前几天学习《生命的法则》电子书，写了一篇阅读笔记，本来只是应全国*协读书群群主要求写的命题作文，谈谈阅读的体会，与委员们进行内部交流，我同时发给了两位朋友交流探讨，没想他们觉得有一些价值便推荐到了媒体，很快省内外七八家媒体进行了刊发和转发，看来大家对这本书还是很感兴趣。正好前段我通过网购的纸质版的书也到了，相对于电子书，我更喜欢纸质书，前后对比阅读方便，整体感也更强，于是我又作了进一步阅读，现再作些导读。
《生命的法则》（TheSerengetiRules）是美国著名分子生物学和遗传学教授科学家肖恩·卡罗尔的一部新作，一次游历非洲坦桑尼亚赛伦盖蒂草原的经历，卡罗尔发现，微观和宏观生命系统之间本质的规律是相同的，那就是“稳态”，作者以优美的文笔、生动的故事，把纷繁复杂的自然界用简单的逻辑进行了清澈、流畅、透彻的讲解，深入浅出地诠释了万物兴衰的奥秘。
全书包括引言、第一部分、第二部分、第三部分和结语。
引言：正在到来的生物学第二次革命。在引言部分，作者认为在刚刚过去的年间，人类不但加强在分子水平上对生命的研究，逐渐发现很多人体内各项指标得以维持的原理，包括荷尔蒙、血糖、胆固醇、神经递质、胃酸，组胺、血压、病原免疫过程以及各类型细胞的增殖过程，而疾病通常是由于生命体内调节机制发生异常使某些物质处于过量或者不足状态导致的，针对这些异常已衍生出可以预防和治疗疾病的各类药物，年销售总额达到了亿美元，引发了分子生物学领域的第一次革命。作者在赛伦盖蒂草原发现，这些生命体内的调节机制同样适用于自然界，自然界也存在着可以调节动物种类和数量的生态法则，这些法则不仅适用于赛伦盖蒂，他们也属于世界上很多区域，从海洋湖泊到陆地。地球生态系统也会生病，现已处于亚健康状态，在可预见的将来，生物科学在拯救地球生态系统方面将发挥核心作用，引发生物学的第二次革命，兴许会给全人类带来更大的福利。
第一部分：万物有法。作者从我们的身体的智慧谈起，指出我们的身体具有非常精细的调节功能，从而保持体内环境稳定。作者讲了他们在赛伦盖蒂草原上一个夜晚碰到象群因恐惧引发大脑和身体一连串的生理反应的故事。还介绍了著名生理学家坎龙研究的成果。当猫处于惊醒状态时，食物在食道、胃和肠道里的收宿蠕动会突然停止，这种情绪紧张使消化过程骤停的现象也发生在兔子、狗和豚鼠身上，后来发现身体在压力情况下做出的正确反应是由交感神经系统和肾上腺共同协调完成的。卡农在第一次世界大战的欧洲战场还发现受伤的战士血压过低发生休克是因为血液更偏酸性，简单可行的治疗方案就是给休克病人注射碳酸钠，调节酸碱平衡。在卡龙看来，是神经系统和内分泌系统的许多行为导致了剧烈变化的发生，从而使体内环境保持在一个围绕中心窄幅变化的范围内，包括体温，酸碱度，水分，盐分，氧气还有糖的含量都处于一个相对平衡的状态。我们的身体具有非常精细的调节和控制功能，这就是身体的智慧。内稳态已经成为生理学和生物学中一个重要概念，有人甚至把它与达尔文的进化论相提并论。坎龙坚信，内环境的调节是生理学的基础，内环境失衡也是多种疾病发生的重要原因。
接着作者用现代生态学奠基人查尔斯·埃尔顿的研究故事谈到了更宏观层面的调节平衡。年，21岁的埃尔顿在牛津大学时就参加了为期两个多月北极之旅的地质学和生物学科考。返回牛津之后埃尔顿研究发现，尽管北极地区生物多样性相对简单，但绝不是以往博物学家认为的生态系统是作为整体存在的，或者说是不同种群的简单集合，而是形成一个大的网络，埃尔顿称其为食物网。海鸟的粪便中含有氮元素，可以被细菌吸收并滋养植物，植物为昆虫提供食物，而昆虫与植物同时也是陆地上松鸡与矶鹞的食物，后者则成为北极狐的盘中餐。年，埃尔顿在研究中发现北极旅鼠的暴增是周期性的，每隔三四年爆发一次，年，他完成了《动物数量的周期性波动》，文章日后成立了现代生态学的奠基石。他认为在多种族生存的生态系统中，食物链的存在形成了某种经济联系，捕食者与被捕食者的关系将所有的动物联系在一起，植物则处于整个食物链的底层。
