第二章 生命是如何起源的

? ? ? ?我們的宇宙具有無(wú)限的創(chuàng)造力,因?yàn)橛袆?chuàng)造力,所以才會(huì)有生命以及人類(lèi)。

? ? ? ?宇宙靠什么創(chuàng)造生命,它們是一些我們非常熟悉的東西:物質(zhì)、能量、時(shí)間和空間,還有一樣不可或缺的東西——程序,也就是物質(zhì)運(yùn)行規(guī)律。


? ? ? ?我們有沒(méi)有想過(guò)這樣的問(wèn)題,原子、分子、無(wú)機(jī)物、有機(jī)物等都是在宇宙演化過(guò)程中被創(chuàng)生出來(lái),那么,它們的出現(xiàn)應(yīng)該不是被隨意造出來(lái)的,而是在為隨后要發(fā)生的事做鋪墊。

? ? ? ?不僅生物界有進(jìn)化的歷史,實(shí)際上整個(gè)物質(zhì)世界都有其演化歷史。

? ? ? ?生命和物質(zhì)之間有著密切的關(guān)系,兩者不能分開(kāi)。物質(zhì)有這樣的特點(diǎn),不同的物質(zhì)結(jié)構(gòu)有著不同的屬性,這些不同的物質(zhì)還會(huì)相互作用,并結(jié)合在一起,產(chǎn)生出具有新的屬性的物質(zhì)。

? ? ? ? 就像水由氫和氧兩種元素結(jié)合而成,但水有完全不同于氫和氧的外在形態(tài)和屬性。

? ? ? ? 從非生命的物質(zhì)結(jié)構(gòu)到生命組織的形成是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程,是物質(zhì)規(guī)律作用下的結(jié)果。

? ? ? ?生命是一種物質(zhì)組合,組成生命的各種元素有不同的屬性,它們結(jié)合在一起就表現(xiàn)出了所謂生命特征。當(dāng)然,生命不是元素的大雜燴,是不同的物質(zhì)根據(jù)各自屬性的結(jié)合,同時(shí),也需要有一定的外在條件。

? ? ? ?生命的出現(xiàn)不是碰巧或偶然,是物質(zhì)作用規(guī)律下的必然要發(fā)生的事情,我們要搞清楚的問(wèn)題只是生命會(huì)在哪里以及什么時(shí)候出現(xiàn)。


? ? ? ? 那么,在浩瀚的宇宙中,哪里適合生命的產(chǎn)生和存在呢。

? ? ? ? 根據(jù)我們今天的認(rèn)知水平,產(chǎn)生生命的條件是相當(dāng)苛刻的。首先,那里需要有液態(tài)的水,并且有適宜的水溫,水溫太低會(huì)結(jié)成冰,太高就變成了水蒸氣。

? ? ? ? 需要陽(yáng)光,陽(yáng)光為生命提供能量。

? ? ? ? ?還有一個(gè)重要的條件是要在一個(gè)有適當(dāng)引力的地方,有一定的引力才能形成大氣層,并保證水蒸氣這樣的物質(zhì)不能逃逸到大氣層外面去了。

? ? ? ? 另外,那里要有強(qiáng)大的磁場(chǎng),能夠形成保護(hù)生命免于遭受外太空各種致命輻射的生死屏障。

? ? ? ? 最重要的,那里要有組成碳、氫、氧、氮等構(gòu)成生命的基本元素。

? ? ? ? ……

? ? ? ? 我們知道,能滿(mǎn)足這一切條件的地方,就是我們的地球。

? ? ? ? 有人說(shuō)地球受到神的特別眷顧,有人說(shuō)地球中了一個(gè)宇宙特別大獎(jiǎng)。

? ? ? ? ?由此看來(lái),宇宙中生命的形成是一件相當(dāng)不易的事(如果容易也輪不到我們?cè)谶@里談?wù)撨@樣的問(wèn)題了)。

? ? ? ? ?對(duì)于地球來(lái)說(shuō),它是一個(gè)具有滿(mǎn)足產(chǎn)生生命各種條件的地方,宇宙的演化為地球上生命的形成提供了條件。


