生物学和历史都告诉我们生命始于迁徙:从细胞到鲨鱼,从蜂鸟到人类,生命迁徙出于下列三个原因――生存、保护与繁衍。然而癌细胞也是如此……
生命组织一直在运动。细胞在身体内迁徙;鸟儿迁徙是这颗星球永恒的心跳;无家可归的迁徙动物流落全球寻觅新家。在我的新书《跨越玛拉河》中――以肯尼亚的玛拉河命名,这是每年牛羚向北长途跋涉3个月寻找新草原的最后一道障碍,我在微生物学、动物行为和人类历史上也研究了类似的迁徙。自从第一个自我复制的细胞出现在地球上时(也许来自深海,也许来自外太空,或是生化意外的产物),生命就开始以迁徙的方式永恒流传散布。
生物体置身于新环境时会因它而改变,然而更重要的是,他们也会改变新环境。当蓝绿藻的细胞开始扩散时,它们为大气层提供了氧气,促进了越来越复杂的生物传播进化,如第一次大型陆地生物迁徙,形成了造氧森林的原始树古蕨属。这些生物的迁徙让动物得以在地球上呼吸。
然而这也伴随着恒定运动原则的诞生。细胞运动时带来了新的生物。生物体中,原子在分子中运动,分子在细胞间运输,而细胞也凸出前缘收起尾端,在组织中迁移。我们体内的细胞的正常迁徙出于两个原因:创造新生,促进胚胎发育,或是修复保护组织。细胞迁徙是自动免疫性的基础。化学物质让它们识别所处的环境,免疫细胞聚集在感染处抗击炎症。
宏观层面上,大型生物也一直在迁徙进程中。由于地球倾斜旋转,各个地方气温食物不同。数百种生物靠迁徙来适应季节变换,这样才能觅食以求生存并繁衍。
然而并非所有良好系统都不会出错。四十亿年前,有的基因就利用其他基因来复制自身,促进传播。寄生虫和病毒劫持主细胞来复制自身DNA,因此病毒也伴随它们的主细胞。疟疾伴随我们走出非洲。疟原虫寄生虫,这引起疟疾的细菌像电脑黑客一样总是抢先在游戏的开头变幻无穷,对我们投下的化学物质总是不懈抵抗。如查尔斯·达尔文所指,万物的形态并非是善意、神圣或是邪恶的证明。
单一组织内,细胞迁移也会造成相似的伤害。迁移的细胞会造成发育紊乱,如心血管疾病,更有甚者会形成转移癌细胞。如其他生命体,转移为癌细胞的细胞也要生存、保护自身和繁衍。因此它们也会迁移,就像其他细胞那样凸出前缘,从初始的肿瘤细胞开始迁移侵蚀正常组织。
近期研究发现癌细胞聚集蛋白质在细胞前缘来准备转移。这样的转移竟与黄莺的迁徙惊人地相似――迁徙前,黄莺突然加大进食量,短短数周内体重加倍。癌细胞也有“伴侣”蛋白质辅助它们转移,它们的前缘需要这种蛋白质。而这也与食虫黄莺惊人地相似。迁徙前,为了加给自身生化刺激,它们改变了进食方式。
英文中的迁徙“Migrate”源自于拉丁语“migrare”,即“从一个地方移动到另一个地方”。词源上与希腊语“ameibein(改变)”和英语的“mutable(可变的)”相关,这个新研究可能也发现了防止癌细胞扩散的方法――阻止它们聚集扩散所需的蛋白质。我们研究越多不同生物在惊人的相似的迁徙中的组织方式,无论是宏观或是微观,细胞、鸟类还是人类,就越发现万物的生命力是如此的势不可挡――生命永恒的需要并非只是迁徙还有改变。
资料来源The Scientist
责任编辑 李 辉
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本文作者,罗斯·帕德尔,是获奖英国诗人和作家,是英国皇家文学学会会员,也是伦敦动物学学会会员兼理事,还是查尔斯·达尔文的玄孙女。