书城医学揭秘血管病
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第5章 生命是什么(4)

第二步,在融合分裂过程中,封闭膜内离子的不均匀性,不断造成新的平衡调整。膜两侧五元液离子浓度的差别会形成电位差。有电位差存在有利于囊泡存在,无电位差存在不利于囊泡存在,容易消失。在循环运动中,在电位电流推动下,做着“增大—分裂—增大—分裂……”的循环运动。这就是“电池性”的细胞循环运动。因为是内电池推动着循环,我们误认为是“自我循环”,说自我中有“活命”。细胞境的海水在稳定基础上不断地微变化着,囊泡内的石头水在每次循环中都要从新调整分子平衡,从平衡到不平衡,再到平衡,不断变化着。这样调整38亿年,就是我们今天见到的“生长—分裂—生长—分裂……”的细胞循环运动。这就是地球上自然界水中分子在膜介导下的化学变化。这种变化表面形态多样化就是我们看到的生命世界。

也许有人想不通,强烈要求用实验来验证。那好吧!

在实验室里,把脂质体分子放入五元液中,用机械振荡法使其形成脂体双分子层的闭合囊泡,囊泡在振荡冲击下融合分裂,大小发生着变化。如有愿意验证者请参考(厦门大学出版社的《膜分子生物学》第190页)。保证你会实验成功!

实验仅验证生命起源的第一步。这个实验不停地做下去,终会有一天能从膜上找到“电池”。不过,要子子孙孙做下去……可惜人的寿命太短。时间进化过程无法在实验室完成。

由融合分裂到生长分裂,由机械力的推动到膜电位电流的电力推动,这种不同,我们理解为非生命分裂和有生命分裂。分裂规律客观摆在那儿,如何理解规律这就是人自己的事情了。

小结:生命的起源比科学的自我想象要简单得多。

1.19 寒武纪生物大爆发

生命在进化过程中有多次相对大变化,寒武纪这次骨骼起源大变化,是最直观、最容易解读的有特殊意义的一次大变化。

20世纪,从加拿大和中国先后发现了多达近8万块化石的远古生物化石群,都是些奇形怪状的生物。如果没有这些化石证据,我们根本不可能知道这些生物在地球早期曾经存在过。问题是,这之前完全没有这些生物祖先的痕迹,它们好像是突然冒出来的一样,犹如在不毛之地一夜间出现树林。这件事发生在5亿多年前的寒武纪地质年代,因此古生物学家称其为寒武纪生物大爆发。对这些远古生物突然出现如何解释?许多科学家试图从含氧量和基因等各种概念来解释它,这样必然会成为难解之谜。如果从“细胞”、“五元液”和“生命境”这些基本生命规律着手分析,这些生物的爆发现象,就是在情理之中的事了。

寒武纪前的亿万年时间里,全球环境发生了巨大变化,超级大陆崩解,地壳发生碰撞与聚合,反复出现了多次全球性的大冰期。生命境大变化必然导致生命体的大变化。对当时生物来说,生命境的大变化,直接体现在海水变化上,直接反映在五元液的变化上,结果使细胞体变化。分析这些变化,一是使所有生物都产生了骨骼——导致骨骼的起源;二是促使有些单细胞生物向多细胞生物变化;三是促使多细胞生物形体变大。

五元液中五种离子与生物密切相关。但钙离子最特殊:其一是以信号方式调解细胞生理功能;其二是钙离子的浓度始终处在临界状态;其三是具有稳定细胞膜的作用。由于钙离子浓度的稳定性对细胞生物生死攸关,以致于都形成各种方式的稳定五元液系统的结构。单细胞生物进化出内钙库和细胞壁;多细胞生物进化出外基质方式的钙库,同时体内出现多层次复杂的调节浓度的系统。这就是骨骼(钙库)的起源。

海水五元液浓度变化的原因是:海水结冰时会排出五元液离子,使未结冰海水离子浓度升高;当海冰融化时,又会使海水离子浓度降低。气候变化,使海水“固体—液体”转化,相应的使五元液浓度相对升降,促使生物骨骼化。而含骨骼的大形体的多细胞生物最容易形成化石,而化石又容易引起宏观上的观感,所以大量化石的出现展示出寒武纪生物大爆发现象。

今天是通过地质分析,通过化石证据,通过生命的恒定规律,来认识这一问题的。从白云石和方解石地层分布可知当时的海水化学变化。通过碳酸岩中碳和锶的同位素变化也可以进行印证。另外,寒武纪前无脊椎动物开始繁盛,小生物小壳化石(骨骼化)也已发生。最有代表性的生物是三叶虫,它们有几丁质、碳酸钙和磷酸钙类坚硬外壳或外模的骨骼,这类化石大量出现。生物爆发仅仅是表面现象,生物经过上亿年的连续过程进化出骨骼,才是事情的本质。

这个现象告诉我们,钙离子稳定性对任何生物来说都是生死攸关的大事情。维持五元液稳定性是整个生物进化长河中始终要坚守的底线。生物进化出不同形态的骨骼,对生物从海洋登上陆地,对最终进化出高智能生物,具有重大意义。