? ? ? ?地球是在宇宙演化過(guò)程中形成的,宇宙演化創(chuàng)造出具有不同屬性的元素,并將這些元素組合在地球這樣一個(gè)物質(zhì)體系中。同時(shí)地球圍繞著太陽(yáng)這樣一顆恒星在運(yùn)轉(zhuǎn),并且與太陽(yáng)這顆恒星之間保持著適當(dāng)?shù)木嚯x,太陽(yáng)放射出能量,照耀在地球表面,為地球上發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)提供了外來(lái)能量,使地球有了生命出現(xiàn)和存在的適宜溫度。

? ? ? ?當(dāng)各種有利條件聚合在一起,通過(guò)不同屬性的元素之間的相互作用,這樣生命這種復(fù)雜的物質(zhì)結(jié)構(gòu)便在地球上產(chǎn)生了。

? ? ? ?地球環(huán)境和物質(zhì)形態(tài)都隨時(shí)間在不斷變化。生命的出現(xiàn)和演化是一個(gè)與地球非生命部分的變化相關(guān),生物進(jìn)化與地球環(huán)境(地質(zhì)、水、大氣)的演化是相互關(guān)聯(lián)的過(guò)程。地球上出現(xiàn)生命看似偶然,但這偶然之中也有著必然,因?yàn)樯Q生在一個(gè)不斷變化著的宇宙中,應(yīng)該說(shuō)宇宙的演化造就了地球這個(gè)適宜生命產(chǎn)生和生長(zhǎng)的環(huán)境。

? ? ? ? 地球是人類(lèi)的家園,這里我們感到了自我的存在,讓我們?nèi)祟?lèi)有了歸宿感。


? ? ? 生命在地球上產(chǎn)生和發(fā)展的趨勢(shì)已經(jīng)得到大部分人的認(rèn)同,但還有一個(gè)問(wèn)題一直困擾著人們,就是人們無(wú)法解釋簡(jiǎn)單的化學(xué)物質(zhì)如何發(fā)展出生命的,即非生命物質(zhì)與生命體之間是如何過(guò)渡的,那么,我們應(yīng)該如何來(lái)解釋這個(gè)問(wèn)題。

? ? ? ?要研究生命如何產(chǎn)生,需要先研究一下組成生命的物質(zhì)結(jié)構(gòu),以及這個(gè)結(jié)構(gòu)有什么樣的特點(diǎn)和屬性。

? ? ? ?組成生命的元素看上去很普通:碳、氫、氧,另外還有磷、硫、鈣、鎂、鉀鐵等元素。由這些元素在一定條件下可以構(gòu)成核苷酸、氨基酸、糖、脂,然后由它們?cè)龠M(jìn)一步組合,得到生物體的基本組件:RNA、DNA、蛋白質(zhì)及各種酶,還有其它一些化學(xué)物質(zhì)。

? ? ? ?生物體和普通的有機(jī)分子不同,生物體是由不同分子相互結(jié)合成的體系,有機(jī)分子則通常以一種單體形式存在。單個(gè)的分子、或某類(lèi)分子的集合都不能成為生命,組成生命的單元有著各種特殊的屬性,如核酸鏈具有儲(chǔ)存和表達(dá)信息的功能、蛋白質(zhì)具有組成機(jī)體結(jié)構(gòu)和催化功能等,生命就是通過(guò)將各種具有不同屬性的物質(zhì)納入一個(gè)體系來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)。

? ? ? ?現(xiàn)有已知最簡(jiǎn)單的生命體,其基因組的DNA堿基對(duì)約有50萬(wàn)左右。假設(shè)一個(gè)基因的平均長(zhǎng)度為1000個(gè)堿基,那么這個(gè)微生命體所擁有的基因大約是500個(gè)。如果每個(gè)基因編碼一種蛋白質(zhì),那么它最多可以擁有500種蛋白質(zhì)。這就告訴我們,哪怕是最小、最簡(jiǎn)單的生物體,也是由許多執(zhí)行不同功能的組分構(gòu)成的。因此,生命是一種復(fù)合體,有一個(gè)最低復(fù)雜性的要求,不可能由一個(gè)成分(一種基因或蛋白質(zhì))構(gòu)成。

