书城科普读物地球之难:困境与选择
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第15章 共生与盖娅

马古利斯以微生物学为基础,发展和充实了盖娅理论。1980年,Matura-na和 Varela首先提出自创生概念,后经其他作者充分论述,自创生意指活的系统所具有的自我塑造和自我维持的性质。所有的生命体都具有自我维持的性质,最小的自创生实体是细菌,最大的是盖娅,盖娅是“大的能自我维持、自我塑造的系统”。生命并不像新达尔文主义所说的那样,是消极被动地去适应环境,而是还主动地形成和改造它们的环境,生命不断地与自己所处的环境相互作用,最终也成为它自己的环境,有机体与环境融为一体。

马古利斯已使盖娅理论成为生物学“大统一理论”。从细菌到原生生物,到动物、植物、真菌,到盖娅,生命通过共生进化和拓展,而在时空上和性质上统为一体。盖娅理论是对地球整体性质的认识,地球就是一个生命共生进化的整体。用于解释金星、火星、木星等行星性质的物理化学规律,不能解释地球的性质,要认识地球的性质还需要有生命科学,代谢的生物圈是生理自控的。恰到好处的可呼吸的氧、湿润的空气、适于生命的弱碱性海水,是无数的且不断变化的细菌、植物、藻类的生长和代谢形成的;向内陆输送滋养生命的雨水,是广袤森林驱动的;中和不利于生命的地球酸性化,是无数有机体释放氨等碱性物质实现的,等等,整个地球就像一个巨大的具有应激性的有机体在运转。盖娅是一个自创生系统,由生命相互联系的巨型代谢活动而自我塑造、自我维持、充满生机。

盖娅理论还是认识生命现象的全新视角。马古利斯认为,在这一新视角中,达尔文主义难以解释的现象能得到解释,并能认清新达尔文主义是一种“具有潜在危险性的错误理论……新达尔文主义语言和概念结构本身就是科学谬误的根源”,它无法解释或错误地解释了生物学的许多问题。如:动物的新结构如何在进化中产生?一群有机体或一组大分子怎样从一种进化为另一种?它不能回答诸如此类的问题,而盖娅理论的共生进化解释则有坚实的微生物学基础。为什么太平洋鲑鱼要游向上游,并在它们产卵的地点死亡?新达尔文主义用“繁殖策略”来解释,而盖娅理论则从磷循环作出解释,即上游的成年鲑鱼尸体为硅藻提供了磷,在一个季节中,这些硅藻成为幼鲑鱼的食物。为什么将少量的某些细菌加入新鲜的培养液中,它们并不能生长,而较大量的细菌却生长得很好?很多有机体的死亡构成了几乎所有的培养液,它们为剩余的极少细菌生长提供了条件,新达尔文主义称这种现象是纯粹的“利他主义”而否定;为什么鸟类中有些种会有父母食子女或兄姐食弟妹的现象?新达尔文主义又把这类现象归之为“利己主义(自私行为)”或“竞争压力”,在盖娅理论中,细胞死亡、组织自溶、同类相残现象,对于分子组分的更新来说是平常的。所有的生物“因为以环境中得到的物质和能量为代价,不断地更新它们的生化组成,所以它们都具有与它们的化学整体性和持续性相关联的行为特性”。新达尔文主义及其分支社会生物学等,大量地把人类中心主义的术语如:利他主义、利己主义、成本-收益分析等运用到生物学中甚至DNA的分析中,“是非常幼稚的……有害的和无效的”;新达尔文主义认为,进化是随着时间发生的变化,物种形成是变异遗传、自然选择的结果,但在真核生物诞生前的约20亿年中,地球上只有古细菌、蓝细菌、放射杆菌等种群,“根本就没有‘物种起源’这回事”,在盖娅理论中,从原核生物到真核生物的进化是共生起源,进化过程本身是随着第一批真核生物的出现而进行的,此后才有成千上万的动物、植物、真菌开始出现。

盖娅理论又是一种新的世界观和方法论。人的世界观是随着人对世界认识的根本性变化而演变的,因而,对世界有着根本不同认识的人会有不同的世界观。两千多年来,不同的哲学和宗教派别对世界进行着不同的描述,但影响最为深远的是人类中心主义世界观,到了近代,又增添了笛卡儿二元论、牛顿机械论等内容。马古利斯认为,盖娅理论超越了传统世界观的机械思维和狭隘眼界,它把生物与生物共生起源和生物与环境协同进化统一起来,给出了一个科学大综合的活的地球世界观:

“生物不是通过竞争,而是通过网络协作占领地球的。生命类型的多样化和日趋复杂并不是通过杀死其他生命,而是要通过相互适应对方来实现的。”“生命在全球规模与地球的物理物质发生作用,并控制它们。”

尽管近几十亿年来有许多来自太阳系的外部干扰,但整个地球像一个巨大的应激性有机体运转,为保证自己的生存而对来自地球甚至宇宙的危机作出能动的回应。微生物是盖娅生命体的基础和核心,微生物进化出植物和动物,植物增进了盖娅对太阳能量的利用和对大气的调节,也增进了盖娅调节内陆温湿度的能力,改善了微生物繁衍的条件;被微生物包裹和侵入的飞禽走兽,为微生物在全球分布繁衍提供了快捷的通道。植物、动物、微生物所构成的覆盖全球的食物网链,既加大了物质循环规模和加快了循环速度,也加大了能量利用规模和利用效率,盖娅也因进化而获得更为强健的生命力。

人类因自己有思维能力的头脑和智慧而深感特殊:众皆昏昏,唯我独醒;众皆卑微,唯我高贵。但盖娅理论消除了生物与非生物、物质与精神、身体与心灵的二元对立,微生物是整个盖娅进化的原因,微生物进化出了人类,包括人类大脑,大脑源于微生物的共生进化,“可能是突变了的细菌共生的一个特例”,身心是统一在一起的生命功能整体的一部分,生命包括微生物都有感觉、选择和思维,无论这种思维是模糊的还是清晰的,都是物质和能量的流动。人类只是盖娅生命体中的一部分,而且在盖娅进化史上出现得很晚,人类的生存完全依赖于盖娅进化所形成的适于人类生存的条件,如果人类破坏了这种条件,盖娅仍将存在,而以自我为中心的人类则面临被放弃的命运。

盖娅理论虽因它以“盖娅”这一古希腊神话中的大地女神的名字来命名而被某些科学家所非议、避,但也正是这一名称才激起了科学界和人文学界的强烈兴趣,并开启了研究地球和生命现象的新领域,而且即使是避“盖娅”名称的科学家,在研究地球和生命现象时也都接受了盖娅的整体主义方法。1972年,联合国第一次环境会议提供的一份报告《只有一个地球》的第一篇就以“地球是一个整体”为篇名:1987年,联合国“世界环境与发展委员会”向联合国大会提交的《我们共同的未来》报告开篇就指出:

“20世纪中叶,我们从太空第一次看到了地球。历史学家最终可能会发现,这一事件对思想的影响可能比16世纪哥白尼革命还要巨大……我们的科学技术至少向我们提供了更深刻和更好地认识自然系统的潜力。从宇宙中,我们可以将地球作为一个有机体加以认识和研究,它的健康取决于它的各组成部分的健康。”

1993年,美国科学院在关于固态地球科学未来研究方向的报告中,就倡导“一种新的研究地球过程的方法,这种方法把地球看做是一个整合的动力学系统,而不是分离部分的集合”。要求通过物理和生物过程的整合来研究地球,并把它看做是研究地球的一种以过程为定向的整体方法。