这一部分主要是通过坎龙和埃尔顿研究故事的讲述，阐明无论是微观分子生物层面，还是宏观自然生态层面都遵循着同一个规律，通过调节机制形成稳态或者平衡，这是万物共同的法则。
第二部分：生命的逻辑。
作者首先介绍了分子生物学领域的奠基人，法国莫诺教授研究细菌的生长与营养液中含有的碳水化合物存在的关系，后来雅各布教授也加入了这一研究。他们发现细菌对糖的选择是有倾向性的，进一步发现是细胞内部有调节机制，而且这种调节机制不是单一的，即有正向调节的诱导剂，也有反向的阻遏物，还有双重负向调节（负负得正），反馈调节等模式。这种细胞内部调节机制被称为生命的第二法则，他们因这一发现获得了年诺贝尔生理学或医学奖。他们认为细胞内的生命活动也是各种大分子通过复杂而精准的系统相互作用，达到调节它们的合成与功能的目的。他们信心十足地提出了一个众所周知的公理：对大肠杆菌适用的理论也一定适用于大象。
接着作者讲了一个胆固醇的故事。美国科学家安塞尔·季斯开展了一项长达15年的七国实验，发现与心脏病相关的主要风险因子是血液中的胆固醇水平，后来约瑟夫·戈尔茨坦与迈克尔·布朗进一步研究发现胆固醇水平与还原酶有关，而日本科学家远藤从真菌中发现了抑制还原酶活性的美伐他汀。20世纪60年代早期，心脏病是造成美国人死亡的第1杀手，多亏了美伐他汀的出现，让美国人群中的心脏病的致死率下降了60个百分点，引发了一场革命。
而接下来介绍的是更为复杂的癌症。美国科学家珍妮特证实了癌症是一种与遗传有关的疾病，研究癌症所面对问题的复杂程度远远超过了诸如细菌里糖代谢的过程，或者人体内胆固醇的调节过程等。在哺乳动物中，甚至包括人类的基因组当中发现了致癌病*的同源体，病*癌基因转移到人体22号染色体上是导致癌症发生的关键。有数据显示，在人类的约2万个基因当中，仅有个基因的突变性频繁发生在各种癌细胞里，其中约一半为原癌基因，剩下的一般为抑癌基因，这对人类而言无疑是一个好消息。另外一个重要发现是几乎所有的癌症都带有属于这条易变变基因中的2~8个突变位点。如果我们掌握了肿瘤基因在哪些位点上如何被改变，就可以进行靶向治疗。到年，已经有将近40种这类药物问世，还有更多的产品在研发当中。
这一部分作者介绍了人体体内调节机制，以及这些机制如果被破坏时将产生的灾难性后果---疾病，通过修复身体损坏的细胞或恢复平衡机理可以有效转化为治疗疾病的手段。实际上是通过生理学的一些重大发现来解码微观分子生物层面的调节法则。
第三部分：赛伦盖蒂法则。这一部分是本书的重点，阐明的是在微观分子生物层面的调节机制和逻辑在宏观生态层面上依然有效。
作者首先介绍了美国动物学教授潘恩在美国西北马卡海湾所做的一个重要实验。传统生物学界认为所有的生物都属于下述四个营养层级之一，分解者，生产者，食草动物以及食肉动物，普遍接受的观点是大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米的恒古不变的自然法则，认为在食物链中越往上的层次会受到比其低的层次的限塞制，也就是说，种群数量是被自下而上正向调节的。但潘恩通过生态系统的移除观察法发现，海星---蚌类---藻类是一个食物链，在岩石上海星被移走后蚌类就会大量繁殖，捕食海星是通过控制蚌类数量来维持整个生态系统平衡的，旁人的实验证明了，捕食者在食物网中自上而下的负向调节，这一发现颠覆了人们的传统认识。他后来发现在海獭---海胆---海藻的这一食物链中也存在这种负向调节，潘恩把它命名为营养级联效应。除了上述两例在海水生态系统中存在的营养级联之外，陆地上也存在类似的捕食者----食草动物----植物系统。
扔海星的实验揭示了自然法则的两个基本思想。这是两条关于种群调节的法则，也是塞伦盖地法则的第一条及第二条。
法则一：关键物种法则
大千世界众生并不平等，关键物种的作用举足轻重，对生物群落的稳定性和多样性具有重大影响，它们的影响会向下延伸至更多的营养层级。关键物种的重要性体现在它们的影响程度，而不是在食物网中所处的层级。
必须要指出的是，并不是所有的捕食者都是关键物种，也不是所有的关键物种都是捕食者，更有甚者，并不是所有的自然生态系统都需要关键物种的存在。
