速动作。动物已经变成活跃而有进取心基因运载工具——基因机器。在生物学家词汇里,行为具有快速特性。植物也会动,但动得异常缓慢。在电影快镜头里,攀缘植物看起来像是活跃动物,但大多数植物活动其实只限于不可逆转生长。而另方面,动物则发展出种种活动方式,其速度超过植物数十万倍。而且,动物动作是可逆转,可以无数次重复。
动物发展用以进行快速动作部件是肌肉。肌肉就是引擎,它像蒸汽机或内燃机样,以其贮藏化学燃料为能量产生机械运动。不同之处在于:肌肉以张力形式产生直接机械力,而不是像蒸汽机或内燃机那样产生气压。但肌肉与引擎相似另外点是,它们通常凭借绳索和带有铰链杠杆来发挥力量。在人体内,杠杆就是骨骼,绳索就是腱,铰链就是关节。关于肌肉如何通过分子进行活动方式,人们知之甚多,但却感到下面问题更有趣:们如何控制肌肉收缩时间和速度。
你有没有观察过构造复杂人造机器?譬如说,针织机或缝纫机、纺织机、自动装瓶机或干草打包机。这些机械利用各式各样原动力,如电动马达或拖拉机。但这些机械在运转时如何控制时间和速度却是个更为复杂问题。阀门会依次开启和关闭,捆扎干草钢抓手会灵巧地打结并在最恰当时刻伸出割刀来切断细绳。许多人造机器定时操作是依靠凸轮来完成。凸轮发明确是个辉煌成就。它利用偏心轮或异形轮把简单运转转变为复杂、带节奏性运转。
自动演奏乐器原理与此相仿。其他乐器,如蒸汽风琴,或自动钢琴等利用经过按定模式打孔纸制卷轴或卡片来发出音调。近年来,这些简单机械定时装置有被电子定时装置取代趋向。数字计算机就是个例子。它们是大型多功能电子装置,能够用以产生复杂定时动作。像计算机这样现代电子仪器,其主要元件是半导体,们所熟悉晶体管便是半导体种形式。
生存机器看起来绕过凸轮和打孔卡片。它使用定时装置和电子计算机有更多相同之处,尽管严格说来,两者基本操作方式是不同。生物计算机基本单位是神经细胞或所谓神经元。就其内部工作情况看来,是完全不同于晶体管。神经元用以在彼此之间通讯密码确实有点像计算机脉冲码,但神经元作为个数据处理单位比晶体管复杂得多。个神经元可以通过数以万计接线与其他单位联系,而不仅仅是3个。神经元工作起来比晶体管慢些,但就微型化而言,晶体管却大为逊色。因此,过去20年来微型化是主宰电子工业种倾向。关于这点,下面这个事实很能说明问题:在们脑袋里大约有100亿个神经元,而在个脑壳中最多也只能塞进几百个晶体管。
植物不需要神经元,因为它们不必移动就能生活下去。但大多数动物类群都有神经元。在动物进化过程中,它们可能老早就“发现”神经元,后来被所有种群继承下来;也有可能是分几次重新发现。
从根本上说,神经元不过是种细胞。和其他细胞样,有细胞核和染色体。但它细胞
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