社会：繁衍与竞争的新策略

你好，欢迎来到生命科学50讲，我是王立铭。

我们的课程已经讲了构成生命和智慧的七个元素，从最简单的生物活动对于物质和能量的需求，一路讲到智慧生命对外部世界的感知和学习。故事讲到现在，你有没有觉得似乎少了点什么？

对，在咱们的课程里，地球生命始终是“一个人在奋斗”。

不要误会我的意思。我当然不是说在亿万年的光阴里，地球上只有孤零零的一个生命。而是说，到我们目前为止所有的课程里，每一个地球生命所能依靠的只有自己。

它们独自生存，独自繁殖后代；它们需要的元素也只有自己能提供，比如：自己的物质和能量，自身体内的细胞，等等。

你要是带入它的视角思考，就会发现，它的生活有点像刘慈欣在三体中构建出来的黑暗森林体系。

自己躯壳之外的地球环境，以及所有其它生物个体加在一起，构成了一个危机四伏的生活场景。在这个系统中，保护自己，消灭别人，就成了至高无上的生活方式。

按照这个思路推演下去，我们人类复杂多元、相互依存的社会形态和文明结构，压根儿不可能出现。

为什么我们人类，居然可以把其他人当成自己的朋友、伙伴、亲人、合作者？

为什么我们能够心安理得地享受别人提供的资源，同时也为其他人创造资源呢？

这个单元，我们就来讨论构成智慧的第三个元素 —— 社交。

我们会从细菌、昆虫讲到人类，从协作、语言讲到两性社会。看看我们为什么可以有朋友、伙伴、亲人、合作者？社交又是怎么打破黑暗森林法则的？

这一讲，我想先带你深入了解一种细菌。你会发现，它在某些特定的场合会呼朋引伴，做一点超越自我的事情。而这件事情，帮助它发展出了繁衍和竞争的新策略。

发光细菌：初级的社交模式

先来介绍一下它。这是一个会发光的细菌，叫做费氏弧菌。

这种细菌是上世纪60年代被发现的。它的生活场所很有趣，住在一种叫做夏威夷短尾乌贼的海洋生物体内。

夏威夷短尾乌贼，注意它皮肤下透出的光

这种会发光的细菌有一个很奇妙的特性：单个细菌是不会发光的，只有当一大群同样的细菌聚集在乌贼体内的时候，它们才会不约而同一起发光，把乌贼的肚子照得非常明亮。

这个现象虽然听起来不复杂，但本质上，它就是一种初级的社交，一种很粗糙的个体之间相互交流和合作的模式。

我猜你肯定能想到，能在不发光和发光两种状态之间切换，说明这种细菌必然同时具备两个能力。

首先，秀存在感。每个细菌都得能让别的细菌感觉到自己的存在，也得能感觉到周围有多少同类的存在。

其次，相互配合。当每个细菌个体感觉到周围同类数量比较多的时候，会产生一个同步的反应，开启它们体内的发光功能，实现相互配合。

聚集的费氏弧菌

这就有点像我们去看明星的演唱会，一般会携带几根会发光的荧光棒，用手一掰就会发光。

但是入场之前，我们一般是不会把荧光棒给掰亮的。只有当所有人都坐好，场里的灯光暗下来，明星要出场的时候，我们才会差不多同时把荧光棒弄亮，然后挥舞起来。看起来，这种发光细菌就具备这样的能力。

社交产生的双赢结果

你会不会觉得很奇怪，这种细菌为什么要集体发光呢？为什么要做这么一件吃力不讨好、负担沉重，还浪费能量的事呢？

进化生物学的逻辑是：这件事背后一定有难以替代的生物学价值。

实际上也确实如此。你还记得发光细菌是寄生在夏威夷短尾乌贼的体内，这种乌贼习性特别，它们白天睡觉，夜晚出动，在浅海的海底捕食。

这样一来就会有一个大麻烦，如果在晴朗的夜晚里出动捕食，明亮的月光和星光穿过海水照在乌贼身上，就会在海底形成一个巨大的阴影。

而乌贼的猎物一旦看到阴影就知道天敌来了，会马上逃跑，乌贼抓捕食物的难度就大大增加了。

费氏弧菌和乌贼形成的这种共生关系，特别是发光细菌本身的社会形态，就是为了解决这个问题演化出来的。

细菌发光和乌贼捕食有什么关系呢？我来简单解释一下。

这种发光细菌聚集在乌贼的肚子里发光，恰好能够照亮乌贼在海底形成的阴影区，消除这块阴影。这样一来细菌就帮助乌贼更好地隐蔽自己，让乌贼能像隐形轰炸机一样，悄悄地接近猎物。

