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生命的法则也可以很简单，
其实就是一个关键词——“稳态”，
所有的生命活动都要建立在稳态的基础之上。
准确地把握稳态的概念，
可以改善生活，
改造世界。
肖恩.卡罗尔的《生命的法则》
文/洛群这是一本在自然科学领域的重磅书，作者把万事万物的运转规律聚焦在一个草原上，带你重新理解生命。
我们都知道，万事万物的运行发展都要遵循一定的法则。比如，物体的运动要受到物理法则的制约，化学反应的进行要受到化学法则的制约，我们身处社会之中的一言一行，也要受到各种社会法则的制约。可以说，世间处处有法则，那在生物学领域里是不是也是如此，有一套通行的法则呢？
有，而且正是这本书的书名和讨论的主题，也就是“生命的法则”。一听到“生命的法则”这个词，你可能觉得有点儿玄学的意味在里面，毕竟“生命”这个词的名头实在是太大了。
确实，要想提炼出生命的法则很难。为什么这么说？因为生命足够复杂，物理和化学实验，科学家们可以在实验室里就能设计，通过控制某个变量来验证某种假说，原因和结果很容易建立起联系。但生命现象要复杂的多，就算是一个小小的细胞，里面的分子种类和数量就是天文数字，想通过实验和观察总结出来生命的法则难于上青天啊。
但这本书告诉我们。生命的法则也可以很简单，其实就是一个关键词——“稳态”，稳定的稳，态度的态，所有的生命活动都要建立在稳态的基础之上。了解这一点很重要，我们可以通过对稳态这个概念的理解，来改善自己的生活，改造我们的世界。
这本书的作者肖恩·卡罗尔，当今生物学界的顶级大家，他是美国国家科学院和艺术与科学院的院士，威斯康星大学分子生物学和遗传学教授，同时也是世界上最著名的自然科普作家之一，是为我们介绍生命法则的不二人选。在这本书里，卡罗尔把对生命法则的认识，上升到了整个生物学界的高度。
为什么卡罗尔能做到这一点？其实他的主要研究领域是分子生物学和遗传学，比较偏微观，但他一次在非洲大草原的经历，让他产生了对不同层级生命系统更深刻的认识。他发现，其实微观和宏观生命系统之间的区别只是表面上的，它们的本质规律是相同的，所以才写下了这本书，同时总结出了适用于地球上任何生态系统的法则——“塞伦盖蒂法则”，这个名词你可能没听过，别急，先记住它，待会我会为你解释。接下来，我就通过两个问题，来为你讲解这本书的内容：
第一，什么是生命的法则？
第二，什么是塞伦盖蒂法则，它有什么意义？
第一部分
我们先来看第一个问题，什么是生命的法则？
生命系统分为不同等级，最低等级的生命系统是细胞，越往上就越复杂，依次是组织、器官、个体、种群、群落、生态系统和生物圈。不同等级的生命系统给我们的印象往往完全不同，比如乍一看，非洲大草原上成群的斑马和我们人类体内的细胞没有任何关系。但作者认为，世间所有生命系统不论体型大小，都受到一条相同法则的制约，也就是“生命的法则”，具体说就是：所有这些生命系统，都有这么一种趋势，那就是让自己的内部环境保持稳定，不要变得太极端。我们可以这么理解，一个内部环境稳定的生命系统就是健康的生命系统，如果稳定被破坏，那这个生命系统就会出现各种各样的毛病，甚至走向崩溃。
这里的关键词是“稳定”或者说“稳态”。什么意思呢，给你举个例子。比如正常状态下，人血液的酸碱度是恒定的，ph值稳定在7.4左右，这个7.4的ph值就是稳态。如果降低到6.95，人就会昏迷甚至死亡，如果上升到7.7，人就会抽搐和癫痫。我们平时健健康康的，既不昏迷也不抽搐，就是因为人体依靠着神经系统和内分泌系统自动进行的各种反应，在想方设法地维持血液稳定的ph值。再比如，我们体内生活着很多大肠杆菌，这种细菌很小，一千万亿个加起来才重一公斤，它通过分裂来增殖，平均二十分钟分裂一次，你可能很难想象，如果真的放任一个大肠杆菌自由地分裂增殖，不考虑死亡的话，只需要两天时间，它的后代的总重量就会超过地球。不过显然，我们今天没有生活在一个大肠杆菌星球上，这是因为自然环境在维持着稳态，不会让任何一种生物的数量太多或太少。大肠杆菌会受到这种稳态趋势的限制，大象和鲸鱼也是如此。