? ? ? ? 作為物質(zhì)復(fù)合體的生命,其組成成分并非簡(jiǎn)單的元素堆積,而是不同組分彼此間有著廣泛的聯(lián)系,彼此協(xié)調(diào)又相互制約,由此構(gòu)成了一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的體系。在生命從低級(jí)到高級(jí)的進(jìn)化過(guò)程中,各分子組分之間的相互作用起著主導(dǎo)作用,越是高級(jí)的生命,其相互間作用越復(fù)雜。換言之,生命的本質(zhì)是由組成元素(分子)之間的關(guān)系所決定,而非組成的物質(zhì)本身。

? ? ? ? 可見(jiàn),生命這種物質(zhì)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,組成生命的物質(zhì)之間的關(guān)系也非常復(fù)雜,而這種復(fù)雜的可運(yùn)行的物質(zhì)組合的形成需要有一個(gè)讓人信服的理由。


? ? ? ?科學(xué)家們普遍認(rèn)為,生命是一種物質(zhì)結(jié)構(gòu)的自然狀態(tài),表現(xiàn)為一種復(fù)雜化學(xué)系統(tǒng)的自然屬性,它依據(jù)基本的物質(zhì)作用規(guī)律形成。

? ? ? ?化學(xué)起源說(shuō)是被廣大學(xué)者普遍接受的生命起源假說(shuō)。這一假說(shuō)認(rèn)為,地球上的生命是在地球溫度逐步下降以后,在極其漫長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi),由那些無(wú)生命的物質(zhì)元素經(jīng)過(guò)極其復(fù)雜的化學(xué)過(guò)程,由簡(jiǎn)單化學(xué)物質(zhì)到復(fù)雜化學(xué)物質(zhì),即從低組織化水平到高組織化水平,一步一步地演變而成的。


? ? ? ?化學(xué)演化過(guò)程人們很容易想象到和理解:首先是無(wú)機(jī)物分子的形成,然后是簡(jiǎn)單有機(jī)物、復(fù)雜有機(jī)物、大分子的聚合體、前生命體、直到生命現(xiàn)象的出現(xiàn),這是一個(gè)很自然、循序漸進(jìn),也很符合邏輯的一個(gè)過(guò)程。

? ? ? ?俄國(guó)生物學(xué)家亞歷山大.奧巴林認(rèn)為,生命的產(chǎn)生是一個(gè)以不斷增長(zhǎng)的復(fù)雜組織水平上的化學(xué)進(jìn)化過(guò)程,生命的出現(xiàn)是不斷累積起來(lái)的化學(xué)復(fù)雜性。通俗地講,就是簡(jiǎn)單化學(xué)結(jié)構(gòu)向復(fù)雜化學(xué)結(jié)構(gòu)的演化過(guò)程。

? ? ? ?在早期的地球上,存在組成生命的各種元素,這些為生命的形成提供了基礎(chǔ)的條件。當(dāng)這些物質(zhì)在一定外界條件下,如適宜的溫度、太陽(yáng)光的照射、水、空氣的流動(dòng)和循環(huán),一些物質(zhì)相遇并且按照化學(xué)定理結(jié)合在一起,新的化學(xué)物質(zhì)在這種情況下不斷生成。所謂進(jìn)化,就是指事物由低級(jí)的、簡(jiǎn)單的形式向高級(jí)的、復(fù)雜形式轉(zhuǎn)變的過(guò)程。

? ? ? 奧巴林不贊同建立在偶然合成基礎(chǔ)上生命形成的思想?;瘜W(xué)分子種類(lèi)很多,不可能靠這些分子隨機(jī)相遇的試錯(cuò)法來(lái)形成生命,因?yàn)檫@在概率上是行不通的,就算偶爾形成了也不能穩(wěn)定存在。他提出,生命的出現(xiàn)過(guò)程中不存在生命與非生命之間明顯的界線(xiàn),化學(xué)進(jìn)化的過(guò)程逐漸提高組織化的水平,導(dǎo)致從復(fù)雜有機(jī)體到第一個(gè)活細(xì)胞之間的連續(xù)性過(guò)程。

? ? ? ?物質(zhì)的屬性變化符合量變到質(zhì)變的規(guī)律,生命的出現(xiàn)是化學(xué)復(fù)雜性程度逐漸累積的結(jié)果,而不是在某個(gè)時(shí)刻突然形成的。一種化合物形成之后,在其基礎(chǔ)上又會(huì)發(fā)生新的化學(xué)反應(yīng),越來(lái)越多、越來(lái)越復(fù)雜的物質(zhì)種類(lèi)就這樣被創(chuàng)造出來(lái)。

