来源页 · 完整讲稿 · 第 38 讲
团结就是力量
你好,欢迎来到生命科学50讲,我是王立铭。这一讲,我们继续介绍社交的生物学。
上节课我们讲到,社交是费氏弧菌繁衍和竞争的新策略。这种细菌聚集在一起发光,能帮助自己更好地生存。
实际上,这样的社交行为在动物里很常见。
荒野上的狼群集体捕猎,可以杀死比自己个头大得多的猎物。反过来,食草动物,比如斑马和羚羊,也会集体行动来吓跑一部分捕食者。
毫无疑问,这些行为能够帮助动物们活得更安全、更有效率。所谓团结就是力量嘛。
其中,最能体现这种团结的力量,最能展示精妙的分工合作的,就是所谓的真社会性的生物。
世界上有什么真社会性的动物呢?最容易想到的就是蜜蜂和蚂蚁。地球上已经发现了超过17000种真社会性的动物,除了一种哺乳动物,其它的大多是蚂蚁和蜜蜂一类的昆虫。
这一类生物除了存在分工和合作之外,还有一个特别重要的特征,就是它们当中会有一部分个体,彻底放弃繁殖的权力。
你看,这一点是不是很像微观层面上,我们身体细胞之间的分工?红细胞也好,皮肤细胞也好,神经细胞也好,为了执行它们的功能,也确实都放弃了自己的繁殖权力。
你不要小瞧了这种动物。在自然界,真社会性昆虫只占到所有昆虫物种种类的区区2%,但是它们的生存和繁殖能力非常强,以至于它们全部个体的重量加在一起,超过了所有昆虫的一半。
这么强的竞争力是怎么做到的呢?今天,我们就来好好研究一下它们。
竞争力来自社会协作
一句话总结,它们的竞争力,全靠复杂的社会协作。
如果你见过蜜蜂的蜂巢,哪怕是仅仅见过它的照片,你肯定会惊叹于这种建筑结构是多么气势恢宏。
我们几乎没法设想,这些身材那么小的虫子,是如何在没有设计师,也没有统一指挥的情况下,修建出严整的六角形结构蜂窝的。

特别是,你还要考虑到蜂巢的原材料,要靠每一只工蜂身体一点一点的分泌,而且整个过程,显然得不到任何现代科技和机械的帮助。这个工作的难度应该比古埃及人修建金字塔,还要大得多。
而在严整的建筑结构背后,支撑它的是更加严整的社会结构。
我们还是拿蜜蜂做例子。
一窝蜜蜂可能有上万只,但是它们当中只有一只蜂后,专门负责生育后代,每天吃饱了以后能生出上千个卵。蜂后的后宫里有几百只雄蜂,专门负责和它交配,提供精子。
在外围,有成千上万只工蜂,负责所有的日常工作。这里面包括修建和清理蜂窝,照顾蜂后,采花粉喂养后代,抗击入侵者等等。
而负责干活的工蜂内部,也会继续出现更精细的分工。比如:刚刚发育成熟的工蜂还不会飞,因此主要做内勤工作,像清理蜂巢,给幼虫喂吃的。
而过一两个月之后,等它们逐渐长了翅膀,学会了飞行,它们才开始做外勤工作,比如:采蜜和保卫家园。
你可以想象,这个更细致的分工,当然是很有意义的,让工蜂做到了人尽其才。
说到这里,你应该也能看出来,这一窝蜜蜂很像一个多形态的复杂生物个体。蜂后和雄蜂就是它的生殖细胞,所有的工蜂都是它的体细胞,而且是具备精细分工的,不同类型的体细胞。
从蜂窝里单独抓任何一只蜜蜂,它们的生存能力和行为都是非常有限的,但是上万只蜜蜂在一起,依靠这个复杂的社会组织,竟然就可以完成蜂巢这样让人叹为观止的伟大工程。
蜂后:The Chosen One
那么,这种严谨的社会结构和分工合作,在生物学上是怎么实现的呢?
你可能不知道,蜂后和工蜂,实际上在遗传物质的层面,是高度相似的亲生姐妹,而且天生都具备生殖能力。它们的差别是在出生之后,被环境塑造的。
简单来说,蜂后和工蜂在幼虫阶段,吃到的食物非常不一样。
在成千上万的卵里面,负责抚育后代的工蜂会随机挑其中的一个,用营养更加丰富的蜂王浆来喂养。
这样一来,它长大之后就会体型更大,长出非常多的卵巢,可以生育非常多的后代,它就是独一无二的蜂后了。
我们经常说谁特别擅长干什么事情,是天之骄子,the chosen one。你看蜂后才是真正字面意思上的the chosen one。
相反,其他没有被挑中的幼虫,只能吃相对来说不那么营养的花蜜。所以体型比较小,生殖器官也退化了,变成了勤勤恳恳干活的工蜂。

工蜂、雄蜂和蜂后
更有意思的是,那只被挑选出来的蜂后长大以后,还会专门分泌一些化学物质,保证其它的蜜蜂后代都只能变成工蜂,确保它自己独一无二的地位。
利他主义的生物学原理
讨论到这里,你有没有发现出现了一个新问题?
