前幾天學習《生命的法則》電子書，寫了一篇閱讀筆記，本來只是應全國政協讀書群群主要求寫的命題作文，談談閱讀的體會，與委員們進行內部交流，我同時發給了兩位朋友交流探討，沒想他們覺得有一些價值便推薦到了媒體，很快省內外七八家媒體進行了刊發和轉發，看來大家對這本書還是很感興趣。正好前段我通過網購的紙質版的書也到了，相對於電子書，我更喜歡紙質書，前後對比閱讀方便，整體感也更強，於是我又作了進一步閱讀，現再作些導讀。
《生命的法則》（The Serengeti Rules）是美國著名分子生物學和遺傳學教授科學家肖恩·卡羅爾的一部新作，一次遊歷非洲坦尚尼亞賽倫蓋蒂草原的經歷，卡羅爾發現，微觀和宏觀生命系統之間本質的規律是相同的，那就是「穩態」，作者以優美的文筆、生動的故事，把紛繁複雜的自然界用簡單的邏輯進行了清澈、流暢、透徹的講解，深入淺出地詮釋了萬物興衰的奧秘。
全書包括引言、第一部分、第二部分、第三部分和結語。
引言：正在到來的生物學第二次革命。在引言部分，作者認為在剛剛過去的100年間，人類不但加強在分子水平上對生命的研究，逐漸發現很多人體內各項指標得以維持的原理，包括荷爾蒙、血糖、膽固醇、神經遞質、胃酸，組胺、血壓、病原免疫過程以及各類型細胞的增殖過程，而疾病通常是由於生命體內調節機制發生異常使某些物質處於過量或者不足狀態導致的，針對這些異常已衍生出可以預防和治療疾病的各類藥物，2013年銷售總額達到了1870億美元，引發了分子生物學領域的第一次革命。作者在賽倫蓋蒂草原發現，這些生命體內的調節機制同樣適用於自然界，自然界也存在著可以調節動物種類和數量的生態法則，這些法則不僅適用於賽倫蓋蒂，他們也屬於世界上很多區域，從海洋湖泊到陸地。地球生態系統也會"生病"，現已處於亞健康狀態，在可預見的將來，生物科學在拯救地球生態系統方面將發揮核心作用，引發生物學的第二次革命，興許會給全人類帶來更大的福利。
第一部分：萬物有法。作者從我們的身體的智慧談起，指出我們的身體具有非常精細的調節功能，從而保持體內環境穩定。作者講了他們在賽倫蓋蒂草原上一個夜晚碰到象群因恐懼引發大腦和身體一連串的生理反應的故事。還介紹了著名生理學家坎龍研究的成果。當貓處於驚醒狀態時，食物在食道、胃和腸道裡的收宿蠕動會突然停止，這種情緒緊張使消化過程驟停的現象也發生在兔子、狗和豚鼠身上，後來發現身體在壓力情況下做出的正確反應是由交感神經系統和腎上腺共同協調完成的。卡農在第一次世界大戰的歐洲戰場還發現受傷的戰士血壓過低發生休克是因為血液更偏酸性，簡單可行的治療方案就是給休克病人注射碳酸鈉，調節酸鹼平衡。在卡龍看來，是神經系統和內分泌系統的許多行為導致了劇烈變化的發生，從而使體內環境保持在一個圍繞中心窄幅變化的範圍內，包括體溫，酸鹼度，水分，鹽分，氧氣還有糖的含量都處於一個相對平衡的狀態。我們的身體具有非常精細的調節和控制功能，這就是"身體的智慧"。內穩態已經成為生理學和生物學中一個重要概念，有人甚至把它與達爾文的進化論相提並論。坎龍堅信，內環境的調節是生理學的基礎，內環境失衡也是多種疾病發生的重要原因。
