宇宙自然生命简史：54 天高海阔，世界很大，还有多少未知的惊喜在等待我们去发现
上一期节目我们说到大自然依然保持神秘的原因有三个，生物太小、人才太少，我们也没有找对地方。实际上还有第四个原因：天高海阔，世界真的是一个大地方。
现在航空旅行普及，通讯发达，让我们误以为世界好像并不是很大。但如果站在研究人员必须工作的地面上，这世界其实很大很大，大到足以充满了惊喜。比如，有一种叫作㺢㹢狓的动物，它们是长颈鹿唯一的尚未灭绝的近亲[1]，在二十世纪之前，我们根本想象不到它们的存在。1900 年，伦敦动物学学会才获得了一些非洲当地人捕猎中获取的㺢㹢狓皮毛，到了 1909 年，才有人捕获了第一只活的㺢㹢狓。现在我们已经知道，它们在刚果民主共和国东北部的热带雨林中存在着，那里有一片㺢㹢狓野生保护区，属于世界遗产保护区，总面积在 14000 平方公里，保护区的㺢㹢狓数量大约在5000只左右，而在全球也只有1-2万只[2]。虽然是长颈鹿的近亲，但它的脖子一点也不长。第一眼远看上去更像是一匹马，事实上 1900 年动物学家第一次看到㺢㹢狓（huo4 jia pi2）皮毛时，就是把它归入马属的。而当你注意到它的臀部和四肢上有明显的黑白交替的条纹时，会错以为它是斑马的近亲。但它和斑马没有半毛钱的关系，动物学家相信长颈鹿的祖先在脖子变长之前的模样就跟㺢㹢狓差不多。最早大约是在1901 年时，有一具几乎完整的㺢㹢狓皮毛和两具颅骨抵达欧洲后，动物学家察觉到了这种动物与欧洲冰川期的短颈长颈鹿的化石有不少相似之处，才渐渐弄清了它和长颈鹿的关系。因为标志性的黑白色条纹，㺢㹢狓也被称为“斑马长颈鹿（zebra giraffe）”。它的身长在 1.9-2.5 米之间，体重约为 200-250 公斤。它被国际自然保护联盟列为濒危物种，同时受到刚果法律的保护。
如果㺢㹢狓是长得像马，那一种叫里乌切的动物就是真正稀世品种的马了。1995年，一支法国人和英国人组成的科考队来到西藏。他们在一次暴风雨中迷了路，误入一个偏僻的山谷中，却意外地发现了一种只在史前岩壁绘画中看到过的马，于是他们用发现地村庄的名字来命名它。当地的村民很惊讶地得知，原来这种马在外面的世界里，竟然是稀世珍品。不过，后来发现，其实并没有那么夸张，进一步的资料查询表明，虽然最初科学家们认为它可能是史前野马和现代家养马更替之间产生的品种，但后来的基因检测发现，它还是属于现代家养马，和史前野马扯不上关系。
说完了地上跑的，我们来说说天上飞的吧。有一种叫短翅水鸡的鸟，它们也不会飞，大约 50 厘米高。本以为1898年捉到最后四只做标本后[3]，它们就灭绝了，但经过细致严密的搜索，1948 年 11 月，徒步旅行爱好者奥拜尔医生又重新在新西兰南岛的河谷中发现了它们的踪迹。它外表最吸引人眼球的就是整个嘴巴到前额头，全部都是鲜红色的，脚爪也是鲜红色的。它还是一个挑剔的吃货，会用爪子抓住叶子的上端，然后只吃露出来的叶子最底端最柔嫩的部分，其他统统吐掉！
有些人坚信还会有更大的惊喜在等着我们。《经济学人》在1995年的一篇文章中说，“有一位英国的著名生物学家认为，一种与长颈鹿差不多高的大地獭生活在亚马逊河流域的偏僻丛林中。”但文章没有给出这位生物学家的姓名，此后再也没提到过他和他的大地獭。然而，在没有调查完这个星球上的每一寸丛林之前，谁又敢保证说一定不存在呢？而我们离这个目标还远着呢。
