在2005—2007年期间,为了了解人们在描述生物体的基本属性时究竟最少需要几个特征,我做过一些文献检索。之所以做这件事,是因为我对《陈阅增普通生物学》上所列的8个特征(图5-1)不满意。因为不仅太多,而且8个特征在概念的内涵上存在重叠。樊启昶老师在《解析生命》一书中用动力学和系统论来定义生命,好像有点儿抽象。当时在读1976年出版的Strasburger's Textbook of Botany的英文第30版的引言时,发现该书的译者(von Denffer,Bell,Coombe)提出了一个生物体必须具备的三个基本特征,即获能、适应环境和生殖(对于真核生物而言,是有性生殖,即达尔文演化观中作为演化过程基础的有性生殖)。我当时认为这三个特征好像是生物体区别于非生物体既必要又充分的基本特征,其他的特征都可以从这三个基本特征中推理或者衍生出来。于是在之后好几年的教学过程中,我都以这三个特征作为生物的基本特征进行讲授。
图5-1 《陈阅增普通生物学》所概括的生物的8个特点。
其中“应激”“适应”都包含有明显的他者的存在。
可是,到了2010—2011年,我在反思自己实验室研究的植物单性花发育是不是属于性别分化机制问题时,发现了有性生殖周期(sexual reproduction cycle,SRC)现象。根据这个现象,我意识到,有性生殖只是真核生物生活周期完成过程中特殊的或者终极的胁迫响应(有关SRC的内容将在第十一章详细讨论)。如此一来,原来认为逻辑上既必要又充分的三个基本特征中,有性生殖就变成了胁迫响应(本质上是适应环境的一种形式)中的一种特殊或者终极形式,把有性生殖和适应环境并列,在形式逻辑上相当于把一个原本作为一个大概念中构成部分的小概念独立出来和大概念并列。这显然是不合理的。只有把有性生殖并入对环境的“适应”这个特征范围内,才能和有性生殖周期概念的内涵在逻辑上自洽。于是,在当时的我看来,作为生物必要而又充分的基本特征从三个变成了两个,即“获能”和生物对环境的“适应”。
令人始料未及的是,在2014年开始和葛颢、钱紘探讨结构换能量循环之后,我意识到获能和对环境的适应这两个属性的界定好像也出现了逻辑不自洽的问题。
首先,是获能的问题。从结构换能量循环的形成过程来看,碳骨架组分是在大爆炸宇宙中既存的,IMFBC是因为碳骨架组分浓度或者组分单独存在(自由态)和以复合体形式存在(整合态)之间的自由能梯度而自发产生的,外来能量打破IMFBC形成的分子间力也是随机发生的。在整个以IMFBC为节点的非可逆循环过程中,没有一个环节、组分、相互作用是“有意而为”的,完全是随机过程的产物。虽然整个过程既有结构(IMFBC),又有能量(导致IMFBC自发形成的自由能梯度和打破构成IMFBC的分子间力的外来能量),整个过程被我们定义为一个具有吸引子属性的整合子,但并不存在一个“有意”要获能的主体!如果按照前面两章的分析,尤其是在达尔文迭代的概念框架下,把结构换能量循环定义为“活”、具有迭代/演化属性的正反馈自组织过程定义为从非生命向生命世界转换的最初步骤,那么起码对获得了演化属性的可迭代(正反馈自组织)的整合子(结构换能量循环)——这个可以被看作具备生命系统基本要素的特殊状态——而言,没有一个主体需要获能。
其次,对环境的适应属性也出现了问题:从对结构换能量循环的描述而言,这个循环之所以能形成,关键一个要素是外来能量打破关联碳骨架组分的分子间力。如果没有这个外来能量的扰动,自发形成的IMFBC中连接两个组分的分子间力就无法被打破,以IMFBC为节点的非可逆循环也就无法形成,从而也就没有结构换能量循环的“活”。在我们用来描述结构换能量循环的“特殊组分在特殊环境因子参与下的特殊相互作用”的表述中,特殊环境因子已经是结构换能量循环的一个构成要素了!如上一章中提到的,整合子的迭代/演化的基本模式是“组分变异、互作创新、适度者生存”。既然环境因子已经是“三个特殊”的要素之一了,在这“三个特殊”中,究竟是哪个要素作为主体在适应哪个环境呢?
当我意识到这个推理结果时,自己也被吓了一跳:这个结果也太有颠覆性了吧!可是,反复梳理推理过程之后,好像实在找不到理由来证否“三个特殊”这个表述中“特殊环境因子是结构换能量循环”的构成要素这个结论。而一旦接受这个结论,就无法摆脱对传统的亚里士多德式的“生物—环境”的二元化分类模式的质疑,从而不得不面临对“什么是‘环境’”这个问题的反思。