理查·道金斯在《自私的基因》這本書裏主張,『在演化的過程中,互相競爭的主角雖然看起來是一個個獨立的生物個體,但是真正的演化單位,其實應該是基因。生物個體雖然看似演化的主角,但是小從單細胞生物的細胞本體、大至多細胞生物的軀體,都只是基因所創造出來的一種載體、工具、武器或生存機器而已。它們的功能,就只是用來保護基因、幫助基因移動繁衍、並藉此來增強基因的競爭力。』*
凡事都是為了基因,因此理查·道金斯稱之為「自私的基因」。
細胞在生物化學的層次,則是透過內分泌/荷爾蒙(或者藥物)去結合細胞膜上的受體,像在鑰匙孔插入鑰匙一樣,開啓或關閉細胞膜上的閘門,控制分子和原子在細胞膜上的進出。
而所謂的基因,就是設計細胞,包含細胞核、細胞膜、受體、閘門等結構的一個藍圖。一旦設計改變了,細胞的生化功能就跟著改變。生化功能所產生的性狀,有能協助適應環境的,也有不適應環境的,而把時間拉長一點,擁有更能適應環境的性狀/基因的個體,就比較容易存活下來,也更能繁衍更多的後代。
所以在某個時間的截點所觀察到個體身上所擁有的基因,基本上都是當下最有利於生存的。當然,其中也包含一些「無傷大雅」的基因冗員,未來可能變得有益,也可能因為有害而使得保有該基因的個體後代變少或滅絶,這就是基因的宿命。每個基因都努力去表現來增加個體存活和繁𧗠後代的機會,是多麼謙卑,怎麼說是「自私」了呢?
然而,從人類的大腦發展史看來,卻給了我們另外一個可能不太一樣的啓示。
大腦是由神經細胞及其連成的系統、網絡所組成的。神經系統有自動運作的自律神經,也有透過意識去驅使的非自律神經。大腦透過神經系統去感知、使役、控制細胞的運作。
細胞如果要靠擴散作用去傳遞訊息,是很慢的。神經系統最厲害的地方,就是利用電位差,中間透過神經突觸的接力,可以在瞬間傳遞訊息,這使得個體能迅速反應外在的環境和挑戰,增加存活率和繁𧗠後代的機會。神經系統愈複雜的人,愈能存活。
所以,從遠古靈長類到現代的智人,神經系統網絡所輻湊的腦部容量,是愈來愈大。甚至在胚胎時期,頭的大小就會大過產道,人類因此發展出早產的適應性(因為母親再也無法應付胎兒大腦新陳代謝之所需),頭骨交疊出生,剛出生的嬰兒,頭大身小,無法自行站立尋乳,凡事需要親代的悉心照顧,而在嬰幼兒及至青少年,身體有很多的資源,也都是花在長腦袋上面,甚至腦袋中主管理性思考的前額葉,是一直到二十幾歲才長好的,這代表人類為了擁有更有競爭性的神經網絡的腦,願意投資長達二十多年。
腦袋還沒有完全長好的兒童與青少年,是脆弱的。人類願意冒這樣的風險,足見相對而言,讓腦長得更好,在適應性上是多麼重要的一件事。
大的腦是很耗能的,基因的突變,使得現代智人能擁有在靈長類中最大的腦:
- 重量只佔體重2%的腦,消耗全身20%的血氧和25%的葡萄糖。科學家推測是一千萬到一千五百萬年前RNF213的基因變異,擴張了頸動脈,大大增加了流向大腦的血量。
- SLC2A1的基因增加了葡萄糖的吸收效率。SLC6A8和CKB的基因,則促進了肌酸的搬運。HAR1
- ASPM基因促進神經母細胞分裂,使得腦容量得以擴充;ARHGAP11B和大腦增加和皮質摺曡有關;HAR1影響大腦皮質發展。
- MYH16使咀嚼肌變小,釋放對頭骨的束縛,有利腦容量擴充。
- SRGAP2基因延緩神經細胞成熟,增加神經脊的數量和密度,也就形成更多的神經連結。
- FOXXP2的基因變異,在50萬年前讓人類語言能力變強。其與理解能力和記憶力都有關。
為了保護重要的大腦,在毛細血管的內皮細胞、內皮細胞外的基底膜和最外層負責支持內皮細胞的膠質細胞,這三層結構形式腦與血之間的腦血屏障,把腦充份保護在裡面。
而為了維護大腦,人類需要長時間的睡眠,大腦用這個時間清除蛋白質殘渣,咸認為可以減緩阿茲海默症。
人類大腦的大小,在7到20萬年前就已經演化到了和現代智人相當。
『當人類的大腦演化出足夠的智能之後,……在人類發展出語言、文字、工具,以及文化之後,不但開始可以透過製作衣服、房子、冷氣和暖氣等工具來適應新環境,還可以透過文字和文化傳承來把這些知識和技術一代一代的傳承並持續改良下去。這項能力,讓我們得以突破「基因演化」,而走向「文化演化」之路。這是地球有史以來第一次出現一種物種,可以在沒有基因變異的情況下就適應新環境。……』*
人類腦袋的爆炸性發展,使得人類在短時間內,不再等待基因突變並被動被長期緩慢的環境所選擇。人類反過來,迅速馴服、殺戮其他物種,並進一步改變環境,來令其適應人類的生存。新病毒的出現,就是環境對人類趕盡殺絕的一個又一個反撲。
如果透過基因的突變及天擇是隨機的,是緩慢的。那麼,透過大腦所改變的,則是充滿明確目的的掠奪、殺戮,是超級快速的。當跨物種的病毒向人類橫空而來,像當年西方人對美洲、非洲突然帶入的天花等疾病一樣,基因來不及突變因應的,就會造成大量的死亡,甚至導致滅族的悲劇。
SARS、豬流感、COVID-19等病毒所造成的衝擊,溯源最早既是人類大腦發展所招致的嚴重迫切後果,當然現在也必須用大腦來解決,那就是拼命研發、接種疫苗。
森林、海洋、大氣,本來是孕育多樣性生物的各種棲地,並提供了人與可怕病毒之間的屏障。大腦的「文化演化」,改變了遊戲規則,人類比較不是透過基因突變來讓環境慢慢選擇誰可以生存、繁衍,而是透過自私、霸道的大腦,去快速馴服、改變環境來適應人類。這個世界的物種愈來愈少,人類這個惡鄰會愈來愈感到寂寞。人類的大腦,最終會發展出地球永續經營的「文化演化」嗎?這就是所有的問題之所在。
*:《大腦簡史》,謝伯讓 著
2021/11/17 大腦簡史 Damakey

