其实我们已经认识到,遗传和发育是生物个体发生过程的两个方面,两者关系密不可分,必定存在着一致性。所以,在生命科学中,遗传学、发育学、进化生物学、古生物学、细胞生物学、胚胎学、生物化学等等,只要把握住他们的共同点,就都可以统一起来。下面我们以生命规律为基础,以生命体、生命境、细胞体系、五元液等为共同点,简要描述生命现象如下:
起源-细胞体系-在五元液中因电压电流推动而自我循环。
遗传-细胞体系-对生命境变化所保持世代间的稳定性。
发育-细胞体系-在生命境中重复以往多细胞体的过程。
进化-细胞体系-对变化生命境适应而趋向复杂的变化。
辐射-细胞体系-对新生命境的充盈暴涨适应方式。
思维-细胞体系-对生命境复杂性的“智能”反应方式。
……
细胞体与细胞境相互作用的内在规律性,你从亲代到子代的角度看,属于遗传问题;你从卵细胞变为多细胞成体的角度看,属于发育问题;你从数万年生物分支分岔的角度看,属于进化问题。他们原本就是一套规律,只是表现在不同的方面或不同的阶段而已。当然,要让人们用上述思维来认识生命规律,肯定需要一个去除主观思维的过程,需要一个再认识的过程。
不过,我们可以这样想一想:当初原始生命是什么呢?就是化学进化阶段那个小化学单元,他“活”起来了(开始自我循环),我们就称他为最简单的细胞体系(原始细胞体系)。这个细胞体系在地球环境中适应了40亿年,在适应过程中逐渐出现了遗传现象、发育现象、进化现象、生物辐射现象、思维发达现象……这一切难道不是细胞体系与环境相互作用的结果吗?
至于那些神奇的核酸大分子、蛋白质大分子、糖类分子、脂类分子……这个酶、那个素……不就是靠着水溶液中分子之间的三种类型力而变化的吗!①疏水力;②非键合分子引力(范德华力);③静电力(电荷-电荷、电荷-偶极子、偶极子-偶极子)。我们可以看到分子表面分布有电荷基团,这些带电基团有强烈的亲水性;还可以看到液体表面有张力,液态物质趋向于采取表面积最小的类球形状,等等。生命中的有机大分子不就是在各种力的趋使下而生成的吗?说到底,不就是原子分子由于电子云这种电磁浆糊粘结在一起的吗?
当然,仅有各种力并不能形成各种有机大分子。还需要有形成的条件。环境在40亿年时间里的复杂变化就是有机大分子形成的条件。
当然,仅有环境条件也不能形成各种有机大分子。还需要各种分子之间,分子与所在系统之间,它们的相互平衡及协调。既然是化学系统的变化,各种有机大分子就是化学系统中的产物。
当然,还需要具有一种规律才行,那就是自我循环化学系统在连续不断的循环中保持原有的规律性具有稳定状态。而且,还可以在原有稳定系统上叠加上新的变化。
这样,小化学系统单元在与环境作用下,遵循力的作用关系,遵循系统平衡关系,遵循循环规律关系,才具有了今天生命的复杂现象。归根结底,就是“体”与“境”相互作用所产生的规律性事物。
今天来看,生命的一切现象,都是细胞体系的现象,都是与环境相互作用的现象。概括地说,在生命世界中,除了细胞体系和环境以外,还有别的什么东西吗?没有了,再也没有了!这样看,生命定律是对生命世界的高度概括,同时也是综合大一统理论的基础。所以说,生命定律是生命科学的里程碑。
另外,我们还能从中探求出生命依赖特定环境的一个秘密。生命从原始的简单状态到今天的复杂状态,40亿年的经历,为了保住“活”,千变万变也不会改变对“五元液”的依赖。放弃对“五元液”的依赖就意味着死亡。这是生命的一个大秘密。
对这个大秘密的认识,就会对整个生物世界的生物体结构有一个统一的深刻理解。细菌的细胞壁、植物的大液泡、动物的血液等等都含有其中的意义。尤其可以加深对人体的生理结构的理解。人体生理实际是围绕稳定五元液为中心的生理,这不仅可以终结“全身的病还是病灶的病”的千年历史大争论,还可以理解为什么人体每日需要近20斤的消化液。最重要的是,人类战胜心血管疾病必须从五元液着手,这是必经之路。
生命的综合统一理论对人类社会有着深远的现实意义。
粉丝:生命给人的感觉总是很神秘,研究神秘的生命所得到的理论,更是高深莫测。像遗传生物学、发育生物学、进化生物学……那都是专业科学家的事儿,我们普通人很难涉足。
教授:每个人都是生命的一部分,不了解生命就不能真正了解自己,不了解自己,如何能活出快乐的人生?
