一

在《能量，性，自杀》的序言末尾处，作者半开玩笑地说道：“这本书的书名可能有点夸张。在公共交通上阅读时，心理承受能力不够强的读者可能会陷入窘境。”于是地铁上的我第一次认真打量了这本书的书名——“能量、性、自杀”，确实吸睛，下面的副标题则是“线粒体与生命的意义”。

我对此略感怀疑。尽管线粒体这座能量工厂占据了细胞重量40%，但对于细胞来说，仍然不过是一群功能组件，就算真的能连接上这几个醒目的名词，但要将其与生命的意义联系起来。一本关于线粒体的书，如何能配上这么大的标题，又不显得牵强或草率？

熟悉中学生物的读者或许仍对细胞有个大致轮廓：每个细胞中有很多细胞器，比如细胞核、核糖体、高尔基体、线粒体等；细胞同样需要呼吸，其中有一个麻烦的过程叫三羧酸循环，过程中生成的ATP就像是细胞间的能量货币；细胞通过分裂来增殖，根据子细胞的染色体数目又可以分为有丝分裂和减数分裂等等；减数分裂生成单倍体的配子，两个不同性别单倍体之间的融合就是有性生殖。

传统的观点认为，为这一切过程编码的是细胞核内染色体上的核基因。线粒体作为一个细胞器，通常听从细胞的指挥，到细胞需要能量的地方去。

《人体奥妙之细胞的暗战》

我们对这种解释早已习以为常。1859年，达尔文在《物种起源》中阐释了自然选择理论，进化论逐渐成为了思想界的主流话语，而随着遗传学和分子生物学的发展，基因仿佛成为了生命表象之下代代相传的本质密码。即使没有读过《自私的基因》，其论点也不难想象——基因仿佛是一个狡猾的阴谋家，复杂庞大的生命活动最终目的，不过是为了帮助基因完成自我复制。如果基因有天堂，那么天堂就是印刷厂的模样。

在这本书中，线粒体挑战了细胞核的独断统治，开启了一次范式转变。正是作为细胞内相对独立、甚至有专属基因mtDNA的特殊细胞器，线粒体注定难以被一元决定论彻底消化。

而本书标题中的能量、性和自杀，指向了生命的活动、繁衍和死亡这三个核心过程。线粒体贯穿其中，或负责、或参与、或引发了这些活动。

线粒体与其说是细胞核基因编码的奴隶，不如说是一位细胞内部的合伙人，而这位合伙人则是从一个普通员工成长而来的。水能载舟，亦能覆舟。线粒体在成为细胞能量工厂的同时，彻底改变了细胞的生存逻辑，最终把控了细胞的生老病死。

二

基于能量的共生关系，是本书故事的起点。

第一个真核细胞源自于一次细菌间的偶然相遇：产甲烷菌看中了α-变形菌的代谢产物，步步紧逼，终于将α-变形菌整个吞下。在嵌合体中，为了维持α-变形菌的能量供应，产甲烷菌需要提供环境和原料。这就是“细胞-线粒体”结构的雏形。

于是，细胞主外，线粒体主内，其中呼吸链充当流水线，质子梯度作为产品，再进一步引入ATP扮演货币的角色，这种合作关系以真核细胞的形式得以保存。基于分工，真核细胞得以适应更多环境，也不必再拘泥于原本为了保证呼吸和复制效率的尺寸限制，最终逐渐复杂化并发展出了繁多的真核生物，包括我们自己。

在这个合作组织中，线粒体的独立性仍然是个谜：为什么线粒体需要保留自己的基因，而不是与核基因合二为一？书中的解释是：只有通过线粒体基因的自主表达，细胞呼吸链才能实现精准调控。生命对能量的需求总是在波动中，而线粒体如同分散的电池，如果彼此之间不作区分，仅凭核基因的一刀切管理，显然难以满足细胞的灵活需要，而最好的办法则是引入电池的自检+自适应系统。于是双方进一步合作，核基因负责提供蛋白质的基础建设，线粒体基因的自主表达则确保了能够根据现场情况灵活调整进度。

线粒体的自检指标是自由基。正常情况下，细胞膜上的呼吸链是将燃料电子逐步转移到氧气的氧化还原链，中间会经过一系列复合物，也像是一种分级的燃烧反应。与此同时，膜两侧会积累质子梯度，将其打包封装为ATP也就完成了能量的转存。呼吸链一旦出现异常，无法正常转移的电子就会形成反应活性很强的自由基。

