苏子曰:客亦知夫水与月乎?逝者如斯,而未尝往也;盈虚者如彼,而卒莫消长也。盖将自其变者而观之,则天地曾不能以一瞬;自其不变者而观之,则物与我皆无尽也,而又何羡乎!

首先,怎么定义老细胞被新细胞替换,是一个问题。

中学生物教材中就有「细胞学说」,细胞学说的内容之一是:新细胞从老细胞中产生。这句话的意思不是指老细胞生出来一个新细胞,新细胞替换老细胞。实际上,细胞是通过分裂产生的,一个已存在的细胞通过分裂变成两个新细胞。所以后来的生物教材中,这句话改成了新细胞由已存在的细胞分裂而来

所以,一个细胞变成两个子细胞以后,原来那个细胞还活著吗,它还存在吗?如果不存在,它死去或者消失了吗?还是说后代两个细胞有一个是原来的细胞,那哪一个是? 细胞分裂后数目增加,分裂并不会让老细胞死去,只是让老细胞变成两个子细胞。后代两个子细胞都来源于老细胞,但又都不是老细胞。

为了方便下文讨论,这里先统一一下定义,本文讨论的新细胞替换老细胞指:因细胞寿命有限,体内必然有细胞不断死去,同时也有新细胞产生,以占据老细胞的位置、发挥老细胞的作用、替代老细胞的功能。

新细胞由已存在的细胞分裂而来,图为细胞周期。

其次,并不是所有的旧细胞都会被新细胞替换。

就像给旧车换零件,体内细胞的更新确实存在。从受精卵发育成胚胎,不同组织的细胞分化速度不同,各种细胞有各自的分工,工作量也不一样,其寿命长短不一,各自的更新周期也不一样

肠道表皮细胞寿命大概5天,舌头味蕾上的细胞约10天更新一次,皮肤细胞每15天更新一次,红细胞平均寿命大概120天左右,肝脏细胞约有300-500天的寿命,骨骼细胞更新周期是10年。但是,有的细胞更新极慢甚至不会更新,死了就死了,死了就没了。人脑里大部分神经元细胞是不可再生的,神经细胞属于高度分化的细胞,难以进行细胞分裂。其他器官,比如心脏的心肌细胞,虽然能观测到更新周期为20年,但其来源是现有的细胞而非干细胞。成年女性的卵细胞其数目也是在青春期发育后就固定。

所以,有的细胞可能一用就是一辈子,并不存在题中说的所有旧细胞都被换过一遍这种事。

小肠内壁上皮细胞的周转、增殖模式及小肠内壁部分切片(左),小鼠皮肤表皮的多层结构(中),损伤刺激新毛细血管形成(右上)以及成人椎体骨低倍扫描电子显微照片(右下)

最后,说完生物学说哲学。

  • 假如所有细胞都会更新,一个人的细胞都换了一遍,那他还是他自己吗?
  • 头发和指甲不断长长然后被修剪,新长出来的指甲还是你的指甲吗?
  • 器官损伤后移植器官的人,带了假发、安了假牙的人,还是他自己吗?
  • 树木秋季落叶,春天长出新芽,夏天茂盛起来的时候还是那棵树吗?
  • 一个实验室,高年级一直毕业离开,低年级学生加入,这还是那个实验室吗?
  • 当你再次踏入这条河,上次淌过的水已经流走,他还是同一条河流吗?
  • ……

类似的问题还有很多,这类问题涉及到组成要素更替后对身份的认定,该类问题的老祖宗可能是忒修斯之船(忒修斯悖论)了。用以讨论某物体的构成要素被置换后,它依旧是原来的物体吗?特别是讨论一个物体是否仅仅等于其组成部分之和。

