“活着”究竟意味着什么?来自诺贝尔生理学奖(3)
以下内容选自《五堂极简生物课》,小标题为编者所加,非原文所有。已获得出版社授权刊发。
我想不出比这更优雅的解决方案了:这些线性碳基聚合物的多种布局既能生成化学性质稳定的信息储存装置,又能产生高度多样化的化学活动。我发现,生命的化学的这一面既极其简单,又卓越非凡。生命体将复杂的高分子化学与线性信息存储相结合的方式实在令人叹服,我推测,这个原理不仅是地球生命体的核心,也很可能是宇宙中任何地方的生命的核心构造。
不过,一旦第一批细胞成功形成,接下来的事情就比较容易推想了。首先,单细胞微生物会在世界范围内蔓延,逐步在海洋、陆地和空气中扎根。然后,20多亿年过去了,体形更大、结构更复杂的真核生物加入了它们的行列,但在很长一段时间内,这些真核生物仍然是单细胞生物。真正的多细胞真核生物的出现要晚得多,还得再过十几亿年。如此推算便可知:多细胞生物在地球上存在了大约6亿年,仅占生命历史总长的六分之一。然而,就是在这段时间里,多细胞生物衍生出了我们周围目力所及范围内形体最大的所有生命形态,包括高耸的森林、蚁群、巨大的地下真菌网络、非洲大草原上的哺乳动物群,以及距今年代最近的现代人类。
所有这些都是通过盲目的、未经引导但又极具创造性的自然选择进化过程发生的。但是,在思考生命体的诸多成就时,我们应该记住,只有当一个种群中的某些成员无法生存和繁殖时,进化才能有效地进行。因此,尽管生命作为一个整体已自证是顽强的、持久的且具有高度的适应能力,但单个生命体的寿命是有限的,当环境发生变化时,其适应能力是很有限的。这就是自然选择出手的时机:消灭旧的秩序,如果种群中存在更合适的变种,就为新秩序铺路。如此看来,死亡是生命的必由之路。
纪录片《人体奥妙之细胞的暗战》(2012)剧照。
纪录片《人体奥妙之细胞的暗战》(2012)剧照。
我们的星球是宇宙中唯一能确定生命存在的角落。我们在地球上的生命是非凡的。生命不断令我们感到惊喜,但是,哪怕其多样性令人眼花缭乱,科学家们仍致力于诠释生命的奥秘。正是这种对生命的理解,为我们的文化和文明做出了根本性的贡献。我们对“生命是什么”的理解不断加深,将有可能改善人类的命运。但是,对生命的认知绝不会止于人类本身。生物学已让我们明白,我们所知的一切生物体都是相互关联、密切互动的。我们与所有其他生命都有深厚的关联,在阅读本书的过程中,爬行的甲虫、感染的细菌、发酵的酵母、好奇的山地大猩猩和飞舞的黄蝴蝶一直陪伴着我们,同样,生物圈中的每一个成员也始终在我们身边。所有这些物种聚集在一起,都是生命世界里最伟大的幸存者,是同一个无法估量的庞大家族里最年轻的后裔,经由一连串不间断的细胞分裂,这个生命家族能回溯到时间的深处。
《五堂极简生物课》,[英]保罗·纳斯 著,于是 译,博集天卷丨湖南科学技术出版社2021年8月版。
从这种更广泛的生命观出发,我们看待生命世界的眼光也会变得更丰富。地球上的生命都从属于一个单一的、巨大的、相互关联的生态系统,其中包含了所有生物。这种基本的关联不仅来自生命体之间相互依存的深刻关系,还源于一个事实:追根溯源,所有生命体都有一些共同的进化根源,因而在基因层面相互关联。长久以来,生态学家一直很赞成这种深层关联、相互关联的生命观。这个观点最早源于19世纪初的探险家、自然学家亚历山大·冯·洪堡的思想,他认为所有生命都被一个互相连接的网络关联在一起。这种相互关联性是生命的核心,虽然这么说可能让人意外,但应该能让我们有充分的理由停下来,更深入地思考人类活动对生态世界里的其他生命体造成了怎样重大的影响。
纪录片《绝对好奇:细胞战场》(2012)剧照。
地球形成于45亿多年前,太阳系诞生之初。在最初的5亿年左右,地球表面特别热,极不稳定,不具备让我们所知的生命出现的条件。目前发现的最古老的生物化石可以确定是存活于35亿年前。这就意味着,生命的出现是在那几亿年中发生的。这个时间段非常漫长,并不是我们的大脑能轻易想象和理解的,但相对于地球上生命的历史总长,几亿年只是一小段时间。
一些研究人员认为,这些RNA生命体最早可能形成于深海热液喷口周围的岩石中。岩石中的微小孔隙可能提供了一个保护它们的环境,与此同时,从地壳中沸腾而出的火山活动提供了稳定的能量和化学原料。这种情况下,制造RNA聚合物所需的核苷酸有可能通过更简单的分子组装,完成从无到有的过程。起初,嵌在岩石中的金属原子可能起到了化学催化剂的作用,使化学反应无须生物酶的帮助就能进行。
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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