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【谈心说理】被低估的科学女斗士马古利斯:创新与争议并存的传奇人生
2019-02-25

论文经历15次退稿,一经面世就遭群嘲;挑战权威,提出进化来自共生;坚决否认艾滋病由HIV病毒引起…… 离经叛道的观点塑造了马古利斯颇具争议的一生。

如果把地球46亿年的历史缩短到一天,那么在凌晨6点(35亿年前)的时候,最简单的原核生物就已经出现在微有暖意的水中,而到了下午2点(19亿年前),真核生物才粉墨登场。生物学家一直在思考,经过16亿年的岁月演化,真核生物究竟从何而来?真核生物中植物细胞和动物细胞的差别又是如何产生的?

有一种理论,被称为内共生学说(Endosymbiotic Theory),对此作出了有趣的解释。内共生学说认为,真核细胞中的质体(包括叶绿体)和线粒体来源是与其共生的原核细胞,后者被前者吞噬并逐渐演化成现在的细胞器。(注:生物学上常提到的共生,是指两个生物一起生存,互利共赢,比如藻类与真菌构成的地衣,这与“内共生”不是一个概念。)

例如,古细菌吞入了较小的需氧型原核生物,由寄生过渡到共生,较小的原核生物就逐渐演变为了细胞的线粒体,这是动物细胞的进化途径。而植物细胞中的叶绿体,则是古细菌吞入了像是蓝藻这样的始祖光合生物,并最终共生演化为了植物细胞中的一部分。

如今,内共生学说已有较为完整的证据支持,得到学界普遍赞同。然而,这一理论的接受过程却如《物种起源》一样,漫长而艰辛。面对无数的嘲讽和不屑,有一位女斗士始终奋勇向前,她就是林恩·马古利斯(Lynn Margulis)。

年轻激进的女斗士

林恩·马古利斯于1938年出生在美国芝加哥的一个犹太复国主义家庭。小林恩14岁就进入了芝加哥大学攻读文科专业。在这里,她不仅因为读到孟德尔的遗传学实验,对生命科学产生了浓厚的兴趣,还结识了她的第一任丈夫卡尔·萨根(Karl Sagan)——后来成为了着名的天文学家和科幻作家。

萨根对科学的热情感染了林恩,他也将她带入全新的遗传学领域。两个人的爱情跌宕起伏,他们一起幸福地旅行过很多地方,也像小情侣一样吵架分手无数次,林恩甚至录下一卷磁带,列举了所有她不该嫁给萨根的理由。尽管如此,19岁的时候,林恩嫁给了21岁的萨根。萨根带她离开了她已经无法再忍受的芝加哥,终于,她在威斯康星大学麦迪逊分校开始了对遗传学的探索。

但他们并不是一对美满的夫妻,婚后的萨根不再像恋爱时那样继续鼓励林恩学习科学,而是想让她成为一个以家务为己任的妻子。两人婚内有诸多不和,萨根甚至辱骂和虐待林恩。最终,林恩在加州大学伯克利分校读博士期间,结束了与萨根的婚姻。

作为遗传学界的新人,马古利斯有种初生牛犊不怕虎的精神,初读到内共生学说就深深为之着迷。早在1905年,共生起源(Symbiogenesis)就由俄国生物学家康斯坦丁·梅列施科夫斯基(Konstantin Mereschkowski)提出,但是并没有相关的支持证据。在20世纪60年代,虽然生物界逐渐发现了越来越多内共生学说的证据,但仍然普遍觉得这个理论太过不可思议。只有马古利斯,着手整理相关的证据,试图让大家接受这一学说。在经历了15次退稿后,终于在1967年发表了《论有丝分裂的起源》(On the Origin of Mitosing Cells),将共生起源的话题推向生物界舆论的风口浪尖。

马古利斯的这篇文章一经面世就遭到了群嘲。长期以来,科学家认为进化只是通过随机的突变后缓慢发生了变化。相比达尔文(Darwin)的进化论,共生起源并不是一个个体相互竞争、适者生存的故事。根据马古利斯的说法,随机的基因突变并不足以解释生命进化时为何能创造出新的特征。