法则二：影响力法则
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。食物网中的一些物种可以自上而下地产生重大影响，而且影响程度常常与他们的绝对数量并不匹配，这个影响会波及整个生物群落，并间接影响低营养层级的物种。
这种级联效应往往存在于几对强相互作用连接的营养层级当中，生态系统中大多数物种并不能对其他物种施加强大的影响力。对于生态学家们而言，集中精力在关键物种与营养级联上也加速了对生态系统的结构与调节过程的理解。
作者再次回到了塞伦盖地。东非是动物的天堂，年，英国生物学家郝胥黎首先提议包括赛伦盖蒂在内的几片广袤之地应当受到保护，成立国家自然公园，并设立禁猎区。但后来旅客和猎人们在赛伦盖蒂还是出现了过度杀戮。英国导游芬奇---哈顿强烈谴责狂欢的屠戮盛宴，并呼吁人们在无可挽回之前保护赛伦盖蒂，英国国会终于开始重视了这个议题，年，赛伦盖蒂不再对外开放，年，部分地区成为禁猎区，年，赛伦盖蒂国家公园成立，年，联合国教科文组织宣布赛伦盖蒂为世界文化遗产。我们人类也是这片土地孕育的种族之一，我们的祖先早在万年前就生活在这里。
当生物学家辛克莱来到赛伦盖蒂的时候，一些大型野生动物身上发生了一些显著的变化，年的一份报告称水牛的数量达到了3.7万头，而4年前仅有1.6万头。辛克莱在北部林区进行了精密统计，据他推测，到年，水牛的数量已经超过了5.8万头。最显著的增长是发生在~年，之后7年也一直延续了增长的势头，究竟是什么使水牛数量保持增长？经研究发现，辛克莱认为牛瘟是导致水牛锐减的原因，动物的免疫系统在接触过病*感染后，会产出含有抗体的血清。同样的理论也可以用来解释角马的数量变化规律，角马数量自年以来增长了两倍。不仅如此，辛克莱还发现病*都对不同物种种群数量的影响并不一致。例如，不是反刍动物的斑马，他们并不会受到牛瘟的威胁，其数量也在几十年内保持不变。曾经，人们一度认为，野生动物才是牛瘟的的起因，进一步研究表明家畜才是牛瘟病*的来源。牛瘟病*的巨大影响显示，并不是只有捕食者才能扮演关键角色，病原体也可能对生态系统造成超比例的影响。
竞争是另外一种控制种群数量和种类的主要方式，也代表了另外一个赛伦盖蒂法则。
法则三：竞争法则
对共同资源的竞争，导致了一些物种种群数量减少。在对空间、食物以及栖息地等共同资源的竞争中，有优势的物种会导致其他物种种群数量减少。
角马的数量直接和间接地影响着草场、山火、树木、捕食者、长颈鹿、草本植物，昆虫以及其他食草动物，显示了它们是赛伦盖蒂的关键物种，对整个群落的结构和调节过程有着非同寻常的作用。
法则四：体量法则
动物数量的调节方式简单地被归纳为两种：首先是吃什么（自下而上），以及被什么吃掉（自上而下），或者是两者的结合。辛克莱进一步研究发现：成年动物的体积与其被捕食的概率之间有强烈的相关性。
千克体重是一条非常明显的分界线，体重小于千克的物种其数量基本被捕食行为控制，而千克以上的大型动物则不受影响。
个体大小会影响调节模式，动物的个头大小决定了他们的种群数量在食物网中被调节的机制，小型动物受捕食者调节（自上而下），而大型动物受食物供应的调节（自下而上）。
法则五：密度法则
辛克莱研究了每个物种数量的增长率与其种群大小之间的关系后发现，物种数量与增长率成反比，这种现象被称为密度制约。一些物种依靠它们自身的密度进行调节，一些动物种群的数量是通过密度制约因素进行调节的，这些因素有稳定种群规模的倾向。不管是什么原因导致某个物种数量增加了，在增加到一定程度时都会有制约这一物种数量增长的因素出现，从而导致物种数量的增长缓慢或者是负增长。反过来也是类似的道理。食物限制、捕食行为、对空间的争夺等是都会导致密度制约。
法则六：迁徙法则
迁徙导致动物数量增加。迁徙行为通过增加食物的可获得性（减少自下而上的调节），以及减少被捕食者捕食的概率（减少至上而下的调节）等方式来增加物种数量。每年在塞伦盖蒂和毗邻的马赛马拉草原重复上演的东非动物大迁徙就是一个例证。人类最早的祖先从非洲走向欧洲、亚洲的迁徙也是为了追寻更有利的生存环境。中国古代的都城从*河流域逐步向长江流域的迁徙也是因为江南物产的丰裕。
