杀死赢家，地球上赌注最高的竞赛

细菌的多样性令人难以置信：地球上也许有10亿种细菌，其中很大一部分都栖息在海洋中。31尽管细菌种类不计其数，在海洋中兴衰了无数个世代，但它们却从未取得过永久的统治地位，即使数量众多的原绿球藻也不是生态中的统治者，它们和数千种远亲物种住在一起。迄今为止，单一物种或者单一种群挤占其他物种或种群的情况还是极为罕见的。一旦发生，这就意味着海洋已经失去了平衡，微生物的爆发性增长是灾难性的：海滩的景点都会关闭，海产品变得有毒，就连附近的空气也会变成致命的毒气。32

是什么样的秘密机制，使得海洋没有被一种超级细菌填满呢？为什么爆炸性增长的多样性是微生物的内在特质呢？答案也许藏在细菌最小的天敌，也就是病毒身上。病毒的演化异常敏捷，生命周期和基因改造的速度都极为迅速，这使它们成为世界上演化速度最快的捕食者。

细菌或者微生物，只要数量庞大，就会成为病毒钟爱的猎物基地，而最成功的微生物则是病毒最明显的捕猎目标。病毒能渗透到目标细胞体内，靠的是它们携带的特殊的表面蛋白。每一种表面蛋白只对一种或者若干种微生物有效。如果一种病毒演化出的新的表面蛋白，正好对一个巨大的种群有效，那么这种病毒就有一个光明的前途，因为这意味着它会拥有一个巨大的潜在猎物基地，以及巨大的潜在增长率。这个循环具备自然选择理论的所有元素：突变、捕食，胜者获得巨大的生殖奖励。33这一循环对微生物的多样性也有着巨大的潜在影响。

海洋生物学家为这个循环取了一个名字——“杀死赢家”。假设海洋中发生了一次巨大的微生物爆发事件，看不见的细菌像乌云一般占据了蔓延数公里的海域。这批细菌的成功归因于它们演化出了某种特殊的环境适应力，但这一成功反而会使它们变成被攻击的目标。病毒无时无刻不在变异，其中一些变异能使它们攻击这一大群细菌猎物，渗透到增长的细菌之中。新出生的病毒从死去的细菌体内涌出，只需要几微米的旅程就能遇到下一个细菌，开始下一轮杀戮的循环。因此，从理论上来说，大型微生物群体会不可避免地遭受到病毒的强烈攻击，它们的数量终将会开始缩减。不过这种缩减只会进行到一定程度，病毒虽然一心想着杀戮，但它们没有自主移动的能力，只能靠运气才能碰到猎物。当曾经爆炸式增长的细菌物种变得稀少时，它们的死亡率就会开始下降，而总体数量也会趋于稳定。

“杀死赢家”是生物成功生存的一个自然安全阀、一个盲目的机制，防止任何单一微生物占据环境。过于成功的微生物会被修剪到较小的规模。这样的过程我们也观察到过：偶尔会有一种叫作金藻的微生物在海洋中爆发，其数量增长之快，甚至在太空中都能看到它们的蔓延。使用天上的卫星，微生物学家可以观察到随之而来的病毒攻击。从边缘开始，整片充满生机的藻团开始出现缝隙和孔洞。在一个星期之内，金藻的数量锐减，犹如风吹云散，兴盛的金藻种群被切成了碎片。34

“杀死赢家”的永恒战争，引发了细菌和病毒之间适应和反适应的军备竞赛。一些被感染的金藻会启动一个叫作“凋亡”的自杀流程，像故事中的英雄一样扑倒在手雷上，以防止病毒自我复制。35爆炸虽然会让细胞送命，但也保护了它们的子女，也就是它之前分裂复制产生的细胞的生机。不过病毒也会演化：高级版本的病毒会携带一种能组织“凋亡”的蛋白质，以防宿主细胞自杀。最阴险的病毒甚至会利用这种“自杀机制”，增加自身的繁殖。36有一种叫作赫氏圆石藻（Emiliania huxleyi）的金藻展现出另一种逃生策略。当遭受病毒攻击时，它们会将自己变成移动的逃生舱，其中只包含自身一半的DNA。37在亿万年的时间里，大海中持续进行的攻击、防御、反击的战斗，催生了微生物惊人的多样性。