粉丝:所有生物,尤其各种动物,他们都不了解生命。看那边那头驴,津津有味地吃着青草,我看他们活得很开心。
教授:所有生物物种都是要灭绝的,恐龙在地球上吃了一亿五千万年的美食,最后被大自然淘汰了。别看眼前这头驴吃得香,当有人吃“驴肉火烧”的时候,就不是他吃的香了。仅为了吃那是动物的水准,人与动物不同之处在于有高明理性的追求,为着希望而活着。我说的希望是指大视野,千年、万年、亿年把握住人类的正确发展方向。不能像动物那样随着地球环境变化而沉浮。应当强调的是,出现人之前,是环境支配生物,从出现人类开始要做到人能合理支配环境。因此说,研究“生命境”比研究生命体更重要、更有意义。也就是说,只有懂生命,知道生命境重要性的人才算是了解自己的人,用全新的标准来衡量,只有理解生命境的人,才可能成为一个真正健康快乐的人。
成熟的科学理论,不应当是高深莫测的东西,不应当是些晦涩的理论。要让每个人真正了解自己,人类才会有希望。
粉丝:我不懂遗传生物学、发育生物学和进化生物学,仅有点常识,你能试着让我这个普通读者揭去生命神秘面纱吗?
教授:当然可以,但要弄清两个问题,理解了就不神秘了。
第一个,什么是生命?
水溶液的成份通常很复杂,无论复杂程度如何,总会是一个化学平衡系统。原始的地球高温火海,环境动荡异常。一种浓缩水的粘稠溶液被磷脂膜包裹成很多小球,小的肉眼看不见。在外力撞击下,这些小球可以融合,也可以分裂……
粉丝:最好是举个例子。
教授:小孩子玩的吹肥皂泡,两个泡相撞可以融合成一个泡,对一个泡施加外力可以分成两个泡。
我说的那些小球,融合-分裂-融合-分裂——这就是一种循环。当这些循环在海水中发生的时候,有的就变“活”了。
粉丝:为什么要在海水中呢?
教授:海水的特点咸、苦、涩——所以咸,因为有钠离子,所以苦,因为有镁离子,总之,海水中有很浓的单质离子。最浓的前五种有氯离子、钠离子、钾离子、钙离子、镁离子。小球在海水中“融合分裂循环”时,会带进一些上述离子,而磷脂膜对这些离子是隔离的。造成膜内外离子浓度不一样时,浓度差就是电位差,有电位差就会造成带电离子流动。要知道,溶于水的物质都带有电荷,这样进出小球的物质,除了撞击力的作用外,又增加了电压电流的作用力。这就是说,小球循环的推动力从撞击力而转换为电荷力的时候,小球就成为“自我循环”。我们把电力推动下的小球自我循环理解为“活了”。这就是生命的开始。
粉丝:外力推动转换为电力推动,需要多长时间?
教授:最短几万年,最长几千万年,上亿年也说不定,总之,这种转换是长期循环过程的结果,伴随着化学系统的优化,是整个系统不同推动力的转换,是在特定条件下自然形成的。实验室里很难做到,长期循环过程很难再现。这就是生命不能经常轻易再次起源的原因。
第二个,怎样看生命?
