今天,人类处于信息时代,文明已经达到如此高度,我们能借助因特网与万里之外的亲友交谈;我们能乘坐喷气式客机快捷地访问地球上无论哪个国家;航天器可以到达太阳系的其他星球;人类已经把目光投向银河系外,探索与宇宙中其他的智慧生命建立联系的可能……但是,您是否想过:人类来自何方?人类的将来又将如何发展?地球是否是人类的永恒家园?
《有趣的进化》(作者曲芸)介绍了生命起源和生命演化的有关内容,从认识生命着手,依次介绍了生命最初的化学起源、细胞起源、多细胞生物的进化以及进化理论,并畅想了生命未来可能的发展状况。
《有趣的进化》(作者曲芸)介绍了生命起源和生命演化的有关内容,从认识生命着手,依次介绍了生命最初的化学起源、细胞起源、多细胞生物的进化以及进化理论,并畅想了生命未来可能的发展状况。《有趣的进化》其中重点介绍了生命最初起源的一些有趣的问题和假说,以及动植物演化过程中的重要证据。
古希腊的哲学家不了解运动产生的原因,而把它归结为“力”。以后的学者们就借用了这个概念,研究了各种运动,于是便有了物理学中的“引力”、“电磁力”和化学中的“亲和力”等。虽然学者们取得了很多成果,但是至今还不清楚古希腊哲学家所谓的“活力”或“生命力”是什么。
在我国古代,哲学家们把不了解的运动,归结为“气”。生命被认为是“气”的活动。如,“人之生也,气之聚也,聚则为生,散则为死……故日通天下一气耳”。“气”也是一个不明确的概念,不同的学者有不同的解释。有与现代科学接近的解释,如:“人之生,其犹冰也,水凝而为冰,气积而为人。”这里把生命的形成比作水结冰的过程,这种观点强调了生命的有序性。也有把生命比作火的,如:“人含气而生,精尽而死,死犹澌,灭也。譬如光焉,薪尽而火灭,则无光矣。故灭火之余,无遗炎矣;人死之后,无遗魂矣。”这种观点则强调生命是一个物质代谢的过程。所以中国古代哲学家把生命看作一个物质运动的过程,常把生与死联系起来讨论,例如“有血脉之类,无有不生,无生不死,以其生,故知其死也”,把生命看作是与死亡对立的。
现代的几种生命观
生命是生物体所显现的各种现象。从古至今,随着人们对这些现象的逐步理解,生命的概念也在不断地改变。从不同的角度看这一问题,也出现了一些不同的观点。
从分子生物学角度看,生命体的形状、大小和结构可以千差万别,但它们都是由脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)和蛋白质等大分子为骨架构成的。
DNA是由4种不同的叫做脱氧核苷酸的小分子,按一定的排列次序组成的一条非常长的分子链。例如大肠杆菌的DNA有约2000万个脱氧核糖核苷酸分子组成。在不同形式的生命体中,DNA相当于由同样字母写出的长短不同、排列次序不同,而所要表达的意思也不同的书。RNA也是由4种不同的叫做核糖核苷酸的单体连接而成的分子链。它与DNA相似,但链较短。不同形式的生命体中RNA的长短也是不一样的。蛋白质是由20种不同的氨基酸单体组成的长链分子。不同形式的生命体中单体排列次序、长短、链的折叠以及卷曲形状也各不相同。总之,各种生物的DNA、RNA和蛋白质都分别由4种脱氧核苷酸、4种核糖核苷酸和20种氨基酸单体组成,即它们都是由通用的“元件”组成的。这些核酸、蛋白质在生命活动中所起的作用也基本相同。
由于DNA可以自身复制,因而使生命物质具有繁殖和遗传的能力;另外DNA能通过转录和翻译决定RNA及蛋白质的结构,从而控制了生物的形态结构和生理功能;而复制、转录及翻译这些过程又都需要蛋白质酶及RNA的参与。
