分享

生物学上对生命和非生命是如何划分的?

 黄元章3355 2018-06-21

越是看起来很简单的名词,越是难以界定。生命、时间、质量这些名词就是此类。

图示:在地球起源之初,没有任何生命存在,直到它逐渐冷却,大气中的水蒸气凝结成雨降落到大地上,形成覆盖全球的海洋之后,生命才开始诞生,按照现在我们对生命的定义,直到形成第一个能繁殖的细胞(演化生物学家将它称为卢卡),生物学家认为,这才算是地球生命的完整诞生,在此之前的阶段,都只能算前生命阶段。


乍一看,生命和非生命之间似乎差异极大,但那只是在宏观世界中,才是如此。而一旦进入微观世界,我们曾经对生命下的古典定义,立刻显示出它的局限性,但虽然有局限性不代表没有价值,而如病毒这样的存在,一方面挑战了古典定义,另一方面也丰富了我们对生命世界复杂性的认知。


但让我们先来看看从前对生命的古典定义吧。


生命是什么

对生命进行定义,当然是想把生命和非生命之间划下一条“不可逾越”的鸿沟。但由于生命事实上来自于非生命,所以当我们划下这样天条的同时,就会发现一些奇异的事物,它们的存在,无时无刻不在挑战着我们划下的天条,最终导致它轰然崩塌或者重大修改,或者让我们换一个角度重新对生命进行诠释。

注意这些定义不仅要区别生命和非生命还要区别死和活。


  1. 生命能在一定程度上维持自身的内平衡或内稳态
  2. 生命具有自组织性,构成生命的物质可以自动主装,即便是复杂的多细胞生物,其形体构成也无需借助外力,而是通过自然的发育而成。
  3. 生命具有新陈代谢的能力,可以吐故纳新,而新陈代谢能力正是生命维持自身内平衡和组织性的关键所在。换句话说,一个生命一旦停止新陈代谢,通常就是死亡,直到微生物学家发现了休眠的孢子,才对此进行了修改,只要拥有新陈代谢的潜能即可
  4. 生命具有生长的能力。比如多细胞生物的发育,单细胞的长大等生命活动。即便是成年期的个体,也还有不断的细胞死亡和更新的过程,该过程一旦终止,也就意味着死亡。
  5. 生命拥有适应环境的能力:生物对自己所生存的环境具有适应性,并能对其环境中所发生的变化作出反应,无论植物动物还是单细胞生物均是如此,这与生物体所拥有的身体结构以及生活习性有关。生物是通过进化来适应其环境的,所以当环境发生改变时,生物要么灭绝,要么随之改变。
  6. 生命能对外界环境的刺激作出反应:动物且不论,植物也同样能对环境的刺激作出反应,比如向日葵的向阳,比如植物的根系寻找水源,比如在北方的冬天阔叶树就会脱叶,并在此之前将叶片中的色素回收保存,于是树叶变黄。而脱叶也是在脱叶酸的作用下主动发生的过程。
  7. 生命能繁殖自己:利用环境所提供的物质和能量,生命能产生新个体。无论是通过无性还是有性的方式。


咳咳,首先,让我们看看,这些条件似乎很合理,但我们马上遇到一个问题,骡子算不算活生命呢?它显然是活的,但它却不能繁殖自己,所以它不能算活着的生命。这就是定义的局限性,而如果将繁殖从生命的定义中取消,那生命最重要的属性就没有了,这也同样很不合适。所以,我们只能把骡子这类动物单独拎出来,将其定义为因为其自身缺陷,导致它不能繁殖,这就如同将太监和正常男人区别开一样。


所以,即便我们不涉及那些复杂的生命哲学,比如病毒算不算生命,这真的是个恼人的难题,看你认为什么属性更重要。但即便不提病毒,骡子和太监就直接和上述那煌煌七条之间发生了剧烈冲突。


细胞和病毒之间不得不说的故事

地球上的病毒诞生在细胞之前还是在细胞之后?

对于这个问题,人们最初的直觉是病毒出现在细胞之前,代表着生命起源的某个中间阶段,但后来人们发现这完全说不通,因为没有细胞,病毒根本无法自我繁殖,所以它怎么可能在世上第一个细胞诞生之前诞生呢?


事实也的确如此,病毒学家们发现,病毒和细胞之间有许多故事。看起来病毒更像是细胞的碎片,它们侵入细胞的过程,更像是浪子回家,但它们终究不习惯这样拘束的生活,它们向往着外面的世界,每次回家只是为了离开做准备,并且不惜为此将家给毁灭。这导致病毒和细胞之间再也无法调和,双方从此走上了你死我活的军备竞赛状态。


但病毒能够如此肆意妄为,从根本上看,是因为它掌控了生命起源中最核心的一个属性,生命就是一段信息,一段能够利用环境来复制自身的一段信息,而生命的古典定义,只是看到了生命的表像,没看到生命的实质,生命的实质不是细胞的繁殖,而是细胞内那一堆信息的繁殖,而病毒只是把这个过程做了极端的简化,将细胞当成了自身存在的环境,就像吃植物的动物将植物的存在当作了自身存在的环境,就这个角度来看,吃细胞(不仅吃还借用细胞中的繁殖机器来进行自我繁殖)的病毒,似乎和吃植物的动物也没太大本质上的差异。



图示:生命世界有三大类生命,而每一类都有自己专属的病毒。比如,细菌有细菌病毒,古细菌有古细菌病毒,而真核生物也有真核生物病毒。它们彼此之间是不会过界的。该图居于中心的则是地球生命史上第一个能自我繁殖的细胞,它被称为卢卡(LUCA),全称是地球生命最后一个共同祖先,它的后代子孙在漫长的进化史上,分裂成了三个大的分支,其中真核细胞(我们自己以及我们肉眼看得到的生命全都是真核生物)源自古细菌和细菌之间发生的融合。

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多