书城科普读物探索未知-生命化学趣谈
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第4章 多样的生命

环顾广阔的自然界,高远的天空中,深深的海底下,高耸入云的雪山顶,还有那深埋地底的岩石中,我们都可以发现生命的踪迹,察觉到生命的活动。生命的本质是核酸的遗传与蛋白质的新陈代谢,这是生命的根本的内在的统一。不过,生命的形式却是多种多样的、形形色色,各个物种之间是千差万别,就是同一物种的不同个体之间也绝不雷同,这便是生命现象的多样性、复杂性。不过,这些生命现象虽然如此复杂,它们最初出现在地球这个星球之上时,却是最简单、最原始的。地球上各种生物,都是由那种最简单,最原始的生命类型逐渐演变而来,因而地球便是由无数的“远亲近戚”,由相互之间具有不可割裂的亲缘关系的物种构成的一个超级大家庭,是在漫长的生命历史中逐渐进化与分化形成的。那么,地球上最初的生命又从何而来?是从天而降?还是从最简单的非生命物质中逐渐孕育而后诞生的?

在基督教的教义《旧约全书·创世纪》中说道:生命是上帝创造的。无所不能的上帝,花了七天创造了世间的万事万物:第一天,上帝创造了天地,地是空虚混沌,渊面黑暗,于是又加上了光,光称为昼,暗称为夜,天地便有了昼夜之分;第二天,上帝说诸水之间要有空气,于是空气也就成了天;第三天,上帝让水聚在一处,称为海;旱地就从水中露了出来,称为地,上帝又让地发生了青草和结种子的蔬菜,以及结果子的树林,各从其类;第四天,上帝说天上要有光体,可以分昼夜,作记号,定节令、日子、年岁,并要发光在天空,普照在地上,于是上帝造了日月,分管昼夜,又造众星,摆列在天空中,普照大地;第五天,上帝造出了大鱼和水中所滋生的各种有生命的动物,又造出了各种飞鸟;第六天,上帝在地上造出活物来,牲畜、昆虫、野兽、各从其类,另外又照着他的形象造男造女,并赐福给他们,使他们管理海里的鱼、空中的鸟、地上的牲畜和土地,以及地上所爬的一切昆虫;到第七天,天地万物都造齐了,上帝的造物工作也告结束。

天、地、万物乃至一切生命,包括我们人类,真的是由万能的上帝在短短的一周里造就的吗?其实,伟大的达尔文在他的《物种起源》一书里所阐述的以生存竞争、适者生存为中心的自然选择进化论,早就宣告了上帝造人说的破产,那么,这些从天而降的上帝造就生命的说法也就不攻自破了。

另外还有一个生命起源的观点:自然发生说,从简单的观察中,持有这种观点的人认为生命是从非生命物质中快速而直接地产生出来的,直接的论据便是腐肉生蛆。汗水生虱等。后来,微生物学所发现的我们“视而不见”的众多生命的存在,指出这些都是看不见的微生物的活动引起的,如果有机液体未受微生物的污染,就不会白白地生出任何生命来。

那么,生命,最原始最简单的生命究竟是从何而来的呢?在近代科学发展史上,综合了天文学、地球化学、地质学、宇宙考察等各方面的材料,终于一些合理的解释脱颖而出,其中,1876年恩格斯总结出的“化学起源说”便是尤为杰出的代表。这个理论指出:生命的起源必然是通过化学的途径实现的,生命起源的化学进化过程经历了约十几亿年的时间,直到约32亿年前才出现了原始的生命——最古老的微生物。这一进化过程经历了以下几个主要阶段:1.由无机物生成有机小分子。在原始地球的条件下,当时地球的原始大气中的小分子无机物(如NH3、H2O、H2S、H2、HCN、CH4等)由于地球引力而逐渐增大密度,在自然界中的宇宙射线,紫外线,闪电等的作用下,就可能自然合成出氨基酸,核苷酸,单糖等一系列比较简单的小分子物质,通过雨水的作用,流经湖泊与河流,最终汇集到原始海洋中,从而完成了化学进化的第一步,也使原始海洋成为了生命化学演化的中心。这一过程,科学家们已经在模拟实验进行了论证:通过模拟原始地球大气的化学成分,以电弧等激发作用下,成功地合成了氨基酸等小分子有机物,从而在一定程度上给予了化学进化过程以极大的支持。

2.由有机小分子物质形成有机高分子物质。氨基酸、核苷酸的出现为有机高分子物质的产生奠定了基础。在当时的条件下,由于多种因素的共同作用,氨基酸单体及核苷酸单体发生了脱水缩聚作用,生成蛋白质、核酸长链,从而准备了生命体必不可少的基本成分。这些有机高分子的出现,标志着化学进化过程的一次重大飞跃。

3.由有机高分子物质组成多分子体系。在这一阶段,由于蛋白质、核酸等有机高分子在原始海洋中的不断累积,浓度不断升高;而水分的蒸发和黏土的吸附作用等过程又使它们逐渐浓缩而分离出来。它们相互作用,聚成小滴,再在外面包上原始的界膜,漂浮在原始海洋中,并与周围的原始海洋环境分隔开,构成了一个独立的体系——多分子体系。它能与外界环境进行原始的物质交换,显示出某些生命观象,因而是原始生命的萌芽。

4.由多分子体系发展为原始生命。这一过程是生命起源过程中最复杂、最具有决定意义的过程。有些多分子体系经过长期的、复杂的演变,特别是由于蛋白质和核酸这两大类物质的相互作用,终于形成具有原始新陈代谢作用和能够进行繁殖的原始生命,尤其是新陈代谢作用,更是原始生命诞生的重要标志。

由此可见,最初的原始生命,是在极其漫长的时间里,由非生命的无机分子物质经过极其复杂的化学过程,逐步演变而成的。原始生命形成以后,就进入了生物进化的阶段。又经过漫长的自然选择过程,生命优胜劣汰,适者生存,从低级形式到高级形式,从简单的生命到复杂的生命,最终形成了今天的丰富多彩的生命世界。这个化学进化与生物进化过程,是受自然规律支配进行的,上帝实在不敢贪得半分功劳。