13、从分子到生物体：复制因子的奥秘

从分子到生物体：复制因子的奥秘

在生命的演化历程中，复制因子扮演着至关重要的角色。它们是自然选择进化的基础，推动着生命从简单到复杂的演变。本文将深入探讨复制因子的相关知识，包括其定义、特性以及不同类型的复制因子。

复制因子与自然选择

复制因子是能够进行自我复制的实体，它们可以是化学分子、生物大分子，甚至是更复杂的生物体。自然选择进化的发生需要有进化单元，这些单元必须具备复制（即增殖）、变异和遗传的能力。如果没有选择，变异的相对频率会通过中性漂变而改变，但当环境允许某些变异比其他变异更快地复制时，这些更适应环境的变异就会占据主导地位。

有一种特殊的复制因子能够实现指数（马尔萨斯式）增长。从数学上可以简单证明，这种增长方式会导致适者生存，而非先到者生存（亚指数增长）或常见者生存（双曲增长）。指数增长是复制因子群体产生适应性的重要条件。

我们假设，任何能够同化与自身构建模块并非完全相同的原材料的非平凡物质自我复制系统，要么基于化学过程，要么模拟化学过程。巧合的是，类似化学的组合方式为任何已知的开放式进化物质系统带来了开放性。

复制因子是自催化剂

自催化是一个源自化学的著名概念。奥格尔指出：“所有复制系统从定义上来说都是自催化的，而所有自催化系统在某种意义上都会导致复制。”这与道金斯对复制因子的定义相契合，他将复制因子定义为“宇宙中任何能够被复制的东西”。

自催化是指一个实体促进更多同类实体出现的过程。在物理系统中，这个过程需要输入物质，并且可能产生其他实体，但关键是目标实体能够过剩产生。需要注意的是，在上述定义中，并没有提及遗传或变异：自催化并不要求实体具备遗传变异的能力，只要求它能够增殖单一变异体。不