? ? ? ?例如,空氣在雷電的作用下會(huì)產(chǎn)生氨,氨又會(huì)與其他物質(zhì)結(jié)合,產(chǎn)生出含氮的有機(jī)物。這些含氮有機(jī)物又進(jìn)一步與其他物質(zhì)結(jié)合,形成更加復(fù)雜的物質(zhì)結(jié)構(gòu)。


? ? ? ?早期的地球是一個(gè)不毛之地,大氣中不含自由氧。如果氧已經(jīng)存在,就將毀壞生命出現(xiàn)的必要化學(xué)條件。地球最初被含碳?xì)浠衔锖桶睔獾倪€原性大氣所包圍,有水、二氧化碳、甲烷和氨等簡(jiǎn)單的化合物,這些東西構(gòu)成了萌發(fā)原始生命的化學(xué)原料。

? ? ? ?有一個(gè)叫米勒的美國(guó)人做了一個(gè)非常著名的驗(yàn)證。在他的實(shí)驗(yàn)中,裝有水的燒瓶注入CH4、NH3和H2的混合氣體(模擬還原性大氣),并提供如紫外線(xiàn)或電火花之類(lèi)的能源——原始時(shí)代閃電現(xiàn)象的模擬。幾個(gè)星期之后,在瓶?jī)?nèi)通常可以找到一些有趣的東西:一種稀薄的褐色溶液,里面含有大量的分子,其結(jié)構(gòu)比原來(lái)放入瓶?jī)?nèi)的分子來(lái)得復(fù)雜。特別是在里面找到了氨基酸——用以制造蛋白質(zhì)的構(gòu)件,蛋白質(zhì)乃是兩大類(lèi)生物分子中的一類(lèi)。

? ? ? ?米勒的實(shí)驗(yàn)向人們證實(shí),生命起源的第一步,從無(wú)機(jī)小分子物質(zhì)形成有機(jī)小分子物質(zhì),在原始地球的條件下是完全可能實(shí)現(xiàn)的。

? ? ? ?在此過(guò)程中后來(lái)可能的狀態(tài)是什么,對(duì)這個(gè)問(wèn)題一直有爭(zhēng)議。

? ? ? ?還原性氣體進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生出復(fù)雜的有機(jī)分子,它們?nèi)芙庠诤Q蠡蚱渌蛑校纬闪藸I(yíng)養(yǎng)豐富的“原始湯”。 生物學(xué)家和化學(xué)家認(rèn)為"原始湯"就是大約三十億到四十億年前的海洋。在原始湯里,化合物再次合成,形成了多分子開(kāi)放系統(tǒng)或者團(tuán)聚體,團(tuán)聚體是小液滴,具有確定的結(jié)構(gòu),可以從周?chē)h(huán)境吸收物質(zhì)。有機(jī)物質(zhì)在某些地方積聚起來(lái),也許在岸邊逐漸干燥起來(lái)的浮垢上,或者在懸浮的微小的水珠中。

? ? ? ?接下來(lái),從有機(jī)小分子物質(zhì)生成生物大分子物質(zhì)。這一過(guò)程可能是在原始海洋中發(fā)生的,即氨基酸、核苷酸等有機(jī)小分子物質(zhì),經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期積累,相互作用,在適當(dāng)條件下(如黏土的吸附作用),通過(guò)縮合作用或聚合作用形成了原始的蛋白質(zhì)分子和核酸分子。近年來(lái),在實(shí)驗(yàn)室里模擬生命存在之前的地球的化學(xué)條件,結(jié)果獲得了被稱(chēng)為嘌呤和嘧啶的有機(jī)物質(zhì)。它們是組成遺傳分子脫氧核糖核酸(即DNA)的構(gòu)件。

