微观统治世界:不断快速演变
“微观统治世界”是美国国家科学研究委员会的《宏基因组学》(TheNew Science of Metagenomics)的开场白,这昭示着对生物学理解的革命即将到来,甚至可能波及对社会的理解。真正的突破来自DNA测序,这一技术将人类基因时代提前了。从2003年开始,克雷格 •文特尔和他的同事们开始测试大量细菌,他们发现的无数新基因(数量几乎是之前发现的基因总和的两倍)证实了基因会产生什么样的蛋白质,以及它们的功能,这些发现揭露了大量细菌的真相。这一“元”基因革命改变了微生物学,这一革命将席卷几十年之内的生物学界。
微生物学家卡尔•乌斯(Carl Woese)说:“生物种类中 80%都是微生物。”在 1/5勺海水中有100万个细菌(和1000万个病毒),克雷格•文特尔说:“如果你不喜欢细菌,对不起,地球不适合你,这里是细菌的星球。”地球上大多数新陈代谢都来源于微生物。当詹姆斯 •洛夫洛克(James Lovelock)探索使地球适合生命居住的气体来自哪里时(即“盖亚假说”),微生物学家琳恩•马古利斯(Lynn Margulis)回答了他的问题——微生物形成了我们的大气。它们同样组成了我们的身体。我们的肠道、口腔、皮肤和其他地方的微生物组,包含了3000多种细菌和300万种不同的基因(而我们自己的细胞只包含了18 000种基因)。新的研究表明:我们随身携带的微生物运作着我们的免疫系统,它们也是我们消化系统的重要部分。
已经发生了36亿年之久的微生物进化,并不是我们所理解的典型的达尔文式进化。根据达尔文进化论,基因的遗传和发挥作用需要经过漫长的筛选。细菌的基因会在每一代杂乱地交换。对于完全不同的细菌,会有三种不同的“水平式基因转化”机制,所以它们能不断并快速地演变。因为它们总能抓住一切机会将习得的机能遗传给后代,所以从短期来看,并不符合让 •巴蒂斯特 •拉马克(Jean-Baptiste Lamarck)的“获得性遗传”理论。
微生物如此频繁的基因转化说明,基因工程的作用没什么特别新颖或者危险之处。田野生物学家正逐渐意识到,生物圈看起来像某些人所谓的泛基因组,即一个不断循环的基因网络,该网络是由某一物种形成的菌株基因集合而成的。目前合成生物学的生物工程就是在制造微生物的替代基因。
微生物会促进甚至引爆生物技术时代的到来,而社会达尔文主义将会被推翻。文化进化的概念并没有什么意义,因为社会文化的流动性和影响力与达尔文进化论的过分保守主义毫无关系。但是,如果我们继续探索人类生物特质的变化以及个人的感受力、生物膜、代谢模型、生活方式基因及其他蕴含的巨大创造力,社会微观化可能会有些意义。面对一个棘手的问题时,我们可能会问:“面对类似的问题,微生物会怎么做呢?”