假如再进化40亿年,细胞循环运动这个规律也不会改变。只要不灭绝,细胞体系就一直会循环下去。这是对生命的基本认识。很遗憾,人的肉眼只能看到生命的宏观现象,而宏观现象都是多细胞生物现象,而多细胞生物现象只是主细胞循环周期中的一个侧面。我们仅从这个侧面来研究遗传、发育和进化,势必会带来片面的认识。一个主细胞发育成一只多细胞的老虎,其中秘密必须要从主细胞体系中去寻找,这是发育学的内容。大老虎生下小老虎,你认为是断开的,间断中有遗传基因的传递,这就大错大谬啦!大老虎是主细胞生成的,小老虎也是主细胞生成的,两个主细胞是分裂关系,主细胞之间连续而相似,这难理解吗?这是遗传学的内容。主细胞在循环中受不同环境影响,一个进化为主细胞A,一个进化为主细胞B,主细胞A分裂后还是主细胞A,主细胞B分裂后还是主细胞B,这些并不难理解呀。这是生物进化的内容。这样看,神秘感就不存在了。
粉丝:生命理论的统一性,我想是一个十分重要的问题。能不能叙述的再清晰一些?
教授:我们周围的世界是和谐统一的,生命是这个世界中的一部分,当然也是和谐统一的。这没有问题吧。
先看世界,①世界是物质的;②物质间相互作用(力)发生变化或运动;③运动过程有先后顺序和空间分布,都有确定的秩序。因此,世界是物质、运动、秩序三个方面的统一体。三个方面相互联系而不能分割开来。
再看生命世界,①物质方面:有几十种元素和众多小分子和大分子;②运动方面:在水分子中,众多分子之间靠电磁力相互作用。水分子本身带极性,其中的其它分子都带电荷。不带电荷的分子被排斥在作用之外;③秩序方面:膜内水中各分子化学平衡系统有固定秩序,膜外水中各分子化学平衡系统也有秩序。秩序的本质都是正负电荷的平衡。细胞膜内的秩序平衡是被隔离和保护着的独立小单元,被细胞膜外平衡系统不断变化所影响,使这个小单元秩序多样化,这就是我们看到的生物多样性。
粉丝:最好着重解释一下,这个地方不好理解。
教授:生命外在形态与生命的本质所以不容易联系起来,是因为大型生物形态处在宏观范围,本质的部分处在微观范围。我们的感观对宏观熟悉而对微观陌生。多分子这些物质,在电磁力作用下运动,细胞内部化学单元具有固定秩序,这样的变化始终在微观范围,所以对生命现象不容易理解。
粉丝:我们看到的花鸟鱼虫……与化学单元秩序的多样性有什么关系?
教授:我们看到的生物都是多细胞生物,多细胞生物只是多种细胞的不同排布秩序问题。认识本质必须从主细胞着手。归根结底,细胞膜外水化学系统的变化,相互作用出细胞膜内封闭水化学系统秩序的多样化,随后又出现体细胞多种秩序的多样化,就是我们看到的花鸟鱼虫。把所有生物都还原成细胞,把所有细胞都还原成膜内外水化学系统,把所有生物都还原为体与境的相互作用,生命世界就被统一起来了。
粉丝:我看到有的学者说,21世纪将“最终在分子水平实现遗传、发育和进化的理论大综合。”你怎么看?
教授:遗传的东西不是基因密码,而是细胞体系再现和稳定问题;遗传的稳定性是连续的,而不是间断的;所以基因概念客观上不可能存在。现在的分子生物学通过操作DNA片段来改变生物性状,有其现实意义,这只是以DNA分子为中心的一种研究方法,不是最佳研究方法。如果用分子生物学中的遗传基因概念来理解和综合生命规律,不仅不可能实现,而且越弄越繁杂。既便是把DNA上每一个碱基对都搞清楚了,也不可能真正理解生命。DNA大分子上所反映出来的遗传规律永远小于整体系的稳定规律。局部永远不能代替整体。因此现在的《分子生物学》仅从分子水平上认识问题,不可能成为理论大综合的基础。
粉丝:请点出生命世界最核心的问题是什么?
教授:生命体适应生命境变化是生命世界的核心问题。这就是本书提出的问题,“生命谁做主”?当然是“生命境”做主!