接著作者用現代生態學奠基人查爾斯·埃爾頓的研究故事談到了更宏觀層面的調節平衡。1921年，21歲的埃爾頓在牛津大學時就參加了為期兩個多月"北極之旅"的地質學和生物學科考。返回牛津之後埃爾頓研究發現，儘管北極地區生物多樣性相對簡單，但絕不是以往博物學家認為的生態系統是作為整體存在的，或者說是不同種群的簡單集合，而是形成一個大的網絡，埃爾頓稱其為"食物網"。海鳥的糞便中含有氮元素，可以被細菌吸收並滋養植物，植物為昆蟲提供食物，而昆蟲與植物同時也是陸地上松雞與磯鷂的食物，後者則成為北極狐的盤中餐。1923年，埃爾頓在研究中發現北極旅鼠的暴增是周期性的，每隔三四年爆發一次，1924年，他完成了《動物數量的周期性波動》，文章日後成立了現代生態學的奠基石。他認為在多種族生存的生態系統中，食物鏈的存在形成了某種"經濟聯繫"，捕食者與被捕食者的關係將所有的動物聯繫在一起，植物則處於整個食物鏈的底層。
這一部分主要是通過坎龍和埃爾頓研究故事的講述，闡明無論是微觀分子生物層面，還是宏觀自然生態層面都遵循著同一個規律，通過調節機制形成"穩態"或者"平衡"，這是萬物共同的法則。
第二部分：生命的邏輯。
作者首先介紹了分子生物學領域的奠基人，法國莫諾教授研究細菌的生長與營養液中含有的碳水化合物存在的關係，後來雅各布教授也加入了這一研究。他們發現細菌對糖的選擇是有傾向性的，進一步發現是細胞內部有調節機制，而且這種調節機制不是單一的，即有正向調節的誘導劑，也有反向的阻遏物，還有雙重負向調節（負負得正），反饋調節等模式。這種細胞內部調節機制被稱為生命的第二法則，他們因這一發現獲得了1965年諾貝爾生理學或醫學獎。他們認為"細胞內的生命活動也是各種大分子通過複雜而精準的系統相互作用，達到調節它們的合成與功能的目的"。他們信心十足地提出了一個"眾所周知"的公理："對大腸桿菌適用的理論也一定適用於大象"。
接著作者講了一個"膽固醇的故事"。美國科學家安塞爾·季斯開展了一項長達15年的"七國實驗"，發現與心臟病相關的主要風險因子是血液中的膽固醇水平，後來約瑟夫·戈爾茨坦與麥可·布朗進一步研究發現膽固醇水平與還原酶有關，而日本科學家遠藤從真菌中發現了抑制還原酶活性的美伐他汀。 20世紀60年代早期，心臟病是造成美國人死亡的第1殺手，多虧了美伐他汀的出現，讓美國人群中的心臟病的致死率下降了60個百分點，引發了一場革命。
而接下來介紹的是更為複雜的癌症。美國科學家珍妮特證實了癌症是一種與遺傳有關的疾病，研究癌症所面對問題的複雜程度遠遠超過了諸如細菌裡糖代謝的過程，或者人體內膽固醇的調節過程等。在哺乳動物中，甚至包括人類的基因組當中發現了致癌病毒的同源體，病毒癌基因轉移到人體22號染色體上是導致癌症發生的關鍵。有數據顯示，在人類的約2萬個基因當中，僅有140個基因的突變性頻繁發生在各種癌細胞裡，其中約一半為原癌基因，剩下的一般為抑癌基因，這對人類而言無疑是一個好消息。另外一個重要發現是幾乎所有的癌症都帶有屬於這140條易變變基因中的2~8個突變位點。如果我們掌握了腫瘤基因在哪些位點上如何被改變，就可以進行靶向治療。到2015年，已經有將近40種這類藥物問世，還有更多的產品在研發當中。
這一部分作者介紹了人體體內調節機制，以及這些機制如果被破壞時將產生的災難性後果---"疾病"，通過修復身體損壞的細胞或恢復平衡機理可以有效轉化為治療疾病的手段。實際上是通過生理學的一些重大發現來解碼微觀分子生物層面的調節法則。