? ? ? ?第三個(gè)階段,從生物大分子物質(zhì)組成多分子體系。這一過(guò)程是怎樣形成的呢?奧巴林提出了團(tuán)聚體假說(shuō),他通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明,將蛋白質(zhì)、多肽、核酸和多糖等放在合適的溶液中,它們能自動(dòng)地濃縮聚集為分散的球狀小滴,這些小滴就是團(tuán)聚體。奧巴林等人認(rèn)為,團(tuán)聚體可以表現(xiàn)出合成、分解、生長(zhǎng)、生殖等生命現(xiàn)象。例如,團(tuán)聚體具有類(lèi)似于膜那樣的邊界,其內(nèi)部的化學(xué)特征顯著地區(qū)別于外部的溶液環(huán)境。團(tuán)聚體能從外部溶液中吸入某些分子作為反應(yīng)物,還能在酶的催化作用下發(fā)生特定的生化反應(yīng),反應(yīng)的產(chǎn)物也能從團(tuán)聚體中釋放出去。


? ? ? ?在孕育生命的過(guò)程中,是先有蛋白質(zhì)呢,還是先有核酸?這個(gè)問(wèn)題有過(guò)激烈爭(zhēng)論。其實(shí),在前生命的化學(xué)進(jìn)化階段究竟先有核酸還是先有蛋白質(zhì)分子的爭(zhēng)論并不重要。早期前細(xì)胞的原始生命形式應(yīng)該是由核酸和蛋白質(zhì)(或許還有類(lèi)脂)組成的大分子系統(tǒng)。在這個(gè)大分子系統(tǒng)內(nèi),氨基酸與核苷酸之間的關(guān)系通過(guò)相互作用逐步確立。完整生命結(jié)構(gòu)的分子基礎(chǔ)是核酸與蛋白質(zhì)之間的相互作用和相互控制的復(fù)雜關(guān)系,換而言之,生命不是一種單純的結(jié)構(gòu),而是一種由不同的生物大分子組成的關(guān)系機(jī)制。

? ? ? ?生命起源問(wèn)題的真正難點(diǎn)是從化學(xué)進(jìn)化到生物學(xué)進(jìn)化的過(guò)渡。究竟是怎樣過(guò)渡的,現(xiàn)在也只能做推測(cè),大體上說(shuō),應(yīng)包含以下步驟:一是能自我復(fù)制的生物大分子系統(tǒng)的建立;二是遺傳密碼起源,即蛋白質(zhì)合成納入核酸的自我復(fù)制系統(tǒng)的控制之中;三是分隔形成,即通過(guò)生物膜系統(tǒng)使生命結(jié)構(gòu)與外環(huán)境分隔,同時(shí)使生命結(jié)構(gòu)內(nèi)部不同功能部分分隔。

? ? ? ?單獨(dú)的或少量的分子不能構(gòu)成活體,蛋白質(zhì)、DNA、RNA分子等都只是組成生命的元器件。各種功能分子都就位了,有負(fù)責(zé)復(fù)制的、儲(chǔ)存和傳遞信息的、能量轉(zhuǎn)換的、系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)維持的,等等,不同的分子結(jié)構(gòu)各司其職,生命就是這樣一個(gè)眾多分子的集合,或不同分子的關(guān)聯(lián)組合體。生命是多種分子集合起來(lái)的自催化閉合系統(tǒng),一旦達(dá)成催化的閉合,這個(gè)系統(tǒng)才是活的。生命以有序的整體的形式出現(xiàn),有某種最低限度復(fù)雜性和穩(wěn)定性的要求,而雜亂和零散的堆砌不可能形成生命。

? ? ? ?生命一旦出現(xiàn),物質(zhì)演化過(guò)程就轉(zhuǎn)變?yōu)橛蛇m應(yīng)、變異、遺傳等因素驅(qū)動(dòng)的演化模式。


? ? ? 此外,在研究生命起源的時(shí)候,大多數(shù)研究者往往專(zhuān)注于研究分子結(jié)構(gòu)本身的演化,而忽略了另外一個(gè)非常重要因素——環(huán)境。

? ? ? ?生命產(chǎn)生的過(guò)程不是孤立的。生命這種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的形成不僅是分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的積累,同時(shí)也是環(huán)境復(fù)雜性積累的過(guò)程,生命形成時(shí)有與之相對(duì)應(yīng)的環(huán)境條件。僅有核酸、氨基酸這些物質(zhì),沒(méi)有相應(yīng)的環(huán)境物質(zhì)構(gòu)成,也不會(huì)形成生命。

