自创生系统中的流动边界与微生境构建：对生命体边界本质的哲学与生物学探讨

本研究针对生命体边界定义的哲学与生物学争议，通过整合自创生理论(autopoiesis)、(M, R)系统理论和结构耦合概念，提出生命体边界的三重分类（生命定义型、物理型和结构耦合型），批判性反思传统物理边界的局限性。研究人员引入"微生境(microniches)"概念解释细胞至多细胞体等不同层级生物实体的边界动态性，最终基于康德有机整体论提出信息边界与进化规范是维持生命体完整性的核心机制，为理解生命与环境互作提供新范式。

　　

生命体如何界定自身与环境的边界？这个看似简单的问题实则困扰着生物学与哲学界数百年。透过电子显微镜观察细胞时，细胞膜内外分子组成的相似性令人困惑：为何仅膜内区域被视为"生命"？传统观点将细胞膜等物理结构视为绝对边界，但这种认知难以解释消化系统、木质部等"内外难辨"的生理结构，更无法说明微生物群落等复杂系统的边界动态。

为解决这一根本问题，查尔斯大学的研究团队在《BioSystems》发表研究，系统考察了从单细胞到多细胞生物的边界现象。通过整合自创生理论(autopoiesis)、马尔可夫毯(Markov blankets)等数学工具，结合生态位构建理论和康德有机整体论，提出生命体边界应分为三类：定义生命基本特征的"生命定义型边界"、传统认知的物理屏障（如细胞膜），以及反映生物与环境互作的"结构耦合型边界"。研究特别强调最后一种边界类型的重要性，认为生物通过"耦合能力(coupling capacity)"主动塑造环境形成"微生境(microniches)"，这些受控空间（如细胞间隙、消化腔）的归属取决于宿主的结构控制程度而非单纯物理位置。

关键技术方法包括：1) 理论建模：应用(M, R)系统理论和自创生理论框架；2) 跨尺度分析：从分子层面（如TEM观察）到生态系统层面考察边界现象；3) 哲学概念整合：将史密斯和瓦尔兹的"物理/虚拟(fiat)边界"理论拓展至生物学领域。

【Fiat和物理边界】
通过哲学边界理论分析，指出传统"物理边界"（如细胞膜）的局限性，提出生物更多依赖"虚拟边界"——通过结构耦合动态划定的功能界限。

【边界类型】
建立三重分类体系：1) 生命定义型边界（区分生命与非生命）；2) 物理边界（传统结构屏障）；3) 结构耦合边界（生物与环境互作形成的功能界限）。

【自创生系统及其环境】
基于马图拉纳(Maturana)的自创生理论，论证细胞等系统通过持续的结构耦合维持边界动态平衡，其"内部"实质是组织过程的拓扑领域而非固定空间。

【结构耦合与组织层级的耦合能力】
揭示不同生物（单细胞、群体、多细胞体）通过"耦合能力"构建微生境的层级差异：从分子调控（如离子梯度）到生态系统工程（如生物膜形成）。

【结论】
提出"信息边界"和"共享进化规范"是康德有机整体(Kantian organic wholes)的核心特征。多细胞生物等高级结构通过进化形成的协作规范（而非物理隔离）维持整体性，这种机制可推广至文化系统等非生物实体。

该研究的重要意义在于：1) 突破传统边界认知的物理中心主义，为宿主-微生物组等复杂系统提供分析工具；2) 提出的"微生境"概念解释了个体性(individuality)的梯度特征；3) 通过整合生物学与哲学理论，建立了可操作的生命边界分析框架。?vorcová和Marko?的工作为理解癌症转移、共生进化等涉及边界模糊性的生物学问题提供了新视角，其理论延伸价值已超越生物学领域。