之前我们说过,在多细胞生物体内,生殖细胞和体细胞也出现了类似的分工,前者负责繁殖,后者放弃了繁殖权利负责干活,共同保证了这个生物个体可以更好地生存和繁殖下去。
但是蜂后和工蜂是完全不同的生物个体,工蜂为什么要做这样的自我牺牲,一辈子勤勤恳恳干活,帮助别人繁殖后代呢?
这种现象,在生物学上有个专有名词,叫做利他主义。
在历史上,这种现象曾经对达尔文的进化论构成过重大挑战,而且争论一直到今天都还没有完全平息。从历史脉络中,我们可以来逐步揭晓利他主义的生物学原理。
想到进化论,你肯定知道这样的说法,“物竞天择,适者生存”。谁能在环境中生存,能繁殖后代,谁就会被选中成为自然选择的宠儿。
换句话说,在达尔文提出进化论的时候,自然选择的对象很明确:是一个一个的生物个体,是“个体选择”。
很明显,根据咱们刚才的讨论,这一点和真社会性生物的存在是矛盾的。按照经典的进化论,不能繁殖的生物是要被淘汰掉的。所以,针对这种真社会性生物,后来陆陆续续出现了很多解释。
首先登场的是“群体选择”学说。
这种学说的逻辑是,自然选择的对象,其实不是生物个体,而是群体,甚至是整个物种。
一个特性只要能帮助这个群体生存得更好,就会被自然选择所青睐,从而保留下来。
这种学说的出发点,其实是一个简单朴素的思想,套用咱们中国人常说的一句话,就是“集体主义”,“舍小家,为大家”。
但是这个学说的麻烦在于,它没办法解释,为什么工蜂里没有出现自私自利的叛徒。
连多细胞生命,都因为分工付出了永恒的代价,比如癌细胞,为什么真社会性动物就那么和谐,那么伟大呢?
所以,在1964年,英国科学家汉密尔顿(William Donald Hamilton)提出了一套替代理论,在很短时间内就把群体选择学说扫地出门了。
汉密尔顿的学说叫“亲属选择”。
从名字上你就能感觉到,他这套理论恰好介于个体选择和群体选择之间。自然选择的对象是一群生物,但又不是随随便便的一群,而是发生在亲戚之间,朋友可不能算。
怎么理解这种理论呢?汉密尔顿说:
自然选择的胜利者,是能把自己的基因,尽可能地传递下去的生物。至于这些基因是自己亲自携带和传递,还是通过自己的亲属间接传递,都无所谓。
甚至在极端的情况下,如果牺牲自己,能帮助自己的亲戚更好地传递基因,那就会出现利他主义。
比如:之前我们提到,蜂后和工蜂实际上是亲姐妹,它们之间基因的相似性,可以高达75%。
这样一来,更好地照顾蜂后,让它源源不断地产生后代,对于工蜂来说是有利可图的。
所以归根结底,自我牺牲和利他主义的背后,仍然是生物学的精密计算,不需要动用人类世界里更崇高、更抽象的集体主义感情。
顺便插句话,你可能听说过一个词叫“自私的基因”。实际上,正是在汉密尔顿的亲属选择理论的影响下,英国科学家理查德·道金斯(Clinton Richard Dawkins)提出:
自然选择的对象,其实压根连个体都不是,而是生物体内部的基因。只要基因能传下去,能发扬光大,自然选择才不在乎你一个生物过得好不好。
总结一下。在这一讲里,我们讨论了蜜蜂这种真社会性生物,极致的社会分工。我们先是了解了它们怎么通过个体之间的分工和合作,让基因得到更大程度的传递和扩散,然后思考了工蜂自我牺牲,利他主义的生物学原理。
本质上,这种利他主义行为背后的目的,是让自己的基因传递下去。
你会不会好奇,既然真社会性生物这么厉害,那么,人类和大部分哺乳动物,为什么没有出现像蜜蜂一样的真社会性分工呢?
这确实是个有意思的问题。对此,我只能说不知道。必须承认,生物演化并没有什么规划好的路径可寻。有太多的偶然因素影响了生物进化的走向。
至于我们人类,虽然没有走上真社会性分工这条路,但是有其他的方法来提高社会协作能力,比如:语言。
下一讲,我们就来重点讲一下,构造出人类社会的最重要的基础——语言。
我们下一讲见。
自我牺牲和利他主义的背后,仍然是生物学的精密计算,不需要动用人类世界更崇高、更抽象的集体主义感情。