? ? ? ?現(xiàn)代人類(lèi)要?jiǎng)?chuàng)造生命,不是簡(jiǎn)單創(chuàng)造自催化的循環(huán)分子體系,還要構(gòu)造分子體系在內(nèi)的環(huán)境物質(zhì)循環(huán)及整個(gè)反饋系統(tǒng),這是一件極其困難的事。

? ? ? ?生命是一種動(dòng)態(tài)的物質(zhì)系統(tǒng),它需要與環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)與能量的交換,外界物質(zhì)組分和存在形式要能滿(mǎn)足這些的交換需要,以維持這個(gè)體系的運(yùn)轉(zhuǎn)。這里,我們也應(yīng)該排除生命靠幾率和巧合形成的可能性。

? ? ? ?迄今為止,我們并不清楚,當(dāng)物質(zhì)結(jié)構(gòu)由非生命向生命過(guò)渡那個(gè)臨界點(diǎn),此時(shí)環(huán)境狀態(tài)是怎樣的,這種環(huán)境究竟是什么樣的物質(zhì)構(gòu)成。


? ? ? ?生命產(chǎn)生于地球的物質(zhì)循環(huán)和演化過(guò)程中。原始生命在一種特定的環(huán)境下形成,這樣的特定環(huán)境也有一個(gè)逐步形成的過(guò)程,也就是復(fù)雜有機(jī)大分子聚集的環(huán)境。只有當(dāng)各種內(nèi)外在條件都具備了,才能滿(mǎn)足生命這種復(fù)雜的具有特殊屬性的物質(zhì)結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生條件,產(chǎn)生出來(lái)的結(jié)構(gòu)才可能穩(wěn)定存在。

? ? ? ?生物大分子并不能獨(dú)立表現(xiàn)出生命現(xiàn)象,原始生命既不是DNA、RNA,也不是蛋白質(zhì),只有形成了眾多的、乃至成百萬(wàn)的蛋白質(zhì)、核酸為基礎(chǔ)的多分子體系時(shí),才能表現(xiàn)生命萌芽。生物大分子在特定的溶液中自動(dòng)聚集,形成各種獨(dú)立的多分子體系,出現(xiàn)團(tuán)聚體或微球體。由于多分子體系可以起到有機(jī)表面的催化作用,而反過(guò)來(lái)作用于各類(lèi)單體的聚合,促使產(chǎn)生更高級(jí)的蛋白質(zhì)和核酸,然后通過(guò)有序性逐漸提高的長(zhǎng)期過(guò)程,形成結(jié)構(gòu)和機(jī)能復(fù)雜的機(jī)體。

? ? ? 生物體有一個(gè)最低限度復(fù)雜性的要求,低于這個(gè)限度就不能存活。最簡(jiǎn)單的細(xì)菌包含有細(xì)胞膜、基因、RNA、蛋白質(zhì),基因有幾百個(gè)、甚至上千。為什么有這樣最低復(fù)雜性限度的要求,這是因?yàn)?,低于這個(gè)限度、生命運(yùn)行鏈可能就建立不起來(lái),生命這臺(tái)“機(jī)器”缺少零件就不能運(yùn)轉(zhuǎn)。所以,生命是不同生物分子的組合、銜接、關(guān)聯(lián)和對(duì)應(yīng),不同屬性的分子被裝配在一起,它們根據(jù)各自屬性的不同各司其職,共同維持著一種活體的運(yùn)轉(zhuǎn)。

? ? ? ?從非生命體到生命體的過(guò)程不是在一個(gè)短暫瞬間完成的,那些復(fù)雜的有機(jī)大分子也在不斷演化,非生命體與生命體之間還存在著過(guò)渡結(jié)構(gòu),這些過(guò)渡結(jié)構(gòu)包含部分生命特征,然后由這些被稱(chēng)為“前生命體”的結(jié)構(gòu)再向原始生命體演化。

? ? ? ?總之,生命是在一種特定環(huán)境中被“組裝”起來(lái)的,與環(huán)境相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)才是穩(wěn)定的,離開(kāi)這樣特定環(huán)境,生命過(guò)程不可能被啟動(dòng),即使碰巧出現(xiàn)了也不能穩(wěn)定存在。換言之,特定的環(huán)境下,氨基酸、核酸等大分子按照一定的次序被整合在一起,經(jīng)過(guò)了一個(gè)極其復(fù)雜和漫長(zhǎng)的化學(xué)進(jìn)化過(guò)程,構(gòu)成了一種復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)網(wǎng)絡(luò),即一種在特定環(huán)境中可自行運(yùn)作的系統(tǒng)。

