聽力不好,右眼失明,他如何成為真實世界的“蟻人”?
2020年04月01日10:58

原標題:聽力不好,右眼失明,他如何成為真實世界的“蟻人”?

圓的方塊 果殼

16歲時,愛德華·威爾遜(Edward Osborne Wilson)就想明白了,他要研究螞蟻。

“命中註定”的螞蟻

威爾遜從小喜歡研究動物,小時候生活在海邊,被水母和魚迷得不行,早早立下了成為生物學家的誌向。

但天意弄人。

他有聽力問題,聽不到高頻聲音,因此青蛙之類叫得歡的動物,他研究不了。

再有,7歲時的一次釣魚,他不小心刺瞎了右眼,僅靠一隻眼睛無法立體成像,因此像鳥這種運動敏捷的動物,他也無法觀察。

好在,上帝關了門,也會打開窗。

右眼失明後,威爾遜的左眼視力反而超過常人,能讓他觀察到很細小的事物。

聽不得叫聲,看不到運動,但超強的細節觀察能力,讓他的研究對象鎖定在了昆蟲。

但世間昆蟲也千千萬萬,該研究哪種呢?

1945年秋天,16歲的威爾遜開始嚴肅考慮起自己的未來。

“必須選出一些能使我成為世界權威的昆蟲。”

首先排除蝴蝶,因為它們太有名了,已經有許多出色的學者在研究它們。

蠅類看起來比較有希望,它們到處都是,而且種類繁多。

雖然家蠅以及糞蠅敗壞了雙翅目昆蟲名聲,威爾遜卻十分欣賞它們的俐落身姿和悠閑態度。

說干就干,威爾遜著手準備工具:瓶子、標本盒,以及一種特製的昆蟲針。

天意再次弄人。

這種昆蟲針,當時主要由捷克斯洛伐克製造。1945年,捷克斯洛伐克加入了蘇聯陣營,他再也買不到這種針了。

於是,威爾遜將目光投向了螞蟻。

在過去的5000萬年里,螞蟻一直是地表上占壓倒性多數的昆蟲,分佈在幾乎每一寸陸地上。此刻,有至少1千萬億只螞蟻生活在人類周圍。

就這樣,威爾遜在16歲時確定了自己一生的研究對象。

年輕的權威與螞蟻的複仇

自從打定了研究螞蟻的決心,威爾遜真是什麼都敢做。

25歲,他與未婚妻分別,隻身前往新幾內亞的熱帶雨林轉了一圈。為收集當地才有的特種螞蟻,他忍受著酷暑、瘧疾、水蛭、甚至還有不知名的殺人逃犯。

26歲,威爾遜從哈佛博士畢業,此間主要研究了螞蟻的分類問題。

愛德華·威爾遜在哈佛大學研究螞蟻 | 搜狐

“分類”絕不是簡單的給生物貼標籤。在當時,有權進行生物分類的人,往往是某一物種的權威人物。他們需要透徹瞭解文獻里有關該物種一切,唯有如此,才能鑒定出選定的物種到底是哪種。

一位分類學家,可謂是這種生物的“大總管”兼“發言人”。

作為已經勝任螞蟻分類的人,威爾遜博士畢業沒多久,就得到了哈佛大學的終身教職。

但威爾遜的螞蟻研究,卻給哈佛帶來一場“小災難”。

20世紀60年代的一天早上,生物系一位研究員的移液槍不好使了,仔細一看,原來是一隻螞蟻堵住了槍頭處的針管。

這天午餐時分,許多教職工發現,在三明治和漢堡上,有一些黃色的小螞蟻。

“災難”初露端倪。

當天下午,整個生物系室內的玻璃器皿、檔案袋、筆記本中,都出現了黃色螞蟻的身影。

蟻群,正在經由大樓中的牆縫與管道,向四面八方散播。

這種黃色螞蟻,叫“法老王蟻”,是一種源自東印度群島的害蟲,能損害建築,還會傳播細菌。

法老王蟻(又稱法老小家蟻) | 高瓊華 / 中國科學院昆明動物研究所

正如你想的那樣,法老王蟻就是從威爾遜的實驗室跑出去的。

這種螞蟻的生存和繁殖能力太強了,哈佛花了數年時間,才逐漸控製住了它們的規模。

這一場“災難”,被威爾遜戲稱為“螞蟻的複仇”。

怎樣湊齊十萬隻螞蟻?

