生物

2018-12-26 12:42
课堂内外(高中版) 2018年11期
关键词:细胞器洪流漫画

真正的细胞才不是热血萌妹子 暗号大老爷

望着浩浩荡荡的人马/望着残阳如血的草原上/我的意志掀起的这股/涌向虚空的无边洪流/我常自问/我在这洪流中的何处?

——《夏伯阳与虚空》中的成吉思汗

一切皆可拟人!

一部新番《工作细胞》又把我们身体内的各种细胞拟人化了,你可以看到一个各种细胞在我们身体里努力工作,并且积极抵抗外来微生物入侵的故事。这座虚拟的器官城市固然有趣,但在真实的人体内部,情况却是另一个样子。

组成人体的,其实是洪流。那些血细胞看似灵活,却是在血管中被心脏泵起的强大作用力冲刷,很多情况下都依赖于随波逐流。而一些细胞根据周围的化学信号自己缓慢移动,这就是进行诸如伤口愈合之类的工作。

大部分情况下,多数细胞在间质之中保持自己的位置,需要紧密连接的细胞,更需要靠膜蛋白等物质粘连在一起。这些连接积少成多,才能够支撑起人体这副六尺之躯。城市面对台风“山竹”可能会被吹捧一层皮,但搓个澡却不会搓掉一层细胞。

细胞内部的情况比动画剧情更混乱。

让我们先把目光集中到某一个细胞的外皮。对不起,真实的细胞长得当然不像动画中那些萌妹子……它只是一个鼓鼓的胖袋子,略呈肥宅状,有些表面还有纤毛或者鞭毛。植物细胞还有细胞壁。1665年,罗伯特·胡克第一次发现死细胞的空洞细胞壁时,联想到了修士住的小单间,或是墓穴之类的东西,因此给这种生物的最小单位取名为“cell”。

现在我们知道,细胞不仅是这种小单间,还有很多不同的物质,乍一看,好像也是一座城市似的,有轨道(细胞骨架)、行政中心(真核生物的细胞核,负责告诉别人怎么做)、电厂(线粒体)、工厂(比如核糖体)、垃圾处理站(比如溶酶体)。你甚至在脑子里形成了一幅用乐高或者minecraft构成的模式图。

可惜事实并非如此。在细胞里,每一种细胞器都被细胞质包围着,生物大分子机器满地跑,可以说是拥挤不堪。又有无数水分子在其中冲来撞去,也就是大家熟悉的热力学运动,无端又增加了细胞内的混乱程度。

绝不是按部就班,时刻处于高度的动态变化之中,却又从中生出一种井井有条的秩序来一说起来,它更像早高峰的地铁,人挤人,但是最终会杀出一条血路赶上自己的那趟车。

这种极端混乱中的秩序感体现在很多方面。拿蛋白质来说,它被合成完毕之后,会先挤进一个叫囊泡的便车,走上由微管构成的细胞骨架网络。马达蛋白——肌球蛋白、驱动蛋白和动力蛋白,会拖着囊泡走向正确的位置。拥挤碰撞的环境,反而能够让更多囊泡搭上细胞内的高速公路。蛋白质本身正确地折叠成结构,也能有效减缓混乱程度,因为根据热力学原理,蛋白质的诸多复杂结构中总有一种是耗能最低的。甚至有专门的一类“分子伴侣”帮大分子折成它该有的样子,然后事了拂衣去,就好像一个邻家大爷等在路上,专门帮助去面试的你系好领带。

诸如此类如同神迹般的事情,在混乱的细胞中无时无刻不在发生;但无论如何,这些机制的出现都不是出自某个神圣智者的设计,却都是在自然的选择之下,不斷试错而生成的。

你可以把它视为一种自组织过程:自发进化出来的秩序,避免了熵增造成的混乱与无序。

也就是说,无论是身体内的细胞,还是细胞中的细胞器,其实都不需要给自己鼓劲加油、让自己努力才能工作下去,而是一切自然而然地运转。

进化的厉害之处正在于此。了解了这个基本思想,我们就可以深入细胞中每一样细胞器,看看它们在这场洪流中扮演什么角色。

《工作细胞》是清水茜于《月刊少年天狼星》2015年3月号上开始连载的漫画。这是清水茜创作的一部将细胞拟人化、将人体内的细胞世界描述成人类社会的漫画。漫画里,白血球化身型男战士,负责与病毒战斗;红血球化身快递小妹负责跑腿,运输氧气和二氧化碳;血小板化身萌萝莉,拿着通行禁止的旗子,负责止血,还有其他细胞负责各种工作。日常之余,还要和病毒等敌人战斗。

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