于是就有了一个分子生物学的生命定义:生命是由核酸和蛋白质特别是酶的相互作用产生的、可以不断繁殖的物质反馈循环系统。这种说法是对生命物质的微观结构及其运动过程的描述。生态学的生命观
在生物圈内,有的生命体具有叶绿素,可进行光合作用,称为自养生物,如大部分植物、蓝藻和部分细菌属于这类;有的生物没有叶绿素、不进行光合作用,必须靠摄取白养生物或其他生物为食而生存,称为异养生物,如真菌、动物,大部分细菌属于这类。
生物圈中的无机物质,通过自养生物的光合作用,进入了生物体以后,部分通过自养生物自身的代谢又回到无机世界;部分被异养生物所摄取,通过代谢活动,又回到无机世界。大部分植物秸秆和动物尸体,最后都经腐生生物(异养生物)的降解返回无机世界。这样就形成了生物圈内的物质运动循环。而循环是单方向进行,不可逆转。在这个循环中少了哪一环或哪一环不通畅,都会影响到整个生物界。
在生物圈内的循环网络中,有很多交点,这些交点所代表的生物个体的总和就是生物量。生态学把生命看作是生物圈中不可逆物质循环过程的中心环节。但它仅描述了生命的外部条件及其所处的地位,没有说明生命本身的质的特点。
生命还有一种广义的解释是指事物所特有的某种区别于其他事物的功能或能力。一种事物如果没有了自身特有的区别于其他事物的功能或能力,它就不再是这种事物了,因此就可以说它死了,也就是没有生命(指广义生命)了。火山不再喷发,它就成死火山了,也可以说火山没有了生命(指广义生命)。湖水不再流动,它就成了死水。
恩格斯对生命下了一个定义:“生命是蛋白体的存在方式,这个存在方式的基本因素在于和它周围的外部自然界不断地新陈代谢,而且这种新陈代谢一旦停止,生命就随之停止,结果便是蛋白质的分解。”恩格斯的生命定义揭示了生命的物质基础,即具有新陈代谢功能的蛋白体。
但是,这个定义也有其不合理的地方:首先,根据定义得出,生命是方式,也就是说,一个人有生命就是这个人有方式,这种说法根本不符合逻辑。其次,许多植物的种子能保存相当长的时间并不出现生命特征,如古莲子、缓步类动物等可能会在一个相当长的时间内并不进行新陈代谢,当条件适当时才会出现生机。
另外,周慕瀛在《漫谈生命的定义》中也给生命下了定义:生命是指物所具有的“自我复制能力”。生命是一种能力,这种说法没有违背逻辑。有生命的动物和植物具有繁殖能力、生长发育能力、新陈代谢能力、应激能力、适应一定的环境的能力等;死了的动物和植物就不具有这些能力。
1944年,奥地利物理学家薛定谔出版了《生命是什么——活细胞的物理学观》一书。这是一部石破天惊的书,它奏响了揭示生命遗传微观奥秘的先声。薛定谔在书中提出了一系列天才的思想和大胆的猜想:物理学和化学原则上可以诠释生命现象;基因是一种非周期性的晶体或固体;生命以负熵为生,是从环境抽取“序”维持系统的组织……这些观念在当时的确是十分新奇的,也是特别引人入胜的。P4-7
今天,人类处于信息时代,文明已经达到如此高度,我们能借助因特网与万里之外的亲友交谈;我们能乘坐喷气式客机快捷地访问地球上无论哪个国家;航天器可以到达太阳系的其他星球;人类已经把目光投向银河系外,探索与宇宙中其他的智慧生命建立联系的可能……但是,您是否想过:人类来自何方?人类的将来又将如何发展?地球是否是人类的永恒家园?
只有了解生命在地球上40亿年的漫长进化历程,才能对人类未来的进化道路有所预测。环顾芸芸众生,我们惊叹生命的伟大,惊奇生机的勃发;评点漫漫历程,我们惊异演化的多变,惊喜物种的繁盛。但生命将走向何处,未来将如何进化?请和我一起,带着探索的疑问,怀着求知的激情,一起去经历生命的起源与演化,一起去勾勒未来生命的狂想吧……