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第四章 基因机器
是肌肉。肌肉就是引擎,它象蒸汽机或内燃机,以其贮藏的化学燃料为能量产生机械运动。不同之处在于:肌肉以张力的形式产生直接的机械力,而不是象蒸汽机或内燃机那样产生气压。但肌肉与引擎相类似的另外一点是,它们通常凭借绳索和带有铰链的杠杆来发挥其力量。在人体内,杠杆就是骨骼,绳索就是腱,铰链就是关节。关于肌肉如何通过分子进行活动的方式,人们知之甚多,但我却感到下面的问题更有趣:我们如何控制肌肉收缩的时间和速度。

    你有没有观察过构造复杂的人造机器?譬如说,针织机或缝纫机、纺织机、自动装瓶机或干草打包机。这些机械利用各式各样的原动力,如电动马达或拖拉机。

    但这些机械在运转时如何控制时间和速度却是一个更其复杂的问题。阀门会依次开启或关闭,捆扎干草的钢抓手会灵巧地打结并在最恰当的时刻伸出割刀来切断细绳。许多人造机器的定时操作是依靠凸轮来完成的。凸轮的发明的确是个辉煌的成就。它利用偏心轮或异形轮把简单的运转转变为复杂的、带节奏性的运转。

    自动演奏乐器的原理与此相仿。其他乐器,如蒸汽风琴,或自动钢琴等则利用经过按一定模式打孔的纸制卷轴或卡片来发出音调。近年来,这些简单的机械定时装置有被电子定时装置取代的趋向。数字计算机就是个例子。它们是大型的多能电子装置,能够用以产生复杂的定时动作。象计算机这样的现代电子仪器,其主要元件是半导体,我们所熟悉的晶体管便是半导体的一种形式。

    生存机器看来绕过了凸轮和打孔卡片。它使用的定时装置和电子计算机有更多的相同之处,尽管严格说来,两者的基本操作方式是不同的。生物计算机的基本单位是神经细胞或称作神经原。就其内部的工作情况看来,是完全不同于晶体管的。神经原用以在彼此之间通讯的密码确实有点象计算机的脉冲码,但神经原作为一个数据处理单位比晶休管复杂得多。一个神经原可以通过数以万计的接线与其他单位联系,而不仅仅是三个。神经原工作起来比晶体管慢些,但就微型化而言,晶体管却大为逊色。因此,过去二十年来微型化是主宰电子工业的一种倾向。关于这一点,下面这个事实很能说明问题:在我们的脑袋里大约有一百亿个神经原,而在一个脑壳中最多也只能塞进几百个晶体管。

    植物不需要神经原,因为它们不必移动就能生活下去。但大多数的动物类群都有神经原。在动物的进化过程中,它们可能老早就quot;发现quot;了神经原,后来为所有的类群继承了下来;也有可能是分别几次重新发现的。

    从根本上说,神经原不过是一种细胞。和其他的细胞一样,有细胞核和染色体。

    但它的细胞壁却形成拉长了的、薄的线状突出部分。通常一个神经原有一条特别长的quot;线quot;,我们称之为轴突。一个轴突的宽度狭小到只有在显微镜下才能辨认,但其长度可能有好几英尺。有些轴突甚至和长颈鹿的颈部一样长。轴突通常由多股集束在一起,构成我们称之为神经的多心导线。这些轴突从躯体的一部分通向其他部分,象电话干线一样传递消息。其他种类的神经原具有短的轴突,它们只见于我们称之为神经节的密集神经组织中。如果是很大的神经原,它们也存在于脑子里。就功能而言,我们可以认为脑子和计算机是相类似的,因为这两种类型的机器在分析了复杂模式的输入信号并参考了存贮的数据之后,都能发出复杂模式的输出信号。

    脑子对生存机器作出实际贡献的主要方式在于控制和协调肌肉的收缩。为了达到这个目的,它们需要有通向各个肌肉的导线,也就是运动神经。但对基因的有效保存来说,只有在肌肉的收缩时间和外界事件发生的时间具有某种关系时才能实现。上下颌的肌肉必须等到嘴巴里
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