另一方面,马古利斯还被指责为激进的女权主义者。在她看来,现代科学被男性的启蒙思想构造出来,都是关于支配自然、破解奥秘的事情,科学成果成为工具,用以控制威胁、建立文明和统治世界。而与之相对的,马古利斯的生物学讨论的是吞噬、沉浸和相互改变。

尽管面对诸多指责与嘲笑,马古利斯依然用超然的毅力和勇气坚持内共生学说,终于将其从“邪说”扶为“正统”。等到1981年,她发表《细胞进化中的共生》(Symbiosis in Cell Evolution)时,大家已经普遍接受了她的观点,而这一学说的证据直到现在还源源不断地被发现。

离经叛道

内共生学说只是马古利斯叛逆学术道路的开始。内共生学说毕竟因为证据的涌现逐渐被学界接受,但随后马古利斯提出的一系列离经叛道的学说,至今缺乏严谨的证据支持。

“生命与环境的相互作用,能使得地球适合生命持续的生存与发展。地球整个表面,包括所有生命(生物圈),构成一个自我调节的整体,这就是盖亚(假说)。”

“盖亚”是古希腊神话中的大地女神,盖亚假说就像是一个更宏观、更全面的内共生学说,在内共生学说初受到承认时就受到了马古利斯的注意。它由英国学者詹姆斯·罗夫洛克(James Lovelock)提出,马古利斯与他一拍即合,两人迅速成为合作伙伴,并发表了系列文章。

因为论证不够严密、缺乏证据支持,盖亚假说不被主流学界认可。1981年,罗夫洛克首次找到了支持证据,他用计算机模拟了一个“雏菊世界”:雏菊分为吸收太阳光和反射太阳光两种,两种雏菊数量维持着动态平衡,以调控这个世界吸收的阳光数量,维持全球气温的均衡。随后,这个模拟的世界又逐渐引入了更多生物,结果显示,具有生物多样性的复合模型提高了该系统的稳定性。

传统的学术观点认为,地球演化和生命进化各自独立进行,盖亚假说却认为两者形成了一个超级生命体,共同进化。盖亚假说与许多环保观点相联系,比如我们人类造成的温室气体问题,维持盖亚的温室气体成分稳定也成为了如今最大的科学和政治挑战之一。

如果这只是有关环保的假说,马古利斯并不会受到如此多的非议。在马古利斯看来,盖亚假说绝不是环境发展的可持续这么简单。她认为,物种进化的重要力量恰恰就是共生的积累。换言之,新物种的出现并非源于“达尔文进化论”中的突变和适者生存,而是共生。

进化来自共生这一观点让她遭受了最大的挑战。《进化论为什么是对的》作者杰瑞·科因(Jerry Coyne)批评她对于新达尔文主义和基因进化的反感“是毫无理由的”。内共生学说阐述了线粒体等细胞器的起源问题,只能说明细胞器来源于共生的看法是对的,但并不能说明所有关于共生的理论都是对的。比如,她坚决否认艾滋病是由HIV病毒引起的。她甚至否认HIV病毒的存在,固执己见地认为艾滋病只是梅毒,我们无法检测到梅毒螺旋体是因为它与人体细胞形成了共生。

这些离经叛道的观点也塑造了马古利斯颇具争议的一生。

我们应该尊重那些像马古利斯一样的科学家,他们对于某些理论的坚持让我们对于科学有了更深刻的理解。但是我们也应该记住,即使一个人发现了一个真理,那也并不能成为她/他其余观点正确的“保证书”,任何理论都需要经过严谨的推敲。

1999年,马古利斯获得美国国家科学奖章。

2011年,马古利斯因中风在家中去世,享年73岁。

转载自微信公众号——赛先生

链接>>>https://mp.weixin.qq.com/s/7D1OKxpUnO89MD1EwqJIrA




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