单细胞生物和病毒是地球上演化速度最快的生物，而“杀死赢家”是地球上赌注最高的竞赛。38这场竞赛发生在每一滴海水中，发生在过去30亿年中的几乎每一天里。它阻止了任何一个微生物物种变得太过成功或占尽优势，也因此担负了部分责任，保持了大海中多样性的平衡。

过去发生的一些事件表明，微生物世界一旦被破坏，会引起可怕的后果。其中一个例子就是，2.5亿年前的生物大灭绝事件致使地球上96%的物种遭遇了灭顶之灾。大规模的火山活动为大气中注入了大量二氧化碳，导致全球性的气候变暖，微生物在温暖的海洋中大量繁殖。于是，海洋食物链被完全破坏，生态系统的天平倒向一边，导致微生物爆发，耗尽了海洋中的氧气。直到500万年以后，海洋生态才复苏，走上了正轨。39

这一切听起来似乎很熟悉：今天的海洋生物学家都在担忧大气中二氧化碳含量的提高和海洋的变暖。40不管是来自过去的证据，还是有关生态平行的研究结果，都把现在的海洋指向了一个危险的未来。假如微生物再次统治海洋，后果将不堪设想。



1930年6月6日，有两个人爬进一个中空的钢球，将自己密封在里面，然后一头栽入了大西洋。数小时以后，他们回到了百慕大三角刺眼的阳光下。他们看到的东西彻底改变了他们以往的观点。这两人分别是自然学家威廉·毕比和工程师奥提斯·巴顿（Otis Barton），这是人类历史上最深的一次潜水（见图4-1）。他们的潜水工具是一个密封球，直径大约1.5米，安装有一个小小的由石英制成的观察窗。一根钢缆和一条橡胶通气管通向水面，这让潜水球看上去不再那么像一座坟墓。他们下潜到了244米深的海域，这一划时代的成就让他们留名青史，而他们最后浮出水面的原因是“旅程中的感觉有点不太妙”1。在接近一公里的水下，四周是千钧重的水压，毕比感觉到的是绝对的孤独，这孤独似乎比水压更为沉重。因为他知道自己已经越过了人类的世界，看到了人们从没见过的场景。

图4-1　威廉·毕比和奥提斯·巴顿与他们的潜水球

在潜水球里，我感觉到了前所未有的孤独，在漆黑的海洋深处，我们就像尚未出生的胎儿，度过了无尽的“远古时代”，然后降生于这个世界，扮演着微不足道的角色，书写着无足轻重的历史。2

黑暗总令人不安，无论是楼梯下的空间，还是篝火照不到的边缘，藏在目不可及之处的东西总会让人紧张。身处陆地之上，我们无法想象海洋最深处的环境。海洋宛若另一个星球，统治着世界最底层的是巨大的水压、极冷的水温以及永恒的黑暗。

潜水球是一种简单的工具，只是一颗小小的球体，没有什么装备，只带着一点儿烧碱，用来吸收呼吸产生的二氧化碳。尽管如此，它还是把两人带到了一个没有人见过的世界。在下潜到180米时，毕比用电话线传上来一句话：“此处以下，只有死人来过。”这句话清楚地体现了毕比沉重的心情，就像头顶上盐水的重量一样沉重。3

毕比在深海中获得了重大发现，这里的生命差异巨大，它们的形态和适应方式骇人听闻，能在极端的温度和压力下生存。在不见天日的深渊里，长着剃刀般牙齿的鱼靠伪装来捕猎，巨大的蠕虫能喝下沸腾的化学“汤”。也有静静流淌着的简单的美——精致的水母在没人能看到的地方孤独地摆动着丝丝触须。而在这片深渊里，到处闪烁着绿色的光芒，这是生物的发光——活着的生物制造的光。水母