你看，各个层次的生命系统，不管是生物体体内的微观层面，生物个体的中观层面还是地球生态这种宏观层面，它们的运转都要遵循生命的法则，离不开稳态的调节。这本书的一个特点就在于，它没有把眼光只放在某一个特定层面的生命系统上，而是总结出了一条适用于各个层面生态系统的法则，找到了它们共同的逻辑，这样就能让我们对生物学整个学科，有一个更全面的把握。如果我们把眼光放得更广阔一些，会发现更深一层的普适规律。其实自然界中这种维持不多不少、不高不低稳态的趋势，和社会科学中的很多哲学思辨非常相似。比如道家经典《道德经》里所说的：“天之道，损有余而补不足”，说的意思就是，自然界的规律就是去除掉多余的，弥补不足的，这不就是对自然界稳态规律的另一种描述嘛。你看，如果我们抽象掉事物的表面现象，往往能发现不同事物背后的逻辑规律惊人地一致，不管是自然的还是人文的。从这个角度来思考，生物学领域里不同层次的生命系统都受到相同生命法则的制约，实在是一件再正常不过的事儿了。话说回来，生命法则的核心是稳态，那生命系统平时是怎么来维持稳态的呢？作者把维持稳态的机制总结成了四种调节方式，分别是正向调节、负向调节、双重负向调节和负反馈调节，咱来一个一个说。正向调节说的是一个参数A发生变化，会让另一个参数B发生相同方向的变化。怎么理解呢，打个比方，就好比草原上草的数量多了，就会促使羊的数量变多，在这里草对羊就是正向调节。负向调节就好理解了，就是调节的方向反过来，比如狼的数量多了会导致羊的数量减少。双重负向调节说的是参数A负向调节B，B又负向调节C，就好比狼的数量多了，羊就减少，羊少了就会进一步促进让草变多，狼对草就是双重负向调节。最后一种调节方式是负反馈调节，A正向调节B，B太多之后会反过来抑制A，这也好理解，就像草原上草让羊的数量变多，但羊要是变得太多了，就会反过来把草吃光，羊对草就是负反馈调节。听起来可能有点绕啊，但其实这里主要想跟你说明的是，这四种调节方式，时时刻刻地维持着所有生命系统的稳态，不光是羊和草，小到人体内的各种细胞和分子，大到地球生物圈，也都是通过这四种调节方式来维持稳态的。在大多数情况下，这种稳态维持机制可以运转良好，但如果遇到特殊情况、稳态被破坏，那就会出现各种问题。比如人体的稳态要是被破坏了，人就可能生病甚至死亡。那该怎么办呢，解决方案也特别简单——恢复稳态就行。其实很早就有人认识到了这一点，而且把这种认识应用到了医学领域，也因此挽救了无数人的生命。比如美国生理学家沃尔特·坎农，他在一战战场上救治伤员时发现，休克病人血液中的碳酸根离子浓度比正常人低，这就表明病人的血液比理论值偏酸性，而且血液越是偏酸性，血压就会越低，休克症状就越严重。在坎农以前，人们没法治疗严重休克，病人的血压一旦降低到五六十毫米汞柱，那基本上就没得救了。但坎农发现了一种有效方法，非常简单，休克病人血液里碳酸根浓度既然偏低，那就给病人直接注射碳酸钠，碳酸钠呈碱性，能提高血液的ph值，坎农通过这种方法，强行恢复病人体内的正常稳态，效果出奇得好。之后没多久，这种处理方法就成了医学界的标准，挽救了无数休克病人的生命。而这，只是运用稳态思想治疗人类疾病的一个小例子而已。好，我们来总结一下这部分内容。生命法则的核心概念是“稳态”，它适用于各层次的生命系统，它告诉我们，所有生命系统都会通过四种调节方式，让其内部环境保持稳定。疾病来源于稳态被破坏，所以最根本的治疗原则就是恢复被破坏了的稳态。人们对人体稳态的深刻理解，极大地促进了现代医学的发展。可以说，在微观层面上，人们用生命的法则作为指导，解决了一个又一个难题。但另一方面，人们在宏观层面上，常常忽视生态系统的稳态对自身的重要性。作者提示我们，应该跳出自己的狭小世界，全面了解更广阔天地中的宏观法则。好，以上就是第一部分，我们讨论了什么是生命的法则。如果打个比方，生命的法则就像宪法，是规定所有生命活动的根本大法，但在这个根本大法之下，还有很多更加具体的法则，可以用来更精确地描述特定层面的生命现象。目前，人们对生命法则的认识和运用主要集中在微观层面，尤其是医学领域，宏观层面的研究和应用要少得多。