最近看了一篇新聞,光看標(biāo)題就特別震撼:“科學(xué)家成功復(fù)活了7000 年前的生物!”,新聞里提到,科學(xué)家們?cè)诓_的海沉積物中找到了 7000 年前的微藻,然后成功復(fù)活了它們。很刺激吧?
“我們讓它復(fù)活了”
復(fù)活這個(gè)詞,在大眾心目中,有二種含義:
- 死而復(fù)生;
- 通過技術(shù)讓已經(jīng)滅絕的生物再現(xiàn);
實(shí)際上,這條新聞中的“復(fù)活”并不是這兩種意思中的任何一種,它是另外一層含義。
01你熟悉的復(fù)活根本不存在
科學(xué)告訴我們一個(gè)基本事實(shí):真正的復(fù)活,也就是讓一個(gè)確切無疑的死物重新?lián)碛猩诂F(xiàn)實(shí)中還從未被觀察到過。
生命,本質(zhì)上是一套高度精密的化學(xué)反應(yīng),在一個(gè)有序的結(jié)構(gòu)里持續(xù)進(jìn)行。而死亡,就是這套系統(tǒng)的秩序徹底、且不可逆轉(zhuǎn)地崩塌了。好比一個(gè)生雞蛋,它的內(nèi)部是液態(tài)的、有序的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),這是生命的基礎(chǔ)。你把它徹底煮熟,蛋白質(zhì)受熱變性,凝固成一團(tuán),這個(gè)過程就是不可逆的。你不可能再用任何方法把熟雞蛋變回生雞蛋,它保持自身秩序的能力已經(jīng)徹底歸零。
死亡同理。當(dāng)一個(gè)生物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)被徹底破壞,DNA 鏈斷裂成無數(shù)碎片,驅(qū)動(dòng)生命的所有分子機(jī)器全部停擺生銹,它就“熟”了。想讓這堆無序的、熵增到最大的物質(zhì)重新自我組織起來,恢復(fù)成那個(gè)高度有序的生命體,其概率無限趨近于零。
生與死的界限,不是一扇旋轉(zhuǎn)門,而是一條單行道。
那么問題來了,既然世界上并不存在復(fù)活這種事情,那篇聲稱科學(xué)家成功復(fù)活了 7000 年前的生物的新聞,背后的真相是什么?
02從復(fù)活到喚醒
新聞的主角,是一種名為瑪氏骨條藻的浮游植物。這種小生命埋藏在波羅的海海底厚厚的沉積物當(dāng)中,在整整7000 年的時(shí)間里,它們似乎已經(jīng)徹底失去了生命的跡象。但是,真實(shí)的情況是,它們根本就沒有死過。它只是啟動(dòng)了生物界最硬核的生存策略之一——休眠,或者也可以叫做隱生。
波羅的海沉積物中,在缺乏光照和氧氣的情況下,約7000年后依然活躍的硅藻:海洋骨條藻(Skeletonema marinoi)。圖片來源:S. Bolius, IOW
休眠并非我們字面上理解的休息和睡眠,這是一種近乎于給生命按下暫停鍵的奇妙狀態(tài)。當(dāng)環(huán)境變得極端惡劣的時(shí)候,比如沉入無光、無氧、冰冷的海底時(shí),這種微藻就會(huì)像三體人脫水一樣,為即將到來的末日做一系列的準(zhǔn)備。
第一步:自我封裝。這個(gè)過程中,它們會(huì)快速形成一個(gè)厚厚的細(xì)胞壁,像休眠艙一樣把自己完整地包裹起來。
第二步:代謝停擺。它們自身的細(xì)胞代謝速率會(huì)迅速降低,低到幾乎無法測(cè)量的水平。它們完全不會(huì)分裂,沒有生長跡象,也不會(huì)發(fā)生分裂。
第三步:核心保全。在這個(gè)厚厚的細(xì)胞壁搭建的救生艙里,最核心的軟件(DNA)和必要的硬件(細(xì)胞器)被完好地保護(hù)起來,等待著重啟信號(hào)的到來。
它真的就像一臺(tái)拔掉了電源的電腦。只要你沒有把它砸爛,沒有把它拆散,只是切斷了電源,封存進(jìn)倉庫。那么7000 年后,科學(xué)家們把它從倉庫里拿出來,插上電源,按下開機(jī)按鈕,它依然可以開機(jī)并且恢復(fù)運(yùn)行。
所以,科學(xué)家們扮演的不是創(chuàng)造生命的上帝,而是那個(gè)按下開機(jī)鍵的技術(shù)員。整個(gè)過程,更準(zhǔn)確的描述是喚醒,而不是復(fù)活。
03一本活的進(jìn)化史
講到這里你可能會(huì)想,原來只是喚醒了一個(gè)睡懶覺的生物啊。我們?cè)缇椭浪芟x、植物種子、孢子都有隱生的現(xiàn)象,喚醒 7000 年前的藻類細(xì)胞,有算什么驚天動(dòng)地的突破呢?新聞是不是太夸張了?
