扫码订阅

〖图文〗人类源流——生命起源1

生命起源1


一、生命的定义和本质

(一) 生命的定义

1.生命的哲学定义

生命是生物的组成部分,是生物具有的生存发展性质和能力,是生物的生长、繁殖、代谢、应激、进化、运动、行为表现出来的生存发展意识,是人类通过认识实践活动从生物中发现、界定、彰显、抽取出来的具体事物和抽象事物。

生物是具有生命、生存意识、生存性能的自然物体。生命和生物既相互对立又相互统一,生命、生存发展性能、生存发展意识是生物具有的本质、属性、规定和规律,是生物的组成部分和组成元素。

生物是非生物长期运动变化产生的结果。自然事物普遍具有相互作用相互影响的性质和能力,当一个非生物经过长期复杂的相互作用、相互影响的过程,逐步形成了自主的生存发展性质和能力,形成了自主的生存发展意识的时候,一个具有生命的生物就产生了。

生命、自主生存性能、自主生存意识是特殊形式的自然规律和自然意识。意识是自然事物具有的存在、运动、变化的性能、趋势和规律。生物是自然规律、自然意识和事物组成的统一体,是包含存在、运动、变化性能、趋势、规律,包含生存意识的自然事物。

生物的生长、发育、繁殖、代谢、应激、运动、行为是生命、生存发展性能、生存意识的表现形式。我们通过观察一个自然物体的存在和表现形式,就可以判断出这个物体是否具有生命,是否具有自主的生存发展性质和能力,是否具有自主的生存发展意识,是生物还是非生物。

生命是具体事物和抽象事物组成的对立统一体。生命是生物的组成部分和组成元素,是人通过认识实践活动从一般生物和个别生物中发现、界定和抽取出来的,包含两个对立组成部分的抽象事物。

生命首先是人通过认识实践活动从各种生物中的发现、界定、彰显、抽取出来的共性规定。生命其次是人通过认识实践活动从个别生物中的发现、界定、彰显、抽取出来的个性规定。虽然不同的生物个体都具有共同的自主生存性质和生存意识,但是不同生物个体所具有的自主生存能力是不同的,不同生物所具有的生命活力、不同生物个体所具有的生命都具有特殊性。

生命既是依存在生物中作为生物组成部分或元素存在的抽象事物,也是有自身多种规定组成的独立整体,是有别于生物及其它事物、相对独立存在的具体事物。时间、空间、价值是一切事物具有的一般规定和内容,也是生命具有的一般规定和内容。任何事物都是处在一定时空之中的事物,都具有相互作用相互影响的性能,都是对人类的生存发展具有价值的事物。任何生命都是处在一定时空之中的生命,都是对人类生存发展具有一定价值、一定意义的生命。

2.生命的现代生物学定义:

生命的生物学定义:生命是生物体所表现出来的自身繁殖、生长发育、新陈代谢、遗传变异以及对刺激产生反应等复合现象。物理学家普里高津的耗散结构学说从物理角度为探索生命本质给予新的启示:生命是一个耗散结构,任何生命都要与外界环境不断地交换物质和能量,否则生命就会导致死亡。生物微观层次上的一些变化,比如遗传基因的合成、糖的代谢等,都与耗散结构理论相吻合并可用此理论进行解释。生命是由高分子的核酸蛋白体和其他物质组成的生物体所具有的特有现象。与非生物不同,生物能利用外界的物质形成自己的身体和繁殖后代,按照遗传的特点生长、发育运动,在环境变化时常表现出适应环境的能力。

3.生命的分子生物学定义:

生命的分子生物学定义:生命是有核酸和蛋白质等物质组成的分子体系,它具有不断繁殖后代以及对外界产生反应的能力。下面我们通过列举生物的一些变化和特征来认识生命。

(1)化学成分的同一性。从元素成分来看,在已经发现的一百一十余种化学元素中,各类生物体所必需的元素差不多都是特定的一二十种,其中C、H、O、N、P、S、Ca、Mg、K占了绝对多数。从分子成分来看,生物体的重要特征在于,它们基本都含有被称作生物分子的蛋白质、核酸、脂质、糖、维生素等有机物,这些有机分子在各种生物中有着相同的结构模式和功能。如一切生物的遗传物质都是DNA和RNA,生命体内其催化作用酶都是各种蛋白质,各种生物都利用高能化合物(ATP、NADH...)等,都说明生物界在化学成分上存在高度同一性。