从生命通式的“体”、“境”、“体系”来看,生命起源是生命“体系”的大爆发,使地球上出现生命世界;骨骼起源是生命“体”大爆发,使生物分化并登上陆地;智能起源是生命“境”大爆发,使社会、文化、科学等迅速膨胀,从外表看是智能主宰了地球。然而,生命境决定着生物体的存在,当智能出现后,人用智能创造生命境,在这种情况下,如果不能深刻认识生命规律,不能深刻认识生命境对生命体的主宰作用,人类有可能被自己的创造所终结。就是说,人不懂智能的性质,被智能牵着鼻子走,最终会被自己的“智能爆发”引向深渊。这不是危言耸听,人类社会正阔步走在危险的道路上,只是还不认识罢了。

小结:寒武纪生物大爆发是揭示生命本质的教科书。

1.20 生物进化中的包被现象

生命本质和活都蕴涵在膜及两侧优化水中。本原地说,地球生命就是包裹着膜及两侧优化水的生命世界。因为有细胞的包被现象,才会有形态多样化的亿万物种。因此,看清楚细胞的包被现象才能真正理解细胞的规律。

地球生物是地球环境的产物。这种大框架说法容易达成共识。但如果要说,生命体的变化归根结底原于生命境的变化,一些人就想不通了。达尔文进化论的中心意思是说,生物多样性源于自然选择。窜改达尔文进化论的学者们说,生物多样性源于基因突变。一般普通人认为“我的生命我做主”。

从总规律上看,生命境决定着生命体,这一点并不难理解。生命体对生命境变化有一定的适应性。这种适应性是有限度的,是需要过程的。这种限度和过程充分表现在进化中。细胞结构复杂化是一种适应,性的出现是一种适应,出现器官也是一种适应,但是,最重要的适应是生物的包被现象。

细菌的包被:多样性的细胞壁、微荚膜、荚膜、粘液层等。

人体细胞的包被:内皮细胞、组织细胞、皮肤、毛发等。

包被,就是要把细胞体与细胞境这个体系整体包裹进去,这是一种保护。随着环境的不同,多包一层,再包一层。这很好理解,人为了上天要用航天器保护起来,人为了下海要用潜水器保护起来,这是人造的保护层。细胞生命在进化中为了保证能在不同环境中存在,逐渐形成相应保护层。保护层不只是被动的保护,还有一定程度地能动适应性。譬如实验中的一组细菌群体,当改变营养基后,会突变为不同的群体。这种改变首先是在保护层作用下发生的变化。

人对环境变化有一定的适应自由度,往往从自我出发,夸大这种自我能动性。因此在理论上把自我适应能力归结为内部的一种力量,基因突变,这就否定了生命境的根本主导作用。思维钻进基因很难再钻出来。基因理论不可能正确理解进化的规律。

总趋势看,生命境相对变化使生命体发生变化。生命境相对不变化使生命体保持原始状态。生命境是始动因,生命体被动调整平衡。生命境的变化是第一位的,体的自我调整是第二位的。

小结:细胞因包被现象形成了生物的多样化。

1.21 如何定义生命

以单细胞为中心看生命显而易见的是:

生命是水中的化学变化;

是细胞膜包裹着的一种变化;

细胞膜包裹着水中复杂分子的平衡系统;

这个平衡系统具有抗扰动的稳定能力;

是在五元液离子电推动下的循环变化;

遵循一分为二的生长分裂循环方式;

这种循环具有扩展性,以存在为最大特征。

天空、陆地以及沙漠,所有生物都是把“水中化学变化”层层保护起来存在的;这种“水中化学变化”被有选择性的细胞膜保护着;被保护的水中化学系统,是在电平衡基础上的分子间的平衡;这种平衡是在不断扰动下的自动平衡,表现出稳定能力;膜两侧电位差导致离子流动,进出膜的分子本质上都是离子电流流动,因为电流存在,所以生命表现为是“活的”;这种化学平衡系统长大→分裂→长大→分裂……这实质是细胞化学系统的一种循环运动;这种循环运动具有稳定性和能动性,表现出“扩展”和“存在”。生物的扩展性十分深刻,改变着地球面貌,表现出巨大的力量。细胞38亿年在大灾大难中不被中断,生命的存在是生命的最显著特征。

我们把膜两侧的分子交换叫代谢,把细胞分裂叫繁殖,把细胞体的稳定性叫遗传,把细胞的能动性看成应激,把世世代代的应激变化和稳定性引起的形态变化看成进化。

根据以上分析,这种水化学平衡系统具有复杂性和恒久性,层次和形态表现出丰富性。对此我们应当怎么看,目前难以形成统一意见,也很难用简单定义予以概括。但是,生命是地球上水中的一种化学变化是无疑的。

小结:生命是体与境相互作用形式的液态水中特定化学体系单元在电推动下循环存在的一种物质化学变化现象。