這正是整個(gè)事件中最容被誤讀,也最具價(jià)值的一點(diǎn)。
這次研究的真正突破,不在于喚醒這個(gè)行為本身,而在于它開創(chuàng)了一種全新的研究范式,我們可以稱之為復(fù)活生態(tài)學(xué)。這個(gè)名字里雖然帶復(fù)活二字,但它研究的,是生物被喚醒之后的事。
想象一下,過去我們研究古代生物如何應(yīng)對(duì)氣候變化,只能靠化石?;巧锏倪z骸,信息很有限,而且還是靜態(tài)的。而現(xiàn)在,科學(xué)家們從波羅的海的海底鉆取了一根完整的沉積物巖芯。這根巖芯就像一個(gè)層層疊加的時(shí)間蛋糕,每一層都保存著對(duì)應(yīng)年代的休眠微藻。
這意味著什么?這意味著科學(xué)家擁有了一本活的進(jìn)化史。
他們可以精準(zhǔn)地從這本“活歷史”中,取出 7000 年前的老祖宗微藻、5000 年前的曾祖父微藻、1000 年前的爺爺輩微藻,以及今天的子孫輩微藻,把它們?nèi)繂拘眩旁谕粋€(gè)實(shí)驗(yàn)室里養(yǎng)著。這在以前是無法想象的。它直接把進(jìn)化研究從推理時(shí)代帶入了實(shí)驗(yàn)時(shí)代。這是極為了不起的成就。
有了這項(xiàng)成就,我們就可以直接觀察生命的進(jìn)化史。科學(xué)家可以通過基因測(cè)序,清晰地看到從 7000 年前到現(xiàn)在,這個(gè)物種的基因組究竟發(fā)生了哪些具體的、為了適應(yīng)環(huán)境而產(chǎn)生的改變。演化的路徑,不再是基于化石的推測(cè),而是可以直接讀取基因的更新日志。
我們還可以基于這些活著的古生物,構(gòu)建一個(gè)生態(tài)氣候模擬器。科學(xué)家可以人為設(shè)定一個(gè)未來的氣候環(huán)境,比如,模擬 2100 年全球變暖、海水酸化的場(chǎng)景。然后,把這些來自不同時(shí)代、擁有不同基因版本的微藻,同時(shí)放進(jìn)這個(gè)未來實(shí)驗(yàn)環(huán)境中,看它們誰的適應(yīng)能力更強(qiáng),誰會(huì)最先死去。
通過這種方式,科學(xué)家就能獲得關(guān)于生命應(yīng)對(duì)氣候變化的第一手實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),從而更精準(zhǔn)地預(yù)測(cè),我們今天的海洋生態(tài)系統(tǒng),在全球變暖的壓力下,可能會(huì)如何演變,以及會(huì)面臨怎樣的風(fēng)險(xiǎn)。
這才是這次研究被全球科學(xué)界高度關(guān)注的根本原因。它提供了一個(gè)前所未有的工具,讓我們能夠把活著的古生物請(qǐng)進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,用來推演未來可能發(fā)生的故事。
04生命的時(shí)間旅行策略
從更宏大的視角看,這種跨越千年的休眠,是生命應(yīng)對(duì)嚴(yán)酷環(huán)境的一種終極智慧,一種特殊形式的時(shí)間旅行。
在科幻小說《三體》中,三體文明為了在變幻莫測(cè)的亂紀(jì)元中存續(xù),會(huì)選擇集體脫水,卷成干纖維,以此度過惡劣的時(shí)期,等待恒紀(jì)元的到來再浸泡重生。
這些微藻的策略如出一轍。當(dāng)外界環(huán)境不再適宜生存,它們便選擇下線,沉入黑暗的海底,將自己的生命進(jìn)程調(diào)到無限慢放,以一種近乎靜止的狀態(tài),在時(shí)間的洪流中漂流,等待一個(gè)可以蘇醒的未來。它們不是在對(duì)抗時(shí)間,而是在利用時(shí)間,把時(shí)間當(dāng)成庇護(hù)所。
所以,下次再看到復(fù)活遠(yuǎn)古生物的新聞時(shí),我們可以跳出那個(gè)充滿魔幻色彩的詞語陷阱。它所揭示的,遠(yuǎn)比起死回生的幻想更深刻:那是一個(gè)關(guān)于生命如何用極致的耐心和精妙的策略,與不確定的世界共存,甚至穿越時(shí)間抵達(dá)未來的故事。
這些被喚醒的古老生命,是來自過去的信使。它們帶來的最重要的信息是:面對(duì)無法戰(zhàn)勝的環(huán)境,生命最強(qiáng)大的武器,或許就是把自己變成一顆時(shí)間的種子,等待春天的到來。
最后留個(gè)有趣的問題:
如果你能喚醒一種特定年代的休眠生物(不限微藻)來研究一個(gè)問題,你會(huì)選擇喚醒什么?你想用它預(yù)測(cè)什么未來?歡迎在評(píng)論區(qū)討論~
信源:
[1]https://www.sustainability-times.com/research/we-brought-it-back-to-life-scientists-successfully-revive-a-7000-year-old-organism-frozen-in-time-and-mystery/#comments
特別聲明:以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺(tái)“網(wǎng)易號(hào)”用戶上傳并發(fā)布,本平臺(tái)僅提供信息存儲(chǔ)服務(wù)。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.