进化论试图勾勒生命演化的宏观蓝图与原则，但是在微观上，生命是如何被制造出来的呢？这种机制或许能弥合遗传学家与古生物学家、或者拉马克主义与达尔文主义、或者突变论者与直生论者之间的长期存在的认识鸿沟。

1. 复杂表象与简单本质

生命世界具有几乎无限的复杂性与多样性，这归根结底是表象的还是本质的？也许大家认为我在自相矛盾，其实复杂的表型与简单的本质并不矛盾，它们往往互相密切耦合。本质的揭示是为了厘清复杂表征的变化或运行的秩序性、规则性或潜在动机，或许这就是为何在生命世界复杂性与有序性能够协同进化的核心。在这里还藏匿了我的一种野心，即试图寻觅解释生命世界的同一种“语言”并与基石性的非生命世界进行恰如其当的融合与对接，以试图揭示（虽然可能是十分粗略地）匿藏于生命世界设计及历史轨迹之中的普适性原理！

在过去的半个多世纪，生物学的一个潮流就是对生命世界的“微观解剖”或“切片式解析”，将无限的激情奉献于精细地观察各式各样的生命世界的“碎片”，人们对生命系统认知的凝聚性与整体性被无情地瓦解、破碎甚至毁灭。但是，从另一方面来看，正是这些单一层面上智慧的不断积累却为我们俯视整个生命世界的蓝图及拼装机制提供了可能。事实上，大自然显露出一种异常卓越的生命设计与控制力量的迹象，远远超过人类全部系统的智力、思维与想象。

2. 元素的拼装

世间的万物（包括地球上的一切无机与有机物质）归根结底都由一些简单的化学元素组成。据称，太阳主要是由氢元素组成，而地球上现已发现的化学元素却多达110种。那么，地球上如此多样的元素又是如何产生的呢？早在一个多世纪以前，化学家就认识到，如果指定氢的原子量为1，那么各种元素的原子量可以是氢的整数倍，因此，所有的元素看上去好像是氢原子的聚集体一样。现在一种普遍的观点认为，包括地球在内的宇宙中所有元素都起源于氢在非常高温度下的聚变反应。也就意味着，用简单的元素可拼接出各种各样复杂的元素。可以想象，这种化学元素的拼接肯定为化合物以及生物大分子的更为复杂多样的拼接与组合奠定了基础或提供了操作工具。

3. 生物大分子的拼装

生命世界呈现出的无限多样与复杂的表象其实寓于十分简单的遗传组合之中。控制生殖等生命程序的遗传物质—DNA也只是由4种核苷酸组成（每种核苷酸均有碱基、戊糖和磷酸组成）组合而成，戊糖和磷酸是不变的，而碱基只有四种—腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）。由三个不同的核苷酸形成一个遗传密码子（一共有4³=64个密码子），蛋白质上的每种氨基酸都对应于一个密码子。无论多么复杂的DNA都是由A、G、C、T组合而成。也就是说，一个物种的基因数目可以成千上万（如人类的基因数目多达2-2.5万个），但也只是4种核苷酸的不同排列组合而已。此外，生命最重要的结构物质—蛋白质就是由20种氨基酸组合与拼装而成，迄今，蛋白质数据库中已存有接近5万个原子分辨率的蛋白质及其相关复合物。

4. 基因的拼装

基因是生命遗传的基本结构单元，它通过由四种碱基组合成的遗传密码子操控着生命运作的基本程序。现代的基因享受着古老的创造，因为与生命基本代谢（核苷酸代谢、氧化还原/电子传递等）相关的基因原始创新几乎是在细菌时代完成—发生在太古代的短暂的遗传革新，伴随细菌的快速分化，诞生了27%的现代基因家族。而进入真核生物时代后，主要发生的是基因的拼装—转移和重复。人类基因组测序结果表明，现代人类体内还借用着20%的细菌基因！真核生物就是依赖这种转移和重复的基因重组方式推动着物种的快速遗传分化。此外，真核生物体内假基因（垃圾DNA）的大量存在也是这种拼接的一个有力证据。

5. 细胞的拼装

在生命的演化历程中，最早出现的只有原核生物，之后才出现了真核生物。其实，真核细胞也是通过原核的细菌的内共生拼装而成的—真核细胞中的叶绿体的祖先可能是蓝细菌，线粒体的祖先可能是好氧细菌。主要的证据是，线粒体和叶绿体都含有自己的DNA，与细胞核的DNA相比，更类似于细菌的DNA，核DNA包含了一些可能来源于叶绿体的基因，此外，细胞器的大小与细菌也相当，等等。从另一种角度来看，这种复杂的内共生方式或许就昭示了真核生物的基因组不可避免地会大量借用细菌的基因。