即便我们能培养出数千名野外工作者，把他们全部派往全世界的天涯海角，也依然是远远不够的。因为，但凡允许生命存在的地方就一定会有生命。生命是如此丰富，令人震惊，也可以说令人满意，但又让我们满是疑问。想要彻底调查的话，你就必须翻开每一块岩石，过滤每一片森林地面上的垃圾，筛掉数不清的沙子和尘土，深入每一块丛林地带，并且发明出更好的方法调查海洋。但是，即便你能做到这一切，你还是会忽略掉某个完整的生态系统。在上世纪八十年代，一些业余洞穴探险者进入到一个位于罗马尼亚的深洞中，这个洞穴与世隔绝了不知有多久。他们在洞中发现了 33 种昆虫和另外一些小动物，例如蜘蛛、蜈蚣、虱子等等。它们全部是全盲且透明的，科学界过去完全不了解。它们以水池表面的一层微生物浮渣为食，而这些微生物则靠温泉中的硫化氢为食。转眼过去了三十多年，2011 年 5 月，BBC 自然频道发布了一则以“洞穴”为主题的专题报道[4]，报道中介绍了两种你根本想象不到的互为天敌的大型穴居动物，一个是洞穴熊，一个是洞穴狮子，但大约在一万多年前它们就已经灭绝了。科学家们是在德国和罗马尼亚挖掘洞穴时，做出这一重大发现的。他们发掘出了大量洞穴熊的骨骼，它重达 400 公斤，超过了现在的灰熊。而洞穴里留下的打斗痕迹，揭示了它还有一个天敌，洞穴狮子。这种狮子比现在的非洲狮体型要大上四分之一左右，和传统的在草原上捕猎的狮子不同，它们有时会在洞穴里和洞穴熊拼个你死我活，互为食物，这一点很像海洋中的大王乌贼和抹香鲸。都是大块头，都是愿意为了吃奉献出生命的吃货！熊和狮子打架，一般谁会赢呢？互有胜负吧。但研究表明，狮子，一般是雄狮子，会主动进入熊的领地发起攻击。
当我们意识到自己没有可能了解世上的所有生物时，出于本能，我们会感到沮丧、泄气，甚至是害怕。但如果从另外一个角度去思考，这又是令人激动的。因为我们生活在一个可以给我们带来无穷惊喜的星球上。而我们如果把目光投向宇宙，这种激动人心的感觉就会更加强烈。地球只是宇宙中数不清的行星中的一员，我们感到自己渺小，是很正常的反应。但同时，我们可以期盼着每天都有来自地球、太阳系、银河系和宇宙的奇妙新发现。作为一个理性的人，你难道不愿意如此吗？
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漫游在现代科学的各个领域时，最抓住我心的是，总有许多科学家愿意奉献他们毕生的精力，去研究一些极其冷门的领域。古尔德写过一篇散文，记述了一位叫做克兰普顿（Henry EdwardCramption）的人，古尔德把他称为英雄。因为他花了50年的时间，从1906年直到他去世的1956年，都在静静地研究一种生活在大溪地的陆地蜗牛属，名叫帕图螺。他年复一年地仔细测量无数蜗牛的螺层、弧度和身上的曲线，精确到小数点后面8位，并把所有的数据都编成极为详尽的表格。在克兰普顿表格中的任何一行文字可能都代表着好几周的测量和计算。另外值得一提的是，为了获得研究的标本，他还 12 次亲赴大溪地的莫雷阿岛展开调研[5]。让人沮丧的是，除了实验室中用到的帕图螺蜗牛，在野外，这个蜗牛属已经灭绝了[6]。好在人类决定展开行动，一起拯救这个物种。2012 年，研究人员在英国南部汉普郡动物园的泥土里埋入了四个种类的帕图螺蜗牛。这类蜗牛成年后可以长到 2.5 厘米。研究人员会密切观察它们的生长，将它们的生长温度控制在 20-24 摄氏度，湿度则控制在70%。2015 年，科学家们还开展了一项研究项目，希望能在地球第六次大灭绝开始之际，把即将灭绝的濒危物种的 DNA 保存下来。圣经中，动物们因为诺亚方舟而避开了灭顶之灾。所以这个项目的创始人克拉克夫妇将它起名为“冰冻方舟”[7]。而唤醒这对夫妇进行这个项目的正是只存在于大溪地的帕图螺蜗牛的灭绝。据说当地曾经为了驱逐一种软体动物而引进了另一种肉食性蜗牛，这导致帕图螺蜗牛的数量急剧减少。克拉克夫妇在他们自己的实验室里收集了一些帕图螺蜗牛，保留下了它们的基因，然后将它们送往了几个不同国家的动物园。他们希望用这种方式来挽救这个物种。