隨著科技的進步,人們的觀察範圍逐漸超脫出五感的局限,嶄新的世界在科學家面前展開。

生物學家們發現,大部分的動植物可以通過釋放化學信號,來進行溝通。這些化學信號統稱為信息素(Pheromone)。

自然而然,威爾遜想知道,螞蟻怎樣使用信息素交流。

螞蟻如何使用信息素交流呢?| Pixabay

首先,通過解剖,他發現螞蟻體內杜氏腺可能含有信息素。但是如何分析這些信息素的成分,卻是個大難題——每隻螞蟻體內的關鍵物質只有十億分之一克。

當時,最先進的分析手段,可以鑒定百萬分之一克的微量物質。換句話說,需要十萬隻螞蟻才能湊足實驗所需的最低劑量。

哪兒去找這麼多的螞蟻?

此時,威爾遜的豐富經驗起到了作用。有一種火蟻,當河水暴漲淹到蟻窩時,工蟻就會結成一團緊密的球,浮在水面上,保護蟻後及幼蟻安全轉移。

於是,威爾遜開車來到盛產火蟻的南方鄉間。這裏簡直就是螞蟻們的“北上廣”,整片草地上到處都是半人高的蟻窩。

在水面抱成團的火蟻 | 鳳凰新聞

威爾遜的團隊成員把蟻窩剷起,放進水溝中,螞蟻就會都浮出了水面,抱成一團。大家趕緊用鏟子,把這些螞蟻球收集起來。

當然,火蟻也不是吃素的,被它刺到,皮膚會像被火灼燒的痛。只要有機會,蟻窩裡的每一隻螞蟻都想連續刺你十幾下。

在被火蟻叮咬的體無完膚之後,威爾遜終於收集夠了材料,順利成功完成了螞蟻信息素的研究。

生物學的岔路口

——進化生物學該走向何方?

通過螞蟻的收集、分類和信息素的研究,威爾遜早已實現了他在16歲發下的心願——成為生物學領域世界級的學者。

然而,當他自覺走上人生巔峰的時刻,他所處的進化生物學領域,遭到了一次巨大的衝擊。

衝擊來自一門嶄新的學科——分子生物學。

分子生物學,顧名思義,是指在分子層面對生物進行研究。這一學科的奠基人與領軍者是詹姆斯·沃森,諾貝爾獎得主,DNA雙螺旋結構的發現者之一。

發現雙螺旋結構的詹姆斯·沃森(左)與弗朗西斯·克里克(右) | Wikimedia Commons

年少成名的沃森,心高氣傲,認為生物學必須轉換成由分子及細胞所主導的科學,而且生物學還必須改用物理及化學語言來重寫。

沃森甚至認為,從前所建立的生物學中充斥著一批批“才智平庸之人”。

分子生物學在短時間內取得了一系列重大的成果,而大獲成功。幾乎在一夜之間,生物學界人人口中必說分子、蛋白質、DNA。

面對新興學科的強勢,以威爾遜為首的進化生物學家們,可不打算臣服在這一群“連紅眼蜻蛉和螻蛄”都分不出來的“試管操作員”的手下。

威爾遜等人的反擊點在於:如果放棄個體、種群以及生態,去談論生物學,無疑是一種“愚蠢”的方法。

兩派最僵的時候,在走廊里碰頭沃森對威爾遜都不會打招呼。

此時的分子生物學家信心十足,深信未來屬於他們。他們的目的是:從分子到細胞再到生物個體,在微觀的層面解決關於生命的科學問題,自下往上進行一場生物學的革命。

那麼,威爾遜的進化生物學,能帶來什麼突破呢?

經過漫長的探索,威爾遜決定把生物學帶到社會層面。

別人落水了,你救不救?