所以你看，细菌这个非常初级的社交能力，产生了双赢的结果。

对于乌贼来说，付出的代价是一大群细菌在体内消耗自己的营养，带来的好处是这群细菌能够帮助它们更好地隐蔽自己，找到食物，生存下来。

相反，对于费氏弧菌来说，它们付出的代价是在体内准备一套用来感知彼此存在的生物元件，并耗费能量发光，但是带来的好处是有了栖身之所和稳定的食物来源。

你看，这是不是一个特别精妙的生物学系统？

顺便插句话，这个系统还有更多让人惊叹的细节。

• 比如，乌贼会定期把自己体内的多余细菌给排泄出去，而这些细菌也恰好借此机会进入了更多的新生乌贼体内，实现了自己的传宗接代。
• 再比如，我们说过短尾乌贼是夜间捕食，为了适应这种习性，费氏弧菌也通过调节自己的生物钟，把发光能力集中到了夜晚展示。

这些细节，让这两种生物都得到了更多的好处。

社交功能的实现原理

我们言归正传，你不要忘记，这个双赢的生物学系统存在的前提，是发光细菌的社交本领，因为刚刚提到的好处，必须得有一大群细菌互相配合才行。

单个细胞就算是能点亮荧光，也远远不够。一群细菌如果自顾自地决定什么时候发光，来个此起彼伏的灯光秀也不行。

那么，这种初级的社交是如何实现的呢？

美国普林斯顿大学的生物学家——邦妮.巴斯勒（Bonnie Lynn Bassler），帮助我们揭示了它背后的生物学原理。

简单来说，每个发光细菌都会持续生产，并向外界释放一种化学信号分子，在环境中标识自己的存在。

这种化学分子叫AHL，为了简单起见，我们干脆就叫它“存在感”信号就行了。这种存在感信号，同时满足了秀存在感和相互配合这两个要求。

你可以想象一下。当细菌单个生活的时候，AHL这种分子只能靠它自己生产和释放，环境中的“存在感”信号是非常弱的。

而当环境中有一大群同类细菌存在、密度非常高，一起刷存在感的时候，环境中的存在感信号就会变得非常强。

所以，环境中存在感信号的强弱，反映了环境中细菌密度的高低。

然后，这个存在感信号能反过来重新进入每个细菌的内部，通过一个特殊的生物化学反应，让细菌开始生产荧光素酶。荧光素酶，从名字你就能看出来，是一种能够产生光的蛋白质。

所以在一个细菌密度很高的环境里，存在感信号很强，每个细菌就会开足马力生产荧光素酶，用蓝绿色光把自己点亮。

这样一来，一大群没长眼睛的细菌就能展现出一种粗糙的社交能力来。利用一种化学信号分子，实现一次简单的交流和合作，不约而同地发光发亮。

所以你看，细菌配合发光，这么一个粗糙的社交行为，就实现了一个精妙的双赢系统。

费氏弧菌的例子，已经证明了生物社会和生物社交出现的意义。

小小的细菌告诉我们，做个独行侠当然也可以繁衍生息，但是有些更复杂、更好玩、更高级的事情，我们必须在一起才能做到。

那么，可想而知，更加复杂的社交本领，肯定能完成更让人惊叹的任务。

下一讲，我们就来看看，最能展示精妙分工合作的真社会性的生物。

我们下一讲见。

细菌告诉我们，做独行侠当然也能繁衍生息，但是有些更复杂、更好玩、更高级的事，必须在一起才能做到。