生命如何起源?

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/10 12:40:25
生命如何起源?

生命如何起源?
生命如何起源?

生命如何起源?
地球上大约三十亿到四十亿年前的海洋,名唤“原始汤”,这个命名显然跟“宇宙大爆炸”一样是为方便我们借助熟悉的事物来理解陌生事物而拟定的.我们之所以喝汤是因为汤里有很多有利于生命活动的营养元素,顾名思义,原始汤之中也大量存在有利于早期生命的有机物质.这些有机物质在各处积聚着,或在岸边逐渐干燥起来的浮垢上,或在悬浮的微小的水珠中等.在受到如太阳的紫外线之类的能量的进一步影响后,它们结合成大一些的分子.这些大分子在现代可能存在时间不长,因为它们是很多细菌或者其他生物的食物,但在当时这些生命并未出现,它们因而得以长时间地累积,在原始汤中自由飘浮.
海洋不仅仅在最近才那么汹涌澎湃,在当时业已如此,原始汤因而时刻处于被搅动的状态.这个巨大的烧瓶不知被摇动了多少年,才在某一个奇迹般的时刻,有一个非凡的分子偶然形成,它也有一个非凡的名字——复制基因.它可能不是其中最大、最复杂的,但它有一项特殊的本领,它能够复制自己的拷贝.我来简单描述一下它的样子以便让人理解它的自我复制方式,我们都看过弹簧,弹簧的构造是螺旋形的,两条一模一样的弹簧可以卷在一起互相填充彼此的空缺部分,这样就合并成一条圆筒.将一根弹簧放进泥浆里滚动,让泥浆填充它的空缺,然后等待泥浆凝结成固体,再将它们分离出来,我们将得到两条在形状上完全一致的螺旋圈,这是一种拷贝现象.复制基因正是有着类似特性的双螺旋结构,不过它的构件可比弹簧的复杂得多.
需要说明的是,从原始汤中之所以无法摇出一个人类出来,起码有两个方面的原因.第一个是,摇动的时间不够久,如果只为摇出一个人来,那么不知还得多摇几百亿年,到时候或许太阳系这个外稳定已经失衡到不适合生命存在了;第二个是,即便摇出来人类也无法存活,原始汤不是我们平时的喝的汤,是适合早期的生命体存活的有机物质的积聚体——人被摇出来后很快就会被自然选择给淘汰.
第一个复制基因的存活能力或许不高,但这并不影响它的自我复制,因为周围全是“食物”啊,它需要走到哪里去觅食吗?它就随着原始汤的卷动滚啊滚,滚满自己的“空缺”后就完成了一个拷贝,这个拷贝分离出来后又加入滚动行列,它们不断地复制自己,在原始汤中扩散自己的拷贝,直到较小的构件分子日渐稀少,而其他较大的分子也越来越难有机会形成.如此我们最终在原始汤中得到大量的复制基因,大量的.
我之所以强调“大量的”是因为我们又得用到“大量的次数将使小几率出现的物体更有可能存在”这个规律.在此之前须先指出,任何复制过程都不会绝然完美,差错是必然出现的.抄书事例可以很好地帮助我们理解复制时差错的出现,抄写者不管多么小心谨慎也会在无意识的情况下抄错(或抄错字、或吵错行、或抄错顺序、或漏抄),甚至有些不够专业的抄写者还会一时冲动地去“改进”原文.如果所有抄写者都是按原稿来抄写,差错还没那么可怖,但若抄写者的抄写模板也是手抄本,下一个抄写者接应上一个抄写者的抄写成品,这样差错就会累积下去,最终与原稿相差甚远.“谣言的产生”类似这种情况,转述者总无法完全地将原信息传播给下一位转述者,这样信息就在传播过程的差错累积中被扭曲了.翻译外文时也会遇上这种困境,比如你将此文按中文至英文、英文至中文找不同的翻译者不断互相翻译,将最后得到的中文翻译稿与此原文进行对比,想必会见识到什么叫面目全非.
但是,这并不意味着差错的产生永远是不利的,差错带来了生命进化的可能性.在复制基因于原始汤中扩散自己的拷贝过程中必然产生了许多差错,致使原始汤中存在好几个品种的复制基因,它们并非全然一致.现在的人类双胞胎也只能极其相似而无法毫无差别.
复制基因们彼此有了差别,有的结构可能稳定一些,有的则比较容易分裂.如果更稳定的与更容易分裂的复制基因处于同样的环境,那么就会出现这种情况,容易分裂的复制基因比较“短命”,它可能在与其他分子的撞击中被冲散(原始汤不断的扰动提供了大量的这种冲撞).更稳定的复制基因相对来说活得更长一些,它也得到了更充裕的时间去复制自己的拷贝.渐渐的,更稳定的复制基因越发的多,易分裂的复制基因即便有一样的繁衍速率也无法在繁衍总时长上占到优势,因此相比之下它们所占的比例越发的小.从整体上看,原始汤中的生命即朝着“更稳定、更长寿”的趋势发展,这或许是生命最初的进化方向.
更稳定与易分裂并非原始汤中复制基因之间唯一的分别,它还有更多的可能,比如复制速度更快或更慢、复制时更精确或者更容易出现差错等等,有时甚至是几种特性兼而有之.这些差别所带来的直接后果是生存竞争力的高下之别,谁在当时的生态环境中更有竞争力,谁的拷贝在原始汤中占据更大的比例.此即生命进化的方式,在自然选择下的比例协调.
但我们这样就算是回答了“生命的起源”这个问题吗?不,远没有那么简单.第一个复制基因是否能称之为“生命”,这是一个问题.这不仅仅是一个生物学问题,或许还是一个语言学问题、哲学问题.有些人的“起源”概念是指我们要找到一种物质,它介于生命体与非生命体的中间,生命体是因为有了它才得以出现,而它又是由非生命体组成的.这时候我们就遇到命名上的困境,我们应将这种东西称为什么?半生命体吗?这会被人打,被指责生命有1/2的数量比例意义吗?
因而我以为,我们不应找到某个物质然后考虑应否赋予“生命”的称谓与它,而是探究一些简单物质的组织方式(从物理学、化学的角度),然后指出这种普遍的物质组织方式在特殊情况下将带来可以称之为生命组织的现象.即,不对具体的物体进行命名,而对现象做这种界定.