“活着”究竟意味着什么?来自诺贝尔生理学奖(2)
不同生命形式间的深度相互依存也反映在我们细胞的基本构成中。产生我们身体所需能量的线粒体原本是完全独立的细菌,它们掌握了制造ATP的能力。但在15亿年前,命运发生了一些意外的转折,有些线粒体细菌住进了另一种类型的细胞内。随着时间的推移,宿主细胞变得极其依赖这位入驻的细菌客人所制造的ATP,以至于让线粒体成了永久住客,成为细胞内的固定装置。这种互利关系得以巩固,很可能标志着整个真核生物系的开始。有了可靠的能量供应来源,真核生物的细胞就拥有了变得更大、更复杂的能力。反过来,这又促成了动物、植物和真菌演化出今天这般繁茂的多样性。
我们也不应该忘记,我们吃的每一口食物都是由其他生物体制造的。甚至有许多微生物,比如我研究的酵母菌,也完全依赖于通常由其他生物体制造的分子。比如那些包含葡萄糖和氨的分子,这些成分是制造含碳和氮的大分子所必需的。
作者丨[英]保罗·纳斯
摘编丨安也
众所周知,我们的神经系统的基础是数十亿个神经细胞(神经元)间极其复杂的相互作用,这些神经元会在相互之间创建数万亿个连接,被称为突触。这些深不可测、精妙繁复、持续变化、互相连通的神经元网络共同构建了信息通路,传输和处理丰富的电子信息流。
然而,尽管硅在地球上的含量远远高于碳,地球上的生命却是基于碳的。这或许是因为在地球表面的现成条件下,硅不像碳那么容易与其他原子形成化学键,因而不能为生命制造出足够的化学多样性。不过,如果在假想地外生命时彻底排除硅基生命,或完全基于其他化学成分的生命,觉得它们不可能在宇宙中其他地方的不同条件下茁壮生长成生命体,就太愚蠢了。
我们人类的故事,到底是怎么开始的呢?
你很熟悉的身体,其实是一个由人类细胞和非人类细胞的混合物组成的生态系统。我们自身有30万亿左右的细胞,但生活在我们身上和我们体内的细菌、古细菌、真菌和单细胞真核生物等不同群落的细胞总量远远超过这个数字。许多人还携带着比它们更大的动物,包括各种肠道蠕虫,生活在我们皮肤上并在我们的毛囊中产卵的八条腿的小螨虫。在这些与我们亲密无间的非人类同伴中,有很多都严重依赖我们的细胞和身体,但我们也依赖其中的一些。比如,内脏中的细菌会产生某些我们自身的细胞无法制造的氨基酸或维生素。
这三个原则共同定义了生命。任何按照这三个原则运作的实体都可以被认为是有生命的。
与其他生物系统一样,大脑的运作也基于相同的化学和物理过程。然而,不知为何,从同样相对简单的分子和众所周知的动能中,竟然涌现出了我们思考、辩论、想象、创造和受苦的能力。这一切是如何从我们大脑的湿化学中产生的?这给我们带来了一系列极具挑战性的问题。
所以,当你感冒时,病毒会进入你的鼻腔细胞,利用它们的酶和原料来反复多次地繁殖病毒。随着病毒大量滋生,鼻子里受感染的细胞破裂并释放出了成千上万的感冒病毒。这些新的病毒会感染附近的细胞,并进入你的血液,继而感染其他地方的细胞。这是一种非常有效的策略,可以让病毒持续存在,但这也意味着病毒不能脱离其宿主的细胞环境单独运作。换句话说,它完全依赖于另一个生命体。你差不多可以这样说:在宿主细胞中具有化学活性和繁殖能力时,病毒是活着的,但当它在细胞外作为化学惰性病毒存在时,它又不算是活着的,病毒就在这两种状态间不断切换。
宇宙的浩瀚超乎想象。根据概率定律,在所有的时间和空间中,生命似乎不太可能只在地球上繁盛过一次,更不用说有意识的生命了。至于我们以后会不会遇到外星生命则是另一个问题。但如果我们真的遇到了,我确信它们和我们一样,必然是自我维持的化学物理机器,经由自然选择进化产生,是一种基于信息编码构建的聚合物。
这一切都表明,生物体有一个分级的渐变光谱,从完全依赖他者的病毒,到更为自给自足的蓝藻、古细菌和其他众多植物。我坚持认为这些不同的形态都是有生命的,因为它们都是自我导向的有形实体,可以通过自然选择来进化,虽然它们也在不同程度上依赖于其他生物体。
我的第二个原则是,生命形态是有边界的有形实体。它们与身外的环境分离,但又有互动沟通。这个原则来自细胞的概念,细胞是能清楚体现生命所有标志性特征的最简单的实体。这个原则强调了生命的实体性,将计算机程序和文化实体排除在了生命形式之外,哪怕它们似乎也可以进化。
文章来源:《生理科学进展》 网址: http://www.slkxjzzz.cn/zonghexinwen/2022/0808/890.html
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