公元1世纪的时候普鲁塔克描述了一艘可在海上航行几百年的船,不间断的维修和替换部件。只要一块木板腐烂了,它就会被替换掉,以此类推,直到所有组分都不是最初船上的那些。问:最终产生的这艘船是否还是原来的那艘忒修斯之船,还是一艘完全不同的船?如果不是原来的船,那么在什么时候它不再是原来的船了? 哲学家托马斯·霍布斯后来对此进行了延伸,如果用特修斯之船上取下来的老部件来重新建造一艘新的船,那么两艘船中哪艘才是真正的特修斯之船

古希腊哲学家亚里士多德提出的一种观点,指出了「四因」在自然界的普遍性。认为事物的出现所必需的条件都被称为原因,在任何过程都起作用的四种基质或原因是:形式因、质料因、动力因、目的因,其中目的因是终极的,是最重要的。亚里士多德相信,自然界的每一件事物,不论是自然物、有生命的植物、动物还是人造物都可以 通过所这者四种原因来说明。

  • 事物本身由质料因构成,就像木板搭建成船,细胞组成个体。旧的质料被新质料更新、补充或取代,这一过程中质料因发生了改变
  • 为实现其目的,事物身上也会体现出特定的模式或结构,就像船的设计和形式,细胞、组织、器官的位置、大小、功能等,新旧更替的过程中形式因并未发生变化
  • 通过动力因,事物得以产生。船由工人使用工具建造,细胞由已存在的细胞分裂产生。产生方式与之前类似,因此认为动力因没有发生本质变化
  • 忒修斯之船作为船,其目的是装载和运输、证明和纪念忒修斯,细胞有各自的功能,新生的肠上皮细胞、味蕾、皮肤、肝脏等依旧发挥原来的功能,虽然材料变了,但目的没有变

形式因决定了物体是什么,忒修斯之船仍然是那个船,依旧沿用旧的名字,以原来的形式存在,发挥著以前的功能,因此忒修斯之船还是自己

同样地,新细胞补充和替代了老细胞,但是它们的存在形式、功能和作用并未发生改变,产生方式也一样,甚至连物料都仍源于这个个体,因此细胞更新以后这个个体还是自己

参考资料

Bruce Alberts, Dennis Bray, Karen Hopkin, Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, Peter Walter.Essential cell biology_4th Edition

弗兰克·梯利. 西方哲学史, 光明日报出版社

10个著名的思想实验 - 科学探索 - cnBeta.COM


个人观点。这个忒修斯之船悖论我的看法是,构成你identity的不是组成你的物质,而是组成你的方式,和这个方式里的信息。比如你细胞的分布方式、神经元的连接网路等等。你即使替换了所有物质成分,但还是按照原来的方式排列、连接,那就还是同一个identity。


物质交换每时每刻都在进行。记得在哪里读到过,每三个月身体中所有的原子都会换一遍。粗略算一下每天呼吸的空气、消化的食物的量,差不多。


忒修斯之船


就和星际迷航电影里一样,传送机可以把人给传送走。那是把人分解成一个个原子级别传送,然后再到目的地组成,那这个还是原来的你吗?我觉得大脑思想就像一把钥匙,我们人体各个器官其实只是服务于思想的工具,工具可以替换,用的人还是原来的人就行。所以细胞换了还是你自己而已,并不是给别人说什么七年之痒找借口。


你的大脑不会被替换掉,你的记忆和你的神经元会跟你活一辈子


河流过一段时间所有水分子都流到大海了,替代以新的水分子,河流还是不是原来的河流


构成一个人的本质无非是记忆,你的身体每秒都在更替,但记忆构成了人格,选择决定了你未来的趋势


仔细回味一下你这个问题的后半句:「我们还是之前的自己吗」,先有的「我们」,后有的「之前的自己」。如果你不是之前的自己,何来「我们」?那样的话,就应该说「这个犊子还是我吗?」(手动狗头)


当然是啦!不管是旧的细胞还是新的细胞不都是还是我自己嘛!而且稍稍文艺一点来说,只要我们的思想还在,意识还在,灵魂不变,我们还是我们自己鸭!


推荐阅读:
相关文章