人生的博弈(理论)

看到制造生命起源分子的新途径总是令人高兴的，比如最近发现，在紫外线的帮助下，RNA的核糖可以在星际冰粒的类似物上由水、甲醇和氨形成。¹但在理解生命起源的过程中，烹制一锅由各种成分组成的“生命起源前汤”——达尔文所说的“温暖的小池塘，里面有各种各样的氨和磷盐”——看起来非常容易。问题是，生命是如何从简单的原始成分发展到复制原始细胞的复杂过程的。

在这一点上，观点截然不同。尼克·莱恩(Nick Lane)在书中创造性地提出了一种观点关键问题我们无法将遗传信息传递的起源与其所需的能量学分离开来。莱恩认为，自主生命系统可能是由热液喷口的电化学梯度驱动的化学反应的产物。

另一种观点认为，生命产生于自由漂浮的复制因子之间争夺资源的相互作用:最有可能是自催化RNA分子，正如弗朗西斯·克里克、莱斯利·奥格尔、沃尔特·吉尔伯特等人在“RNA世界”中提出的那样。这两种情况并不一定不相容，尽管还没有人把它们联系在一起。

自私的问题

在原始形态下，RNA世界包含大量的复制因子，它们拼命争夺有限的资源，特别是争夺RNA本身的组成部分。因为RNA既可以编码遗传信息，又可以作为催化剂(核酶)，它似乎刚好具备了让这个想法起作用的条件。

我说“粗糙的”形式是经过深思熟虑的。这种“自私的复制者”的图景看起来越来越过时——这从一开始就应该是显而易见的，因为我们所知道的每个生态系统都是一个精心调整的相互依赖的网络。事实上，在20世纪70年代，曼弗雷德·艾根(Manfred Eigen)和彼得·舒斯特(Peter Schuster)提出，简单的RNA分子需要形成相互合作的网络或“超循环”(hypercycle)，以抵御复制错误，然后才能进化出复杂的分子装置来避免这些错误。²

美国波特兰州立大学的Niles Lehman和他的合作者在2012年通过实验证明了简单RNA复制因子之间合作的优势。^3.他们研究了来自固氮细菌的200个核苷酸核酶片段的共价自组装。通过改变引导组装过程的核苷酸三联体，研究人员可以制造出各种各样的自组装rna。他们发现，如果这些引导序列是这样的，一些核酶变体促进了其他RNA分子的形成，而不是它们自己，合作网络就形成了，它们可以集体获得更高的适应性——更快的繁殖——而不是纯“自私的”自催化剂，当所有人都在竞争来自同一锅的片段时。

RNA困境

现在，雷曼和他的同事们已经证明，这些具有不同“连接标签”的核酶片段的不同混合物可以表现出复杂的动力学，其中合作和自私都是可能的，这取决于详细的参数。⁴实际上，这个系统为博弈论提供了一个化学版本的场景，包括著名的囚徒困境。

在这方面，存在吃白食的可能性:一些代理(在这个例子中是RNA分子)可以从其他代理的行为中受益(让自己繁殖)，而不回报这种好处。人们早就知道，在任何社会体系中，这样的背叛者都可以利用一个合作的群体，但合作有时也会成功，因为背叛者也会相互破坏。

在RNA实验中，缺陷的主导可能会导致一种明显不太适合的基因型(一种本质上具有较低自我复制率的核酶)成为最多的情况。另一种奇怪的情况是“石头剪刀布”三人组的出现，在这种情况下，变体A、B和C在一起出现时达到稳定的平衡，因为A在竞争中胜过B, B打败C, C打败A。

博弈论长期以来一直被用于进化论中，但这里的不同之处在于，总体上，行为者并不是在复制:他们是在他人的帮助下进行复制。显然，这里有自私的空间，但它不是全部，甚至不是主要的故事。

我怀疑，将“自私”视为基因组如何进化和工作的决定性特征是一种短暂的时尚。在悉达多•慕克吉(Siddhartha Mukherjee)权威的历史调查中，它没有发挥重要作用的基因．而且，正如这项最新研究显示的那样，在原始基因网络的动力学中，这只是一种可能的行为——通常在进化方面是无效的。但我们应该警惕，不要因为生命创造过程中“合作”的出现而感到安慰。这些都是一个微妙的平衡和复杂的化学动力学系统的隐喻。这是讲故事的一种简洁的方式，但在现实生活中，故事从来都不简洁。

菲利普球是一位生活在英国伦敦的科学作家