还有一个人，虽然没有把自己的毕生都奉献给帕图螺蜗牛事业的克兰普顿这么拼，但却会更加出乎你的意料，他就是上世纪四五十年代以性学研究出名的金赛（Alfred C. Kensey）。在金赛的大脑被性学填满之前，他是一位昆虫学家，而且是相当的痴迷。1919 年，他在哈佛大学拿到了生物学的博士学位后，于1920 年来到印第安纳大学工作。这之后的差不多 20 年，他都在研究五倍子蜂，对这个类别的黄蜂进行辨识和分类[8]。五倍子蜂是黄蜂的一种。他曾经跋涉4000公里，花了2年的时间收集了30万只黄蜂标本。在这个过程中，他被蜇过多少次，虽然没有正式记录，但我们能想象的出来。在位于纽约的美国自然历史博物馆中，总共收藏有 1800 万只昆虫标本，其中 500 万只是金赛提供的五倍子蜂标本[9]。但是令人想不到的是，1938 年，他开始在印第安纳大学教授一门“婚姻与家庭”的课程，我开始看到这条信息时，实在没搞明白为啥让一个昆虫学家去教授社会学。后来查询下来发现，当时大学的女生协会向大学打了报告，希望给即将结婚和已经结婚的学生开设性教育和结婚问题的讲座。在当时的情况下，发表关于性的文章，甚至是引进避孕的信息都是非法的，人们几乎无法获得正确的与性有关的信息。最后，校方就派了当时对黄蜂研究痴迷的金赛去上课了，给出的理由是，校方相信他对性问题这一敏感科目可以提出学术方面的见解。一上课，金赛就发现了问题，有些人对自身性行为的了解还不如对昆虫的了解来得多。性学也是一门有意义的学科，并不是低俗色情的。
想想克兰普顿的帕图螺蜗牛和金赛的五倍子蜂，都是比较冷门的研究课题。如何确保这些冷门科学领域的研究连贯不中断。很明显，全世界不可能有太多的机构会需要或去资助一个藤壶或者太平洋蜗牛的专家。在伦敦自然历史博物馆与福泰分手时，布莱森问他，如何保证每位离去的科学家都有接班人呢？
对这个幼稚的问题，福泰开怀大笑起来，他说：“在我们这里，可不像冷板凳上总是坐满了替补，随时准备被叫上场。实际情况是，当某一个专家退休，或者不幸离世的时候，那个领域的研究就会中断，有时会是很长的一段时间。”
布莱森反问道：“我想，正因为此，如果有人花上个42年研究一种植物，即便没有什么很新的成果，你们也会觉得很宝贵，对吗？”
福泰的回答是：“完全正确。”这四个字他又重复了一遍，看上去相当的真诚。
好了，这就是大自然依然神秘的第四个原因，天大地大，处处都是惊喜。
说完了大自然的“大”，我要再来给你说说那些比微生物更小的东西，它们令人惊叹的程度一点也不亚于神奇的大自然。这就是构成我们的基本单位——细胞。
每个人都是从一个单细胞开始的，然后一分为二，二分为四，如此下去，仅仅只需要47次倍增，你就有了1亿亿个细胞，准备成为一个完整的人了。实际上，人在生长过程中，会有很多细胞死去，因此这个数量也只是一个估测。一个人到底有多少个细胞，不同的资料讲法不一，甚至能相差出一个数量级来。原著所用的数字是引自古利斯和萨根的《微观宇宙》。不过查证下来，根据《国家地理》的文章，最常被引用的数字出自杰出微生物学家德维恩·萨瓦奇 1977 年的一篇年度回顾文章，萨瓦奇最为出名的特点就是较真、认死理、爱抠细节，所以这个数字的可信度还是比较高的。这个数字后来在 2010 年又得到了威茨曼科学研究所三位科学家的研究确认。根据研究，一名成年男性平均由 30 万亿个细胞组成。这个数字是前面提过的一亿亿个细胞的千分之三。此外，人类体内还有 40 万亿个细菌，大多数存在于消化道中。这就是说，人类身体内的细菌的数量超过了细胞的数量。不过你只要上过一次大号，细菌数量就会一下子减少几万亿。我们的细胞是我们生命存在的基础。从一个受精卵开始，直到我们咽下最后一口气的那天，我们身体中的每一个细胞都清楚地知道它们该干什么，才能保护我们并维持我们的生命。
在你的细胞眼里，你没有任何秘密。它们比你自己更了解你。每一个细胞都携带着一份有关你身体的完整基因密码，它也是你身体的一份操作手册。所以，每一个细胞不仅知道自己的工作是什么，而且也知道其他任何一个细胞的工作。在你的一生中，你根本没必要去提醒身体中的细胞，要时刻关注嘌呤的指标，或者替细胞操心如何存放意外出现的多余的叶酸。细胞会替你做这些事情，还有类似的几百万件别的事情。
