基于前面的讨论,我们现在可以将广义进化论中的核心部分串联起来,这个理论对于化学复制系统和生物复制系统同样成立。正如生物中的进化理论一样,这个广义理论的核心部分也是复制、变异和选择。但是,我们已经指出应该将“复杂化”的过程整合到这幅大的蓝图中去,那么进化的因果顺序就变成了:复制、变异、复杂化、选择和进化。
下面我们将开始说明进化“为何”以及“如何”发生。“为何”指的是这个过程的驱动力,即增强动态动力学稳定性的冲动;“如何”指的是这个过程的具体机制,以及这个过程如何由以上所说的复制、变异和复杂化等步骤所构成。进化的开端是一些寡聚复制体的出现,这些复制体的复制结果常常是不完美的。可能是RNA或者与之相关的分子启动了这一进化过程,不过我们也不能排除其他可能性的存在。不管情况如何,该分子的具体信息对于探究这一过程的规律并非必要。一旦该分子开始了自我复制,无论复制仅限于其自身,还是发生在一个小的网络范围内,这个分子都将朝着增强其稳定性的方向发展,因为复制体都具有增强动态动力学稳定性的冲动。现在到了进化过程的第二步。分子开始复制之后,伴随着复制的过程偶尔还会出现变异的现象,这导致了一个多样的复制因子群体的形成。此外,如果我们将水平基因转移视为增加遗传多样性的另一个机制,那么显然遗传多样性不仅仅来源于复制这个步骤。
下面到了“复杂化”这一步。任何一个分子复制因子(或者复制网络)一旦形成,它将倾向于与其他的物质相互作用,进而可能形成更复杂的复制因子。重要的是,复杂化的步骤从最开始的分子层面——系统受到动态动力学稳定性控制的那一刻起——就发生了。当然,复杂化的过程不仅仅发生于复制分子中。复制序列可以催化其他化学物质(如肽)的生成,这些化学物质(肽)可能对该序列的复制反应具有催化活性,这样也能够进一步推动复杂化和向更稳定的复制系统发展。因此,复杂化阶段也是一个共同进化的过程,因为非复制分子也能参与建立日益复杂的复制网络。只要该系统能保持整体的自催化性,那么这样的过程就将一直持续下去。因此,复杂化的步骤建立起了日益复杂的化学网络,而该网络就是增强复制因子动态动力学稳定性并生成稳定复制系统的基本机制。(www.xing528.com)
最后是“选择”的步骤。一旦一个具有多样性的复制系统群体建立了起来,那么(动态)选择将会改变群体中各种复制因子的比例,从而增强群体的动态动力学稳定性。当然,这个不断“复制”“变异”“复杂化”和“选择”的循环所造成的结果就是进化。
现在,让我们回到“进化的驱动力是什么”的问题。我们在前面的讨论中已经将“适应性最大化”翻译成了“动态动力学稳定性最大化”。这样的“翻译”帮助我们直接将生物置于物理化学的世界中,这个世界也是生物学的最终归宿。正如在“常规”的化学世界中,一切物理和化学系统的动力都是朝着更稳定的状态发展;在复制世界中,系统的动力也是朝着稳定的状态发展,只是适用于复制系统的稳定性是动态动力学稳定性。我们现在发现从这个意义上而言,物质世界可以被划分为两个平行世界,一个是“常规”的化学世界,另一个是复制世界。热力学第二定律控制着“常规”世界的物质转化,而控制着复制世界的则是另一个类似于第二定律的法则。所以,显而易见,我们同时生活在两个独立的化学世界中,这两个世界分别被不同的稳定性所控制,因此也展现出了两种不同的化学性质,其中那种属于复制世界的化学也被称为生物学。
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