T艾克看看蝴蝶的翼，你可以学习关于生活的教训。并不是这是美丽的，或脆弱，或者唯一的脆弱，只有在褪色的时候，虽然这一切都是真实的，并且在翼中明显。
仔细观察图案的边缘，一种颜色变成另一种颜色的地方。这种划分并不像在一臂之遥时看起来那么突然。它不是一条直线，而是一个梯度。
这是一个关于不确定性的教训。
蝴蝶的颜色来自于它的鳞片，每一个鳞片都是一个细胞，只有一个颜色。在图案边界，不同颜色的鳞片混合在一起。过渡和阴影是通过改变混合的比例来实现的。它是美丽的。用分子生物学的语言来说，它也是基因表达随机机制的一个模型。
每个比例的命运都没有预先定位。细胞表面的表面燕尾服的翅膀例如，最初没有是黄色或蓝色或黑色的。相反，它们含有可能能够产生每种颜料的基因。
一句话，决定每只蝴蝶鳞片颜色的是机会。一个分子在适当的时间、适当的位置撞击细胞，一个基因就会产生一种特定的色素。没人能保证它会发生。这是一个概率和随机的问题。(同样的概率机制也适用于纯色机翼的部分。在这些部分，一种颜色的触发基因的分子以如此高的浓度存在，因此最终的颜色结果是确定的。
一句话，决定每只蝴蝶鳞片颜色的是机会。
在生物学中，有一种倾向认为随机性是噪音，是偶然因素，是错误的产物随机的基因突变例如，在染色体复制系统中是错误的，该系统应该是完美的副本。随机突变可能是有害的，或微不足道的或有益的，但它们从根本上错误，对有序系统的无序偏离。
蝴蝶的翅膀之所以如此不同寻常，不仅仅是因为它们的颜色具有不可预测性，还因为它们具有利用概率1．随机性和不确定性被翻译成君主或君主的有序功能模式checkerspot．在这一点上，蝴蝶的翅膀并不是独一无二的，而是生物学中普遍存在的原则的体现。
我们穿上我们的十倍镜将我们的放大放大到细胞活动发生的地方，也就是所谓的细胞机制的水平。不过，我们必须放弃这个比喻:细胞确实包含复杂的、执行任务的结构，但“机器”这个词是宏观世界的产物。我们认为机器是经过严格组装的，具有预定义的用途。在细胞层面上，这种类比就行不通了。
在理论、计算和实验生物学的前沿，在已知和未知的交汇处，蜂窝机器已经被重新定义2．组成它们的蛋白质不会折叠和展开，而是按照一些逐步的蓝图运行。形状和功能对极微小的能量转移，对原子的运动和它们所施加的力非常敏感。
那么，想象一下，不是细胞工厂，而是一家有厨房的餐厅，在那里，搅拌机变成了对流烤箱，当有人走过时，就会把搅拌器变成刀子，把环境温度提高一小部分。想象一下，整个厨房都是这样的，厨师和准备人员虽然在忙碌地走动，但还是忍不住四处走动——7道菜的饭菜还是从门口滚了进来。
毫无疑问，这个比喻有它自己的问题，但它说明了一点:细胞世界是一个不断波动的地方。它充满了随机性，当事情不是完全随机的时候，就带有不确定性。原子、分子和梯度每时每刻都在变化，蛋白质也随之变化。
这里有人可能会问不确定性从何而来:它是真正的不确定性吗?如果我们知道细胞中每一个粒子的运动和性质，我们是否可以预测每一个分子的命运?或者量子物理学在某种程度上输入等式所有这些令人毛骨悚然的不确定性和奇怪的可能性以某种基本方式塑造了生物学?