第三部分：賽倫蓋蒂法則。這一部分是本書的重點，闡明的是在微觀分子生物層面的調節機制和邏輯在宏觀生態層面上依然有效。
作者首先介紹了美國動物學教授潘恩在美國西北馬卡海灣所做的一個重要實驗。傳統生物學界認為所有的生物都屬於下述四個營養層級之一，分解者，生產者，食草動物以及食肉動物，普遍接受的觀點是"大魚吃小魚，小魚吃蝦米"的恆古不變的自然法則，認為在食物鏈中越往上的層次會受到比其低的層次的限塞制，也就是說，種群數量是被自下而上正向調節的。但潘恩通過生態系統的"移除觀察法"發現，海星---蚌類---藻類是一個食物鏈，在巖石上海星被移走後蚌類就會大量繁殖，捕食海星是通過控制蚌類數量來維持整個生態系統平衡的，旁人的實驗證明了，捕食者在食物網中自上而下的負向調節，這一發現顛覆了人們的傳統認識。他後來發現在"海獺---海膽---海藻"的這一食物鏈中也存在這種負向調節，潘恩把它命名為營養級聯效應。除了上述兩例在海水生態系統中存在的營養級聯之外，陸地上也存在類似的"捕食者----食草動物----植物"系統。
扔海星的實驗揭示了自然法則的兩個基本思想。這是兩條關於種群調節的法則，也是塞倫蓋地法則的第一條及第二條。
法則一：關鍵物種法則
大千世界眾生並不平等，"關鍵物種"的作用舉足輕重，對生物群落的穩定性和多樣性具有重大影響，它們的影響會向下延伸至更多的營養層級。關鍵物種的重要性體現在它們的影響程度，而不是在食物網中所處的層級。
必須要指出的是，並不是所有的捕食者都是關鍵物種，也不是所有的關鍵物種都是捕食者，更有甚者，並不是所有的自然生態系統都需要關鍵物種的存在。
法則二：影響力法則
關鍵物種通過"多米諾效應"，對食物鏈中低營養層級的物種產生重大間接影響。食物網中的一些物種可以自上而下地產生重大影響，而且影響程度常常與他們的絕對數量並不匹配，這個影響會波及整個生物群落，並間接影響低營養層級的物種。
這種級聯效應往往存在於幾對強相互作用連接的營養層級當中，生態系統中大多數物種並不能對其他物種施加強大的影響力。對於生態學家們而言，集中精力在關鍵物種與營養級聯上也加速了對生態系統的結構與調節過程的理解。
作者再次回到了塞倫蓋地。東非是動物的天堂，1929年，英國生物學家郝胥黎首先提議包括賽倫蓋蒂在內的幾片廣袤之地應當受到保護，成立國家自然公園，並設立禁獵區。但後來旅客和獵人們在賽倫蓋蒂還是出現了過度殺戮。英國導遊芬奇---哈頓強烈譴責"狂歡的屠戮盛宴"，並呼籲人們在無可挽回之前保護賽倫蓋蒂，英國國會終於開始重視了這個議題，1930年，賽倫蓋蒂不再對外開放，1937年，部分地區成為禁獵區，1951年，賽倫蓋蒂國家公園成立，1981年，聯合國教科文組織宣布賽倫蓋蒂為世界文化遺產。我們人類也是這片土地孕育的種族之一，我們的祖先早在300萬年前就生活在這裡。