(2)严整有序的结构。生物体的各种化学成分在体内不是随机堆砌在一起的,而是严整有序的。生命的基本单位是细胞(病毒、类病毒、朊病毒等是否属于生命范畴至今存在争论,但它们都需要在细胞结构内才能正常完成生命活动)。细胞内的各结构单元都有特定的结构和功能。生物大分子,无论多复杂,还不是生命,只有当大分子组成一定的结构,或形成细胞这样一个有序的系统,才能表现生命。失去有序性,如将细胞打成匀浆,生命也就完结了。生物界是一个多层次的有序结构。细胞之上还有组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统等层次。每一个层次中的各个结构单元,如人体九大系统中的各器官,都有它们各自特定的结构和功能,它们的协调活动构成了复杂的生命系统。

(3)新陈代谢。生物体是开放系统,生物体和周围环境不断进行着物质的交换和能量的流动。一些物质被生物体吸收后,在其中发生一系列变化,成为最终产物而被排出体外,这被称作新陈代谢。新陈代谢是严整有序的过程,是一系列酶促化学反应所组成的反应网络。如果代谢过程的有序性被破坏,如某些环节被阻断,全部代谢过程就可能被打乱,生命就会受到威胁,甚至可以导致生命终结。

(4)应激性。生物能接受外界刺激而发生反应。包括感受刺激和反应两个过程。反应的结果是使生物“趋利避害”。在一滴草履虫悬液中滴一小滴醋酸,草履虫就纷纷游开;一块腐肉可以招来苍蝇;植物茎尖向光生长,这都是应激性。应激性是生物的普遍特性。但动物的应激性表现及较明显,更富有多样性。动物的感觉器官和运动器官是应激性高度发展的产物。

(5)稳态。100多年前,贝尔纳(C. Bernard)发现,尽管外界环境波动很大,哺乳动物总有某些机制使其内环境维持不变,后来坎农(W. B. Cannon)把这一概念加以发展名为稳态。后来发现,不仅仅哺乳动物,所有的生物体,细胞,群落以至生态系统,在没有激烈的外界因素的影响下,也都是稳定的,他们各有自己特定的机制来保证自身动态的稳定。

(6)生长发育。生物都能通过代谢而生长发育。一粒种子可以成为大树,一只蝌蚪可以成为青蛙。虽然环境条件可以影响生物的生长发育,但每种生物的生长发育都是按照一定尺寸范围、一定的模式和稳定的程序进行的。

(7)遗传变异和进化。任何一个生物个体都不能长期存在,他们通过生殖产生子代使生命得以延续。子代与亲代之间在形态构造、生理机能上的相似便是遗传的结果。而亲子之间的差异现象由变异导致。而生物从约38亿年前至今,由简单到复杂,由低级到高级的演变过程便是进化的结果。

(8)适应。每一种生物都有自己特有的生活环境,特定的结构和功能总是适合于在这种环境条件下的生存和延续。例如,鱼腮的结构适合鱼在水中呼吸,陆地脊椎动物的肺结构则适应陆地呼吸作用。适应是生命特有的现象。

任何一种生物对所处环境的适应总是相对的。同种个体由于遗传和表型上的差异,对环境的适应也总是存在程度上的差别。只要存在这种差别,哪怕是很轻微的,自然选择就会发生作用,推动群体向更适应环境的方向进化。

二、生命的基本功能:

