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从简单系统开始

不必机械地重走旧的路子。可以先构建"单细胞动物生命体"和"100万个细胞以内的模式多细胞动物生命体"这两个简明模式。

我发现了一个亮点:气压与液压作用在单细胞与多细胞结构维持和代谢激发中的作用,也许非常重要。这样子我们可以把皮囊解释为液面。

单细胞动物没有骨架,它的结构维持完全依赖细胞内液压与细胞膜张力之间的动态平衡。代谢的本质,在这里被重新定义:不是为了"生长"或"繁殖"这些遥远目标,而是为了持续做功,维持这个液压-张力平衡,以对抗内外环境的涨落。

当单细胞聚集成多细胞团,内部细胞不再直接接触外界环境——于是演化出了皮囊。皮囊的本质是一个液压-气压耦合面。皮囊之外是大气压,皮囊之内是细胞外液的液压,这个压差驱动了物质交换和内部液体流动。把皮囊解释为液面,是一个极简而完备的物理抽象:皮囊的第一性原理功能,就是作为液体与气体的交界面,维持一个跨液面的压力差。

但我要追问:在前人的生命理论里,有没有这样的理论?达西·汤普森的《生长与形态》较接近这个物理学精神,但他没有"作用域"和"跃迁"的概念。机械生物学证实了液压与气压的作用,但仍停留在"机制"层面。没有一个前人理论完全符合这个构想——但也不是孤立的。

同时必须强调:我坚决不允许脱离进化选择的范式。 物理力的解释的适应性再好,也不能取代进化论的演绎推理。物理力划定可能性空间,进化选择在这个空间内挑选较优解。二者不是竞争关系,而是层级关系。液压是约束,不是原因;原因是,在这个约束下,哪个结构能更好地复制自己。

其实有共同思想的人已经很多。AlphaFold就是依赖蛋白质氨基酸残基的物理力场与MSA共进化序列结构信息来预测蛋白质结构的。它的成功就是"进化与物理建模"在分子层的应用。而我们的气压液压跨膜理论,则可能给我们一个修正他们算法的思路——在进化信息缺失时,用物理约束来补偿。

我的笔记

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