當生物學家辛克萊來到賽倫蓋蒂的時候，一些大型野生動物身上發生了一些顯著的變化，1965年的一份報告稱水牛的數量達到了3.7萬頭，而4年前僅有1.6萬頭。辛克萊在北部林區進行了精密統計，據他推測，到1972年，水牛的數量已經超過了5.8萬頭。最顯著的增長是發生在1961~1965年，之後7年也一直延續了增長的勢頭，究竟是什麼使水牛數量保持增長？經研究發現，辛克萊認為牛瘟是導致水牛銳減的原因，動物的免疫系統在接觸過病毒感染後，會產出含有抗體的血清。同樣的理論也可以用來解釋角馬的數量變化規律，角馬數量自1961年以來增長了兩倍。不僅如此，辛克萊還發現病毒都對不同物種種群數量的影響並不一致。例如，不是反芻動物的斑馬，他們並不會受到牛瘟的威脅，其數量也在幾十年內保持不變。曾經，人們一度認為，野生動物才是牛瘟的的起因，進一步研究表明家畜才是牛瘟病毒的來源。牛瘟病毒的巨大影響顯示，並不是只有捕食者才能扮演關鍵角色，病原體也可能對生態系統造成超比例的影響。
競爭是另外一種控制種群數量和種類的主要方式，也代表了另外一個賽倫蓋蒂法則。
法則三：競爭法則
對共同資源的競爭，導致了一些物種種群數量減少。在對空間、食物以及棲息地等共同資源的競爭中，有優勢的物種會導致其他物種種群數量減少。
角馬的數量直接和間接地影響著草場、山火、樹木、捕食者、長頸鹿、草本植物，昆蟲以及其他食草動物，顯示了它們是賽倫蓋蒂的關鍵物種，對整個群落的結構和調節過程有著非同尋常的作用。
法則四：體量法則
動物數量的調節方式簡單地被歸納為兩種：首先是吃什麼（自下而上），以及被什麼吃掉（自上而下），或者是兩者的結合。辛克萊進一步研究發現：成年動物的體積與其被捕食的概率之間有強烈的相關性。
150千克體重是一條非常明顯的分界線，體重小於150千克的物種其數量基本被捕食行為控制，而150千克以上的大型動物則不受影響。
個體大小會影響調節模式，動物的個頭大小決定了他們的種群數量在食物網中被調節的機制，小型動物受捕食者調節（自上而下），而大型動物受食物供應的調節（自下而上）。
法則五：密度法則
辛克萊研究了每個物種數量的增長率與其種群大小之間的關係後發現，物種數量與增長率成反比，這種現象被稱為"密度制約"。一些物種依靠它們自身的密度進行調節，一些動物種群的數量是通過密度制約因素進行調節的，這些因素有穩定種群規模的傾向。不管是什麼原因導致某個物種數量增加了，在增加到一定程度時都會有制約這一物種數量增長的因素出現，從而導致物種數量的增長緩慢或者是負增長。反過來也是類似的道理。食物限制、捕食行為、對空間的爭奪等是都會導緻密度制約。
法則六：遷徙法則
遷徙導致動物數量增加。遷徙行為通過增加食物的可獲得性（減少自下而上的調節），以及減少被捕食者捕食的概率（減少至上而下的調節）等方式來增加物種數量。每年在塞倫蓋蒂和毗鄰的馬賽馬拉草原重複上演的東非動物大遷徙就是一個例證。人類最早的祖先從非洲走向歐洲、亞洲的遷徙也是為了追尋更有利的生存環境。中國古代的都城從黃河流域逐步向長江流域的遷徙也是因為江南物產的豐裕。
塞倫蓋地法則沒有地域局限性，它與普適的調節法則及前面提到的分子量級的生命邏輯具有驚人的相似性，分子層面和生態系統中的調節都遵循著同樣的普適邏輯——正向調節、負向調節、雙重負向調節和反饋調節機制，只是生態系統中的調節法則有特定的調節對象與手段，如捕食者、營養級聯等。正如分子量級平衡被打破人會患病一樣，如果生態系統一旦遭到破壞，人類將難逃其罰。
在接下來的章節中作者介紹了美國伊利湖的"藍藻"，亞洲稻田中的"褐飛蝨"，加納的"狒狒"，美國卡羅來納沿海地區"牛鼻鱝"的暴增現象，作者把它們稱之為動物世界的"癌症"。