塞伦盖地法则没有地域局限性，它与普适的调节法则及前面提到的分子量级的生命逻辑具有惊人的相似性，分子层面和生态系统中的调节都遵循着同样的普适逻辑——正向调节、负向调节、双重负向调节和反馈调节机制，只是生态系统中的调节法则有特定的调节对象与手段，如捕食者、营养级联等。正如分子量级平衡被打破人会患病一样，如果生态系统一旦遭到破坏，人类将难逃其罚。
在接下来的章节中作者介绍了美国伊利湖的蓝藻，亚洲稻田中的褐飞虱，加纳的狒狒，美国卡罗来纳沿海地区牛鼻鲼的暴增现象，作者把它们称之为动物世界的癌症。
作者初步分析原因，认为是由于蜘蛛、狮子和鲨鱼等捕食者被杀死，导致被捕食者疯狂增长。更进一步的研究，作者认为这是因为人类的太过分导致了这一切：农场土壤里过量的磷元素，农田里过量的杀虫剂，以及对狮子、花豹和鲨鱼的偷猎和过量捕杀，最终导致了既有生态系统平衡的破坏。
为了治疗动物世界的癌症，一切非常大胆的尝试已经大规模的启动了。美国威斯康辛州自然资源部在门多塔湖开展了调控营养成绩的试验，通过投入大嘴鲈鱼（1号捕食者）吃掉小一些的米诺鱼（2号捕食者），米诺鱼以浮游动物为食物来源，而藻类则是浮游动物的食物来源，结果导致浮游动物增加70%，藻类减少70%，水质改善。后来人们纷纷效仿，许多湖泊在移除以浮游生物为食的鱼类及增加捕食鱼类之后，都成功地解决了富营养化的问题。美国在*石公园也开展了引入灰狼濒危物种，重建生态秩序，狼群回归，曾经并仍然持续地对*石地区生态圈施加级联效应，但不并不能保证对所有的物种都发挥作用。越是环境改变巨大的生态系统，越是难以恢复原状。
莫桑比克戈龙戈萨公园是另一个经典的案例。最早是南非生态学家廷利针对全境的生态系统进行研究和考察，发现它是一片非洲大陆上无与伦比的保护区。但由于年至年莫桑比克内战，开火的双方肆无忌惮地捕杀野生动物作为其食物来源，对戈龙戈萨地区造成了严重的破坏。年开始，美国慈善家开始捐款支持戈龙戈萨公园恢复重建，先后引进了水牛、斑马、角马、大象、河马、巨羚等动物，年的时候园区内野生动物不足0头，后每年增速达20%以上，10年后达到了约4万头。
实施证明，只要给予充分的保护及食物来源，大多数面临衰退境域的种群都能快速止损。19世纪末期仅余20头的北象海豹，如今数量已超过20万头；西澳大利亚座头鲸在短短50年间数量由不足头增加至2.6万余头，而北太平洋海獭经过20世纪的休养生息之后，数量从0只增长至10万只；而北美短吻鳄更是由濒临灭绝成长为数量万的种群，仅仅用了50年。
结语：遵从生命的法则，共建美好家园
目前我们所处的生态环境中，人类处于超然卓越的地位，是所有生物物种当中最高等的捕食者与消费者。罗伯特·潘恩严肃提醒：虽然人类是生态系统中超主导性的存在，但是，如果不遵从自然法则并继续肆意破坏生态环境，人类最终会成为最大的输家。现在，能够约束我们的就只剩下我们人类自己了。
从门多塔湖、*石公园以及戈龙戈萨地区获得的经验都充分显示，恢复濒危物种、修复生态环境，甚至让破损的生态系统重生，都不是不能做到的事情。人类已经成功地消灭了天花，消灭了牛瘟。
年，比尔·福奇出版了一本书，是他关于消灭天花运动的回忆实录。他总结了18条他认为可以扩展到其他公共医疗健康事业上的经验，作者选取了其中8条宝贵的经验：全球化合作；可行的计划及专注的执行者；团结就是力量；*府的重视和支持；有效的管理；国际化目标、区域化管理；乐观；文明程度的提升。作者还提出了应对挑战的三大原则：分清轻重缓急；主动积极作为；从我做起。
从结语中我们可以感受到，作者认为现在全球生态系统已经处于亚健康状态，修复的任务十分艰巨，但只要我们加强团结、加强合作、主动作为、人人参与，遵从生命的法则，我们一定能够建好人类美好家园。
作者系全国*协常委、民进湖南省委主委、湖南省生态环境厅副厅长
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