我们不知道，也许永远不会知道。这是一个很难研究的问题。无论如何，某些分子活动，正如我们所能描述的，是随机的或概率的。我们知道，在细胞层面上，一个细胞的命运——无论胚胎干细胞是专为肾脏或肝脏服务，无论血液干细胞是为携带氧气或识别病原体而生长——在某种程度上是随机的，由一个可能出现也可能不出现的信号决定。
特别的是，在所有这些不确定性中，形式出现了。两个同卵双胞胎，在几万亿次细胞分裂后，在我们的眼睛里看起来是一样的。无序、有序——当然，拥有相同的基因组并不能保证得到相同的结果。事实上，当在完全相同的环境中培养的基因匹配的酵母菌落以非常不同的方式发展时，细胞中的随机性的作用就变得明显了。
事实证明，它似乎解释了，它是根据环境和环境改变基因活动的所谓的表观遗传反应的变化，使生物能够以应对生命的不可预测的要求来改变生物学。不同的酵母菌落具有不同的表观遗传学;他们反应不同的不确定性。这本身可能是偶然的产物，一些“继承随机变化”，尽管好处是显而易见的。这是进化的赌注，尽管遗传相似性，但是一种增加一个人的后代的自适应可能性的方式。
我们再次看到生物利用不确定性，建立在不确定性之上，使其成为生命的一部分。这不仅在表观基因组中很明显，在基因组中也很明显:当我们观察我们自己的基因组时，我们发现，我们每个人的基因组都包含一些明显的随机错误，这些错误是由复制故障产生的这些误差不是随机分布的．突变以基因组不同部分的不同速率发生。
这并不是说某些序列在进化过程中会一直存在，因为错误更有可能导致问题。相反的,潜在的对于一个随机误差，首先发生在整个基因组中波动。在每个细胞层面，随机性都得到了利用。
我们不知道，也许永远不会知道。这是一个很难研究的问题。
生物化学家Arjun Raj和Alexander van Oudenaarden在一篇文章中写道:“生命是随机性和决定论对比的研究。”自然、教养或机遇”细胞．“从生物分子相互作用的混乱到发展的精确协调，生物体能够解决其内部工作的这两个看似矛盾的方面。”
这些分辨率是否发生在更高的水平？从群体，物种，社区，生态学的机会的模式？在我们自己的生命中？我们不能看待社团或生活的方式，但我们的方式，但我们觉得它在一些直观的层面上。“我觉得我的生活轨迹，我想：我碰巧在火车上撞到了这个人，它导致了这一点，而且，”拉杰告诉我。“很多事情在很长一段时间内令人无法预测，虽然它在此刻令人难以预测。”
我在思考我自己的人生:我的父母是在火车上相遇的。我最亲密的朋友来自于在地铁站、一堂课、一个曲棍球队的偶然相遇，以及一项写作任务。我无法想象没有他们的生活，但每一次会面都是深刻而令人不安的不可能。为什么只谈友谊呢?为什么不扩大规模呢?到宇宙本身的水平，订单和紊乱插入随机模式？
在那里，也许，从上帝的角度，或者从某个外星宇宙学家的角度，或者从遥远的时间或任何你用来想象不可思议的浩瀚的角度，我们可能会再次找到秩序。谁知道确切;我们可能永远也不会。但我们可以看着蝴蝶的翅膀，惊叹不已。
指导蝴蝶翅膀颜色的色素合成基因是一个理想的模型系统，因为它们相对简单和直接。那是例外，不是规则。大多数特征涉及多层细胞和遗传关系：依偎在交互网络内的交互网络，往往以非线性方式表现出色，整个生物嵌套娃娃的复杂性。这使得他们的利用随机性和不确定性更加非凡。
（2）这些描述有一定的不确定性。这是更公平的，一些学习这些问题的科学家正在发生这种情况，并且我们能够在细胞内部的分子和原子尺度检索的生化数据的片段与我们的计算模型相匹配，但它会缓慢。
以所描述的蛋白质折叠和展开的模型为例在这个PNAS文章它是由一种定制设计的、大规模并行的专用硬件制造的，其功能大约比用于这一目的的任何其他机器都要强大100倍。在一天的全速运行中，它可以模拟不到10微秒的分子细胞动力学。运行2737年，你只能描述一秒。
布兰登Keim (@9brandon）是一个专门从事科学，环境和文化的自由撰稿人。在缅因州布鲁克林和班戈的基于布鲁克林，他经常带人行道毛虫到安全。