? ? ? ?無(wú)論如何,生命不是通過(guò)一些物質(zhì)隨機(jī)碰巧遇上湊合在一起的,也不是通過(guò)選擇從外部強(qiáng)加的,而是一個(gè)循序漸進(jìn)的、有機(jī)分子體系與環(huán)境同步演化的過(guò)程,需要經(jīng)歷相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。


? ? ? ?生命是物質(zhì)按照宇宙固有規(guī)律運(yùn)行的產(chǎn)物,是誰(shuí)制定了這個(gè)規(guī)律我們不知道,其實(shí)不止是生命,原子、分子、所有宇宙存在都是在這種規(guī)律作用下形成的。宇宙規(guī)律,最基本的就是力學(xué)規(guī)律,即作用力及關(guān)系變化規(guī)律。

? ? ? ?實(shí)際上,不論是化學(xué)變化還是生物變化,這些最終都可以還原為物理的力學(xué)變化,即元素之間電磁力作用產(chǎn)生的變化?;瘜W(xué)復(fù)雜性的積累也可以說(shuō)成是力學(xué)復(fù)雜性的積累。生命體是一種復(fù)雜的作用力關(guān)系結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)于特定的力學(xué)環(huán)境,這是一種分子組合體的力學(xué)關(guān)系與環(huán)境外力的一種力學(xué)關(guān)系上相對(duì)平衡的產(chǎn)物。通俗的說(shuō):什么樣的環(huán)境,造就什么樣的存在。

? ? ? ?生命誕生及其進(jìn)化的主要?jiǎng)右?,一種存在通過(guò)改變自身以適應(yīng)變化著的外部環(huán)境。這種特性使得地球上形成如此繁多的生物物種,使得人類(lèi)這樣高級(jí)的生命形態(tài)能夠從原始的細(xì)菌進(jìn)化而成。在這個(gè)意義上,美國(guó)科學(xué)家霍蘭提出,“適應(yīng)性造就復(fù)雜性”。因此,生命復(fù)雜性的特征是,系統(tǒng)具有開(kāi)放性,在與環(huán)境的互動(dòng)過(guò)程中不斷地演化。

? ? ? ?所以,不能孤立地去看生命的形成,生命是與環(huán)境相關(guān)聯(lián)的一種物質(zhì)表達(dá)結(jié)構(gòu),是由許多化學(xué)反應(yīng)所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。細(xì)胞以及組成細(xì)胞的生物分子異常復(fù)雜,盡管復(fù)雜,但卻是一個(gè)非常有序的系統(tǒng),不同的分子在這個(gè)系統(tǒng)中起不同的作用,它們各司其職,協(xié)同工作。同時(shí),這個(gè)系統(tǒng)也是一個(gè)開(kāi)放的系統(tǒng),它不斷從外界接受信息,并根據(jù)這些信息進(jìn)行自身結(jié)構(gòu)的調(diào)整,這就是生物體形成和運(yùn)行的機(jī)理。


? ? ? ?還有一個(gè)問(wèn)題人們經(jīng)常討論,生命均起源于一個(gè)原始細(xì)胞,還是有多個(gè)"生命"同時(shí)起源。我們能否這樣理解,如果生命產(chǎn)生是一個(gè)必然的過(guò)程,形成生命的機(jī)理是統(tǒng)一的,都是以核酸、氨基酸為基礎(chǔ)的多分子體系,那么,在當(dāng)時(shí)地球環(huán)境下,生命可能在不同的地區(qū)發(fā)生起源的過(guò)程。也許,在一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi),生命在地球的不同地點(diǎn)產(chǎn)生出來(lái),它們共用同一套生命運(yùn)行機(jī)理,但由于環(huán)境的差別,不同生命體在結(jié)構(gòu)上有所不同。所以,不能認(rèn)為不同生物體有相似之處,就認(rèn)為它們有統(tǒng)一祖先,兩者之間不是必然關(guān)系。

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