6. 个体的拼装

在生命世界，微小的细胞完成无限复杂的创造。细胞通常只能在显微镜下才能看得清楚，它是多细胞生命体拼接的实体单元。有些生物的个体只由一个细胞构成，称为单细胞生物，如细菌等。而有些生物体能长成参天大树或巨象，但无论多么高大而复杂的动植物都是由一个个微小的细胞拼装而成，虽然细胞也有一定程度的形态分化。拼装这些庞然大物的都是一些真核细胞。据估计，人体平均大约由多达一千亿（10¹⁵）个细胞堆砌而成。

7. 物种的拼装

基因（一段DNA序列）在遗传上控制着生物的特定性状，真核生物或许就是借助有性生殖中容易发生基因重组的减数分裂不断地进行基因的组合、叠加、删减再加上可能为数不多的突变创新等，并在地理隔离、生态位细化、种间竞争、协同进化、自然选择等生态力量的助推之下，创造（还不如说拼装）出了现今地球上的数以百万计的表观上无限多样的生物物种。

为何生命世界青睐用简单的要素拼接复杂的表象？这可能反应了生命起源的本质特征以及继承与堆砌的演化轨迹。正是生命系统的这种独特的创造手段，才使得生命系统看上去繁花似锦、无比复杂，但却被若干清晰明了的关系主线编织成一个有机联系且层理分明的结构化的复合生态巨系统，并被一个统一而简洁的遗传系统所操控。而生物大分子的自我催化、自我复制、自我组装以及自我调节特性或许正是通过这种简洁的拼装使生命世界在宏观的层面上也获得了自我繁殖、自我组织、自我适应与自我完善的功能—这或许正是生命世界在物种水平的多样性具有无限增长趋势的根本机制之一。在各个层次上，生命系统都是携带着微观的随机性和宏观的趋势性而不断演进。

因此，似乎存在一个统一而核心的用简单拼装复杂的生命世界运作原理，即生命世界的演绎一方面就像一场魔术表演，擅长制造无限纷繁的表象，看上去令人眼花缭乱，但另一方面藏于本质之中的却又只是不同层次上的看似简单的组合与拼装而已，这种拼装式设计正是生命世界所有复杂表象与关系之后简洁的控制原理得以存在的基础，它赋予或更确切地说操控了生命若干本质的特征与魔力—自我组织、自我适应、自我完善、自我更新与创造进化，它是整个生命世界同源（从同一起源进化而来且有机地链接在一起）以及形成了一种包容式的结构化体系（宏观系统为微观系统提供环境，微观系统为宏观系统提供支撑，并通过能量、物质和信息等相连接起来）的核心所在。同时，它为我们揭示生命演化之复杂历史轨迹昭示了一种简洁的思维与辨识原理。

这种拼装机制在本质上给予了有机体十分独特的结构特性—嵌合性（部分融合于整体之中）、层次性和序列性，这些特性相当连续地贯穿于种系发生过程之中，特别令人惊讶的是，甚至在个体（特别是胚胎）发育的不同阶段中也会进行概略性的历史重演。

当然，自然界的组合与拼接不仅仅限于化学与生命世界，也存在于宏观的物理世界。当然，这并不意味此等拼合无复杂而显著的后效，譬如大陆板块看似简单的离析与组合对地球环境及生命演化影响的深远程度简直无法估量。

从简单拼装复杂的创造方式早已隐现于一些哲理性的思维之中。一个多世纪前，达尔文（1965）就对进化可以用如此有限的原材料产生出如此丰富多彩的生命世界而惊叹：在整个自然界中，几乎每种生物的每个组成部分，在一个稍微改变了的状态下，可能服务于不同的目的，并且，该部分曾经在许多古老和不同的特定类型中，作为生存手段而起过作用。在那样的年代，达尔文就展现出了如此超凡的洞察力，真是令人叹服！詹奇（1992）写道“复杂性在时间中发展，它反映出以往有过的经历，又创造性地奔向未来”。罗素（2003）写道：“在进化中，每一个新发展都把以前的成就捡拾现成的吸收进来……每一个新现象都为进化提供了向更高复杂度发展的平台。平台越广阔，发展速度越快，逐形成了加速成长模式”。

主要来源：

谢平. 2013. 从生态学透视生命系统的设计、运作与演化—生态、遗传和进化通过生殖的融合. 北京：科学出版社

（英文：Xie P. 2013. ScalingEcology to Understand Natural Design of Life Systems and Their Operations andEvolutions – Integration of Ecology, Genetics and Evolution through Reproduction. Beijing: Science Press）

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