为了弥补这一空白，作者总结出了一系列解释宏观生态系统运行规律的法则——塞伦盖蒂法则，这也是本书最具原创性的部分。那么接下来，我就为你回答本期音频提出的第二个问题，什么是塞伦盖蒂法则，它有什么意义？其实塞伦盖蒂这个名字，来自于非洲坦桑尼亚和肯尼亚交界处的塞伦盖蒂大草原。本书作者卡罗尔本来是一名分子生物学家，但一次在塞伦盖蒂大草原的旅游经历震撼了他，给了他发现生态系统运行规律的灵感，而这本书也正是这个灵感的最终产物。为了纪念这一点，卡罗尔把这一系列的六条法则，命名为塞伦盖蒂法则。当然，这不是说它只适用于塞伦盖蒂草原，实际上，它适用于全球任何一个生态系统，一共有六条，分别是关键物种法则、影响力法则、竞争法则、体量法则、密度法则和迁徙法则。我们先来说前两条，关键物种法则和影响力法则。关键物种法则说的是：众生并不平等，“关键物种”的影响更大，某些物种对生物群落的稳定性和多样性具有重大影响。影响力法则说的是：关键物种通过多米诺效应，就像多米诺骨牌一样，会一层一层地对食物链中更低营养层级的物种，产生重大的间接影响。为了帮你理解这两条法则的实际含义，我们来一起思考一个问题：一种生物的数量到底是由谁来决定的？原来的生态学家们一直认为，一种生物的数量，一般是由食物链中更低层级的生物决定的。在这里，食物链层级的高低取决于捕食关系，捕食者是高层级，被捕食者就要低一级，比如狼就是高层级，羊就是低层级。低层级生物的数量可以决定高层级生物的数量，这种观点特别符合我们的直觉，就像有多少羊就能养活多少狼一样。但仔细一想，好像也不是那回事儿，比如草原上的狼一般不会把所有的羊都吃完，羊没有被吃完，狼的数量就被稳定住了。这就表明，在这里高层级生物的数量不是由低层级生物决定的。那到底是什么因素决定的呢？美国生物学家罗伯特·潘恩曾经做过一个实验，他找了海边一块没有人类活动痕迹的礁石。这块礁石上有个微型生态系统，上面有海星、蜗牛、蚌类、藤壶和海藻等海洋生物，其中海星和蜗牛是这片礁石上的捕食者，藤壶、蚌类等生物都是它的美食，而蚌类和藤壶又以海藻为食。潘恩的研究方法是移除观察法，很简单，就是把礁石上的海星撬起来扔到海里，移除这种捕食者，看看接下来会发生什么。实验结果出人意料，在移除捕食者后不到一年的时间里，被捕食者们并没有过地更好，反而大量消失，这片礁石上的种群丰度从15种降到了8种；实验进行5年之后，礁石上的所有空间都被蚌类占据，其他生物全部消失。也就是说，原来在这片礁石上，海星不是大多数生物的压迫者，反而是拯救者，它通过控制蚌类的数量，维持了整个系统的平衡。这个实验证明了，捕食者在食物网中可以自上而下地调节其他物种的数量。值得注意的是，蜗牛也是捕食者，但蜗牛的存在不能抑制蚌类的扩张，只有海星才能。这个实验引出了塞伦盖蒂法则中的关键物种法则，即：众生并不平等，“关键物种”的影响更大，某些物种对其生物群落的稳定性和多样性具有重大影响。在潘恩的实验里，海星是维持群落稳定的关键物种，蜗牛就不是，海星通过捕食蚌类，维持了礁石上物种的多样性。同样，这个实验还能引出影响力法则，即：关键物种通过多米诺效应，对食物链中低营养层级的物种产生重大间接影响。在礁石上，原本生活着好几种海藻，存在着海星捕食蚌类，蚌类捕食海藻的食物链。但移除海星之后，蚌类过度繁衍，海藻就被蚌类吃光了。在这里，关键物种海星虽然和海藻没有直接的捕食关系，但就像一片多米诺骨牌可以影响到后面所有的牌一样，海星通过多米诺效应，间接地影响了食物链中更低一层的海藻的数量，这种影响虽然是间接的，但也很重要。接下来，我再用一个例子，来为你介绍其余四条塞伦盖蒂法则：竞争法则、体量法则、密度法则和迁徙法则。几个规则的具体定义，我们先按下不表，让我们把目光放到塞伦盖蒂大草原上。这片草原面积达到了2.6万平方公里，是世界上仅有的几个能养育大量大型动物的乐土。今天的塞伦盖蒂草原上，仍然生活着我们熟悉的长颈鹿、狮子、水牛和角马等动物，其中角马值得说一下，它的名字里虽然有马，但其实不是马，它的另一个名字叫做牛羚，实际上它是牛的亲戚。我们就从角马和水牛开始说起。科学家们一直密切