作者初步分析原因，認為是由於蜘蛛、獅子和鯊魚等捕食者被殺死，導致被捕食者瘋狂增長。更進一步的研究，作者認為這是因為人類的"太過分"導致了這一切：農場土壤裡過量的磷元素，農田裡過量的殺蟲劑，以及對獅子、花豹和鯊魚的偷獵和過量捕殺，最終導致了既有生態系統平衡的破壞。
為了治療動物世界的"癌症"，一切非常大膽的嘗試已經大規模的啟動了。美國威斯康辛州自然資源部在門多塔湖開展了調控營養成績的試驗，通過投入大嘴鱸魚（1號捕食者）吃掉小一些的米諾魚（2號捕食者），米諾魚以浮遊動物為食物來源，而藻類則是浮遊動物的食物來源，結果導致浮遊動物增加70%，藻類減少70%，水質改善。後來人們紛紛效仿，許多湖泊在移除以浮遊生物為食的魚類及增加捕食魚類之後，都成功地解決了富營養化的問題。美國在黃石公園也開展了引入灰狼瀕危物種，重建生態秩序，狼群回歸，曾經並仍然持續地對黃石地區生態圈施加級聯效應，但不並不能保證對所有的物種都發揮作用。越是環境改變巨大的生態系統，越是難以恢復原狀。
莫三比克戈龍戈薩公園是另一個經典的案例。最早是南非生態學家廷利針對全境的生態系統進行研究和考察，發現它是一片非洲大陸上無與倫比的保護區。但由於1977年至1992年莫三比克內戰，開火的雙方肆無忌憚地捕殺野生動物作為其食物來源，對戈龍戈薩地區造成了嚴重的破壞。2006年開始，美國慈善家開始捐款支持戈龍戈薩公園恢復重建，先後引進了水牛、斑馬、角馬、大象、河馬、巨羚等動物，2000年的時候園區內野生動物不足1000頭，後每年增速達20%以上，10年後達到了約4萬頭。
實施證明，只要給予充分的保護及食物來源，大多數面臨衰退境域的種群都能快速止損。19世紀末期僅餘20頭的北象海豹，如今數量已超過20萬頭；西澳大利亞座頭鯨在短短50年間數量由不足300頭增加至2.6萬餘頭，而北太平洋海獺經過20世紀的休養生息之後，數量從1000隻增長至10萬隻；而北美短吻鱷更是由瀕臨滅絕成長為數量500萬的種群，僅僅用了50年。
結語：遵從生命的法則，共建美好家園
目前我們所處的生態環境中，人類處於超然卓越的地位，是所有生物物種當中最高等的捕食者與消費者。羅伯特·潘恩嚴肅提醒："雖然人類是生態系統中超主導性的存在，但是，如果不遵從自然法則並繼續肆意破壞生態環境，人類最終會成為最大的輸家。"現在，能夠約束我們的就只剩下我們人類自己了。
從門多塔湖、黃石公園以及戈龍戈薩地區獲得的經驗都充分顯示，恢復瀕危物種、修復生態環境，甚至讓破損的生態系統重生，都不是不能做到的事情。人類已經成功地消滅了天花，消滅了牛瘟。
2011年，比爾·福奇出版了一本書，是他關於消滅天花運動的回憶實錄。他總結了18條他認為可以擴展到其他公共醫療健康事業上的經驗，作者選取了其中8條寶貴的經驗：全球化合作；可行的計劃及專注的執行者；團結就是力量；政府的重視和支持；有效的管理；國際化目標、區域化管理；樂觀；文明程度的提升。作者還提出了應對挑戰的三大原則：分清輕重緩急；主動積極作為；從我做起。
從結語中我們可以感受到，作者認為現在全球生態系統已經處於亞健康狀態，修復的任務十分艱巨，但只要我們加強團結、加強合作、主動作為、人人參與，遵從生命的法則，我們一定能夠建好人類美好家園。
作者系全國政協常委、民進湖南省委主委、湖南省生態環境廳副廳長
[責編:肖靜]
[來源:民進湖南省委會]