问题不是出在电子转移链上，就是出在打包封装链上。电子转移链上的问题通常是复合物储备不足，限制了电子传递，ATP产量也通常偏低，这时线粒体就能通过自身基因表达来调节。而打包封装链的问题更多是由于产物ATP过量，本身化学势太高，以至于质子梯度的能量无法进一步转移到ATP中，从后往前阻碍了电子的传递。一个策略是解偶联，即将质子梯度短路，通过质子泄漏来释放热量。动物的内温性就是这种策略的产物，虽然不算节能，然而这背后的冗余却赋予了内温性动物更强的有氧活动能力。

这些策略也不总是奏效。由于细胞的ATP主要用于分裂，如果细胞大寿将近、活动衰退，ATP就会在下游囤积，调控也不起作用，从呼吸链中出现大量泄漏的自由基，最终影响到细胞核DNA，从而造成细胞损伤。对细胞来说，受损的DNA既是危机的信号，也是修复的号角。在单细胞生物中，这会引致彼此间融合以修复损伤；而多细胞生物则会触发细胞凋亡，通过清除受损细胞为健康细胞腾出空间和资源，从而实现修复。在这些机制中，我们找到了细胞层次上性和凋亡的起源。

线粒体处于自由基的前线，线粒体基因的突变也最为常见。在线粒体衰老理论中，自由基泄漏造成了基因突变，突变的积累直接导致了复制障碍，从而导向衰老和死亡。但从更演化的角度来看，突变也意味着自然选择的机会。

由于只有受损最少的线粒体才会被复制，突变虽多，刷新也快，严重的突变最终会在线粒体种群的例行更替中被淘汰，不至于出现致命的损伤。但是不断积累的轻微突变仍会导致整体效率的下降，为了维持细胞的能量供应，线粒体生成更多复合物，也会通知细胞生产更多线粒体。细胞日益增长的运作压力将使其内环境失衡，促使炎症因子产生和释放，进而导致机体衰老。

要对抗衰老，仍需关注自由基，但并非通过抗氧化剂消灭自由基。在改良后的线粒体衰老理论中，泄漏出的自由基与其说是威胁本身，不如说是传递坏消息的信使，抗氧化剂只能治标，无法治本。问题的关键不在于如何消灭泄漏的自由基，而在于如何减少呼吸链上的自由基泄漏。

想要延年益寿，本书提供了一种思路：管住嘴、迈开腿、最好稍微有点冷——当氧化任务量有限、线粒体活力充沛、同时存在产热需求促进呼吸链解偶联分散压力，这时的电子传递链就如同空旷的高速公路，不容易产生自由基泄漏情况。自由基的减少则能从源头上延缓细胞衰老。

对线粒体的选择不仅发生在个体的生命史中，也发生在个体的生命史前。有性生殖要求双方的核基因融合，同时线粒体也拥有独立的基因组，需要通过细胞质遗传。我们知道线粒体基因容易突变，如果任意地与核基因搭档产生新的个体，将面临代谢紊乱的风险。为了产生能量稳定的新个体，最好的办法是由一方负责培养并筛选出与核基因协同性最佳的线粒体，另一方则根本不提供线粒体。于是线粒体经由母系代代相传。对于本书而言，这是两性的根本原因；而对于生命来说，这也是生生不息的活力来源。

三

自然选择理论的优美之处在于，实然似乎总有向应然演变的动力和路径。与许多科普书一样，这本书的意图指向的结论是挑战性的，但正如书中所说：“……把一个看似合理的故事拼凑起来，并在几乎每一点上用证据来支持它……”

整本书中，共识、假说、证据三者并重，线粒体虽然被推至前台，但也并非是基因论的彻底颠覆者，而是作为视野的补充。通过在细胞层面重构生物演化历程，从真核生物的起源出发，围绕着对能量的追寻、调控以及承担失控的后果，作者用线粒体串联起来了真核生物在细胞层面的整个历史，最终描绘出的是一个可信又不无可爱的故事。

那么，生命的意义究竟是什么呢？在本书的后记末尾处，作者似乎也有所迟疑：“就算它没有告诉我们生命的意义，它至少能让我们理解生命为何是这般模样。”事实上，本书提供的或许并非是生命意义直接的答案，而是一种对生命的全新理解，意义则蕴于其中。

“To be, or not to be, that is the question.”这是哈姆雷特面对人生困境的深刻自问，也是生命的永恒问题：是生死斗争，还是随波逐流？在这个意义上，这本书堪称一部线粒体的史诗，它的对手一路变化，从自然环境的无常，到真核细胞的统治，最终直面死亡。我们看到了这个小小细胞器决然的英雄气概，也看到了生命无限丰富、开放地“to be”的可能性。

如果生命有意义，意义或许就在这里。