幾十年來,在觀察了數十種螞蟻的生活後,威爾遜形成了自己最重要的學說——社會生物學。

社會生物學,是威爾遜從進化的角度,來解釋生物社會行為的學說。

該學說的著名成就之一,是解釋了“利他行為”。

或者換一種說法:“別人落水了,你救不救?”

達爾文的進化論,核心是自然選擇,其對像是生物“個體”。理論上自然界的所有生物都應該是自利的,也就是“別人落水,你不能救,這樣你才能活下去”。

但顯然,這個說法是有違常識的。

為瞭解釋這種利他行為,學者威廉·漢密爾頓,提出了“親緣選擇”(Kin Selection)理論:利他行為的目的,是確保有近似基因的個體能存活下去。也就是說,自然選擇的對像是“基因”。

當別人落水,救不救要看血緣關係:

自己孩子落水,拚了命也要救;

叔叔或侄子落水,可能水不太深才會去救;

陌生人落水,自己在岸邊喊救命。

親緣越近,利他性越強。

威爾遜不同意漢密爾頓的觀點。威爾遜認為:“親緣選擇”意味著我們要時刻“算計”著,看別人落入危險,先要查查他和自己的家譜,看看是不是血親?

為什麼我們願意為完全陌生的人幫忙,甚至付出生命——想想那些在前線戰鬥的士兵,或者在火場冒險的消防員,他們完全是在保護陌生人。

為瞭解釋這一現象,威爾遜通過研究螞蟻的社會行為,構建了數學模型,並為“利他行為”提出了另一種解釋——“群體選擇”(Group Selection)。

自然選擇的對象不是達爾文的“個體”,也不是漢密爾頓的“基因”,而是生物“群體”。

利他行為的發生,是為了確保自己所處的“群體”活下去。

也用實驗證據,支援這一模型:把一些分屬不同譜系的螞蟻,從小放在一個蟻巢里養大。這些毫無親緣關係的螞蟻之間演化出互幫互助和奉獻精神。

也就是說,開啟螞蟻利他行為的,不是基因,而是群體的共同成長。

群體選擇理論雖然不是威爾遜首創,但他成功通過數學與實驗的方法,論證了其合理性。

當下,“親緣選擇”與“群體選擇”在學界仍沒有定論。但威爾遜的理論,無疑給回答這一問題找到了新的科學視角。

威爾遜進一步把相關理論擴展到了人類,從社會生物學的角度,他解釋了人類的社會分工、親緣關係,階層,兩性分工、親子關係、部落主義、民族國家等等。

威爾遜、馬丁 · 諾瓦克還有科琳娜 · 塔妮塔在 2010 年 8 月的《自然》期刊上發表的《真社會性的演化》| harvard.edu

簡單來說,威爾遜重新解讀了“人性”。

當然,研究一旦觸及“人性”,往往會引起巨大的反彈:有人認為威爾遜的學說為種族主義提供了土壤,也有人反對僅僅從螞蟻、蜜蜂這樣的“低等動物”來推論人的行為。

曾有137位科學家聯名反對威爾遜的學說;在一次公開演講時,反對者甚至還潑了威爾遜一身冷水。

面對反對的聲音,威爾遜早做好了準備。作為一名科學家,他覺得自己有責任去“思考一些宏大的問題”,“(為人類建立)全面、正確的自我認知”。

回看威爾遜的研究生涯,他認真研究了螞蟻的一切,在此基礎上,他還想窺探一些生命的奧秘。

無論正確與否,威爾遜已經為我們重新認識人類自身,提供了一種可能。

暮年

幾年前,威爾遜在自家花園接受採訪。

記者還沒來得及說話,耄耋之年的威爾遜,附下身,撿了一隻螞蟻,並喃喃自語:

“我得先找個小瓶子把它裝起來,研究一下。”

就像16歲時那樣。

演化生物學家愛德華 · 威爾遜 | Bob Sacha / onearth.org

作者:圓的方塊

編輯:Yuki

排版:凝音

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