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前言
推薦序/黃貞祥
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生物與非生物之間:所謂生命,究竟是什麼?一位生物科學家對生命之美的15個追問與思索(WV02003)

類別: 自然‧科普‧數理>科學
叢書系列:有方文化
作者:福岡伸一
       福岡伸一
譯者:劉滌昭
出版社:有方文化有限公司
出版日期:2019年12月20日
定價:320 元
售價:253 元(約79折)
開本:25開/平裝/280頁
ISBN:9789869792127

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前言推薦序/黃貞祥內文摘錄



  前言

〈前言〉
所謂生命,究竟是什麼?


我目前住在東京近郊的多摩川附近,經常在河邊散步。微風拂過河面吹來,令人心曠神怡。我避開陽光的反射,凝視水中。我知道水裡棲息著各種生命,突出水面的三角形小石塊上可以看到烏龜的鼻子;順著水流游動,是像細線般的幼苗魚群;或是黏在水草上,看起來像沙粒的蜻蜓幼蟲……。

我突然想起剛進大學時,生物學老師問大家的問題:人可以在瞬間分辦出生物與非生物,但你是如何認定生物的?大家能為生命下定義嗎?

我一直期待著答案,但直到整個課程結束,都沒有明確的答案出現。課堂上僅列出由細胞組成、有DNA、藉呼吸製造能量等幾個生命特徵後,隨著暑假到來,課程也告一段落。

在為某一事物下定義時,列舉出屬性來敘述是比較容易的做法,但是,要清楚認識定義的對象,絕不是件簡單的事。進入大學後我首先發現到的就是這一點。從那時候起,我就一直在思考何謂生命這個問題,但直到今天,還沒有得到一個明確、能令我滿意的答案。現在的我,對於過去二十多年來的問題,或許能用一種比較具體的方法來探索了。
生命到底是什麼?「生命就是進行自我複製的系統」,這是二十世紀生命科學所得到的一個解答。一九五三年,科學專門雜誌《自然》上刊登了一篇僅千字左右(一頁多)的論文,論文中提出由兩條方向相反的螺旋組成的DNA模型。生命的神秘就在這個雙重螺旋結構。因為它美麗的結構,許多人在看到這個劃時代模型的同時,就立即相信它的正當性。但更重要的是,這個結構還明確顯示出它的機能,兩位共同執筆這篇論文的年輕科學家華生和克里克在文章最後說:「這個雙螺旋結構讓人立即聯想到自我複製機制,這一點我們並沒有忽略。」

DNA的雙重螺旋呈相互複製的對稱結構。雙重螺旋解開後,就像軟片的正片與負片的關係。根據正片製造出新的負片,原來的負片則製造出新的正片,於是產生兩組新的DNA雙重螺旋。寫入正或負片的螺旋狀軟片中的暗號,就是基因資訊。這是生命的「自我複製」系統,新的生命誕生時,或是細胞分裂時,成為資訊傳達機制的根幹。

DNA結構的發現,揭開了分子生物學時代的序幕。接著又陸續了解DNA上的暗號,就是細胞內微小物質的轉殖資訊,以及這些暗號是如何被讀取的。進入一九八○年代後,更能夠藉由類似極為精密的外科手術將DNA切開或連接,以轉錄資訊,換言之,基因操作技術的誕生,達到了分子生物學的黃金時期,讓我這個從小就著迷在草原上追逐昆蟲、在水邊捕魚,法布爾(Jean-Henri Fabre,法國博物學家、昆蟲學家、科普作家)和今西錦司(日本生態學家、人類學家)等自然主義者的崇拜者,也無法抗拒這股時代的熱潮。不管我願不願意,不,我甚至主動進入微小的分子世界。因為那裡有著生命的關鍵。

就分子生物學的生命觀,所謂生命體,是由無數微小零件組成的精密模型,說它是分子機械也不為過,也就是笛卡兒所主張的機械性的生命觀。如果生命體是分子機械,那麼就可能利用精巧的操作來改變生命體,進行「改良」。即使還無法立即進展到這種程度,或許也可以讓分子機械的某個零件停止運作,來觀察生命體會發生什麼異常,以推測該零件的功能。也就是說,可以由分子的層次來解析生命的秘密。基因改造動物,例如「基因剔除鼠」,就是基於這樣的想法製造出來的。

我過去對胰臟的某個零件頗感興趣。胰臟是製造消化?、分泌胰島素來控制血糖值的重要器官。由該零件的存在部位和存在量來思考,它一定與細胞工程有關。於是我使用基因操作技術,將它從DNA中抽取出來,製造出缺少了這個零件的老鼠。這就是「剔除」了某一零件的老鼠。調查老鼠在生長過程中發生什麼變化,就可以了解這個零件的功能。或許老鼠無法製造充分的消化?而導致營養失調,或是因為胰島素的分泌異常而引發糖尿病。

投下很長的時間和大筆研究經費,我們終於製造出這種老鼠的受精卵。將受精卵置入孕母的子宮,然後等待小老鼠的誕生。母老鼠順利生產,我們屏息觀察幼鼠到底會出現什麼變化。幼鼠慢慢長大為成鼠,但並未出現任何異狀。沒有營養失調,也沒有糖尿病。我們檢查牠的血液,拍攝顯微照片,進行各種精密檢查,結果毫無異常和變化,令我們感到非常困惑。這到底是怎麼回事?

事實上,全世界與我們同樣抱著期待,製造出剔除了各種零件的老鼠,結果與我們同樣困惑和失望的例子不在少數。如果與預測不同,並未發生特別的變化,就無法發表研究成果,也不能寫成論文。相信類似情形應該很多吧。
我最初也很失望,直到現在仍有一半失望的感覺。但我漸漸意識到,這不就是生命的本質嗎?

利用基因剔除技術,即使完全剔除某一種零件或某一片斷基因,生物仍可用某種方法彌補缺陷,發揮補償作用,使整體不至於出現任何功能失調。生命具有一種重要的特性,不像零件組成的模型般,能以類比推論的方式來說明,它似乎存在著其他的動態(dynamism)。我們觀察世界,能夠分辨生物與非生物,或許就是感受到生物的動態。那麼,這種「動態」到底是什麼呢?

我想起了一位猶太科學家舍恩海默(Rudolph Schoenheimer)。他在DNA的結構發現之前就已經去世了,他是首先提出生命為「動態的平衡狀態」的科學家,證明了我們吃進身體的分子,會在瞬間散布至全身,之後短暫停留在某處,接著又在一瞬間離開我們的身體。換言之,生命體的身體並非如塑膠模型般,是由靜態零件所組成的分子機械,而是成立於零件本身的動態之中。

前幾年,我針對舍恩海默的發現,將我們不斷進食的意義和生命的形態,與狂牛症問題對照進行探討,寫了《能安心吃牛肉了嗎?》(??牛?食???安心?,二○○四年)一書。在這本書中,我則根據「動態平衡」論,思考如何區分生物與非生物,以及我們生命觀的演變。這也是我朝大學第一學期被問到的問題「生命是什麼?」所邁出堅實的一步。