大自然中的每一个细胞都是一个奇迹。哪怕是最最简单的一个细胞，其复杂度也远远超出人类的智力水平。例如，如果想要建造一个最基本的酵母细胞，它的直径通常在 3-4 微米[10]，而一根粗细中等的头发丝直径在 30-40 微米[11]，也就是说，一个酵母细胞的直径是一根头发丝的十分之一。打一个比方来说，要把这么小的酵母细胞造出来，你需要的零件数量相当于一架波音777喷气客机的零件量，约为 600 万个，然后把它们缩小到能装进一个直径4微米的球体中。最后，你还得设法让这个小球具备自我繁殖能力。
可能大家还听到过一个更令人印象深刻的类比，要用大自然中的元素造出一个人，就好像垃圾场里堆满了波音 747 的所有零件，现场一片混乱，然后一阵风刮过，飞机就自己组装好了。这个比喻最早出现在 1982 年的一次广播演讲中[12]，当时的主讲人用它来证明生命起源于自然基本没有可能。后来，有些作者也用这个例子来形容生命起源于自然的神奇性。
不过，用类比的方式确实能令人印象深刻，然而往往是不恰当的类比。写《自私的基因》的英国进化论生物学家理查德·道金斯 1991 年在自己的书作《盲眼的钟表匠》中把这这个比喻称为“让人印象深刻的误解”，因为它们搞错了进化和自然选择的运作方式。演化的过程不是直接用几百万个零件组装成一个酵母细胞，而是几个小零件先拼出一个基本构件，再由基本构件继续拼出更大更复杂的构件，生命是从简单到复杂一点一点逐步演化的结果。如果大家去听我和吴京平老师的《科普经典解读课》，在解读《复杂》那期节目中，你会听到我们详细讲解复杂系统是如何从最简单的规则中诞生的。细胞是大自然无与伦比的杰作，它到底有多么令人惊叹。科学有故事，咱们下期接着聊。
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[1]https://en.wikipedia.org/wiki/Okapihttps://zh.wikipedia.org/wiki/㺢㹢狓
[2]https://en.wikipedia.org/wiki/Okapi_Wildlife_Reserve
[3]https://en.wikipedia.org/wiki/South_Island_takahē
[4]http://www.bbc.co.uk/nature/12819243
[5]https://en.wikipedia.org/wiki/Henry_Crampton
[6]http://www.bbc.com/news/uk-england-hampshire-16715248
[7]http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-3325421/Forget-Noah-Scientists-set-Frozen-Ark-preserve-DNA-endangered-animals-ahead-sixth-mass-extinction.html
[8]https://www.kinseyinstitute.org/about/history/alfred-kinsey.php
[9]http://www.psychologistanywhereanytime.com/famous_psychologist_and_psychologists/psychologist_famous_alfred_kinsey.htm
[10]https://en.wikipedia.org/wiki/Yeast
[11]http://www.answers.com/Q/What_is_the_width_of_a_single_hair
[12]http://wasdarwinwrong.com/kortho46a.htm