巢、胎盘及胎儿细胞中发现此酶——注意这些有端粒酶的组织器官,都是和繁衍息息相关的。
最后,除了人类生殖细胞和部分体细胞外,端粒酶几乎对其他所有细胞都不起作用,但它却能维持癌细胞端粒的长度,使其无限制分裂复制。
事实上,人们早就发现了,在精子和癌细胞中,染色体的端粒可以长时间的保留,而不被损耗缩短。
难道还没发现吗?癌细胞是变异,挣脱了基因的控制,但精子的与众不同,就像是“体制内的特权”——很明显,精子是基因去到未来的船票,所以享有了某种“永生”的功能。此刻,我们再想想,为什么男性在80、90岁了,精子还能正常的繁衍后代,是不是答案就更加清晰可见了。
既然这样,我们可能会疑惑了,那为什么基因没有进化出,阻止基因突变的功能呢?这样基因既可以不停复制,生存机器也可以获得永生,还能摆脱突变的副作用,岂不是更好?
这是因为,基因突变就是进化的核心,虽然突变带来的负效应远大于正效应,但进化就需要依赖于突变。
所以,基因必须要选择保留突变来进化,并通过繁衍来遗传有利突变,和有限度地(利用细胞自我凋亡)来抑制突变错误,以保证繁衍过程的顺利进行。最后,还需要利用致死基因来销毁上一代,以给下一代腾出资源,并防止突变出“永生”的可能性。
要知道,一个基因之所以被选择,是因为它们能够发挥它们具备的力量:它们将利用可以利用的一切机会。因此,同一个基因,当它存在于年轻个体之内时,它展现出的作用将不同于,它存在于年老个体之内的时候。
试想,致死基因,在生物体遗传生殖之前,起作用,那么,致死基因就无法遗传。所以,致死基因选择在年老爆发,就可以不断的遗传,也不会被进化淘汰。除非,人类不断推迟生殖年龄,逼迫带有致死基因的个体消亡。另外,这就是说,改变生物体年龄的体内信号,就可以影响致死基因的启动。所以,这就是为什么,研究发现,通过输入年轻人的血液,能够让老年人的状态变得更加年轻。
而为了高效的进化,同样也是从无性生殖,演变到有性生殖的原因所在。
显然,双亲的基因都是经过长期基因生存验证的,因此优势基因将会被有性生殖集结,然后遗传下去。同样,劣势基因也会被有性生殖所集结,然后得不到遗传就会被销毁,于是这相当于起到了净化基因库的作用。
而无性生殖,则全靠随机,无论好的坏的基因都会被原样复制。于是,想要消除错误,就要发生逆转突变——这很难(概率很低),想要集结优势基因,就需要连续出现有利突变,要知道,不利突变的概率,在现实中是远远大于有利突变的——所以这更难(概率低到令人发指)。
那么,再看有性生殖,只需要组合双亲现有的有利基因,就能够更大概率的创造出,更多有利的遗传变异,而不必依赖发生连续有利突变的概率。所以可见,有性生殖是更高效的基因生存模式,必然会取代无性生殖。
人类有性生殖的基因组合过程是:
一个人的染色体有46条,但精子和卵子只有23条,由减数分裂形成。染色体上是基因序列——有碱基对三十亿个,基因序列在染色体上是随机组合的(不是染色随机组合),这意味着每一个精子和卵子基因组合的结果都不同,所以同样的精子和卵子产生的后代都不相同(相同的概率大约是300亿分之一,除了同卵双胞胎,试想兄弟姐妹的区别)。这些基因序列又叫顺反子,排列与计算机二进制序列很像,有固定的头尾信息,中间是随机的数据流。
最后,综上可见,人类无法永生的本质原因,就已经清晰明确了。
首先,基因复制的随机突变,带来了好处——适应环境继续存在,也带来了坏处——不适应环境被淘汰消失。其中,坏处的结果,一个是功能缺陷快速消亡(这个负效应无法改变),一个是功能失控产生永生,但这个永生是暂时的,因为着会失去进化突变能力,而在未来某个时间点被环境变化所淘汰,并且如果环境迟迟不变化(几百万年),永生也会让资源匮乏产生一系列的问题,最终导致基因全部消亡。
然后,与此同时,环境也在不停的损耗基因所构建的上层结构,比如线粒体磨损(自由基)、化学损伤(毒剂、药物、烟草、酒精)、物理损伤(跌打、撞击、利器、辐射)、生物因素(病毒、细菌、寄生虫)、各种意外事件(人类活动、自然灾难)等等。
于是,基因在环境压力下,就做出了最有利的选择和取舍:突变是应对未来的保证,所以必须使用繁衍产生突变去到未来;同时必须解决突变带来的长远威胁,所以使用程序性死亡——衰老,在不影响繁衍的同时防止永生;那么,对于环境磨损带来的消耗——这会加速突变和带来功能性错误导致死亡,就需要产生有限度的修复机制,在保证正常繁衍的情况下,继续执行程序性死亡。
所以,基因不是不可以让人类永生,只是不需要,不是它的目的,永生这个方案不能使它在适应环境的过程中利益最大化。
而更或许,基因想要的永生机器,并不是我们这一代的生存机器——人类,而是被我们称之为人工智能的——未来智人。