(一)自我调节

它是生命的一个本质属性。任何生命在其存在的每一瞬间,都在不断地调节自己内部的各种机能的状况,调整自身与外界环境的关系。高等生物的自我调节是多层次的,其中包括分子的、细胞的、整体的调节。即使是原核生物也有自我调节,而且它也是通过多种途径实现的。例如,细菌有能力合成许多自身所需要的分子,可是某一分子是否合成,合成的速度如何,则随自身内部状态与环境的不同而不同。细菌内部所需要的分子,既不过多地产生,也不感到缺乏,而是靠自身的调节机制完成的。某一分子合成途径中的第一个酶的结构基因兼有调节的功能,即第一个酶既有酶的功能,又起着阻遏蛋白的作用。在遗传学和生物化学中,这种功能被称为自我调节系统。这种调节系统最初是在沙门氏杆菌组氨酸生物合成中发现的,随后在噬菌体、霉菌、哺乳动物中也同样发现其存在。实际上,反馈抑制和诱导系统与阻遏系统的调节也可视为生物自我调节的方式。因为在反馈抑制中,生物合成途径中的第一个酶通过与代谢的终产物相结合而发生可逆性失活,使许多化合物的合成速率得到调节。在诱导系统和阻遏系统中,甚至酶本身的产生都受到调节。其间的差别在于:在诱导系统中,只有当底物存在时,才产生出为该底物所需要的酶,其方式是底物与阻遏物相结合并使阻遏物失活,从而打开结构基因,以诱导基因活性;在阻遏系统中,终产物抑制着酶的产生,其方式则是阻遏物与终产物相结合而被活化,然后与操纵基因相结合,从而关闭结构基因,以阻遏酶的产生。生物的许多调节系统都比较复杂,它们往往同时具有正向与反向的调节作用。机体的调节机制是自我完成的过程,而调节程序或指令是遗传下来的、本身固有的,因而这类自我调节系统为生命所独有。

(二)自我复制

它是生命系统不同于化学系统的特征。狭义地说,自我复制是指DNA分子的解旋、两链分开,各自合成互补链,从而形成两个新的然而又相同的分子。广义地说,包括细胞分裂、繁殖在内。就根据而言,分裂、繁殖也是在分子复制基础上进行的;就结果来说,所形成的是两个相同的个体。由于生物繁殖有周期性,同时也由于疾病、杂交等原因会造成某些生物失去繁殖力,所以繁殖难以作为生命的基本属性。但自我复制则不同,只要不是处于解体状态下的生命,总存在自我复制。因此,它是贯串生命过程始终的属性。在离体实验中,细胞的裂解产物在一定条件下仍然维持 DNA的合成,某些单链 DNA在人为的条件下也可以转变为双链形式。然而,非生命系统自身却不能实现 DNA复制,尽管在人工条件下给予各种必要的核苷酸和解旋酶、聚合酶、连接酶等,DNA也能复制,但其造成的过程是短暂的。自我复制这种功能是生命系统固有的特点。

(三)选择性反应

对体内外环境的选择性反应是生命系统的又一重要特征。反应是非生命物质与生命物质都具有的属性。不同的是,发生于非生命物质中的物理的、化学的反应,都不是自我完成的过程。只有生物有机体才独立地发生反应,而且这种独立的反应是有选择性的,它受着有机体自身的控制,并随体内外环境条件的不同而不同。细胞与外界进行物质交换,固然也存在扩散与渗透作用,但是细胞膜吸收什么,排除什么,却有高度的选择性。一个明显的实例是,在细胞膜的主动运输中,物质逆浓度梯度而运转。又如,大肠杆菌既可利用葡萄糖,也可利用乳糖作为碳源。当环境中既有葡萄糖又有乳糖时,大肠杆菌的代谢反应首先利用的是葡萄糖而不是乳糖,这时只有组成酶系在起作用,而诱导酶系则是无关的。生物的选择性反应也是几个系统协调活动的结果。简单原核生物的反应是如此,高等生物的选择性反应更是如此。因为,高等生物体内存在各种不同的酶系,这些酶不仅以其高效率的催化为无机催化剂所不可比拟,而且具有严格的选择性。同时,生物体内酶的活性受到多方面因素的调节和控制,酶与酶之间、酶和别的蛋白质之间存在的相互作用,都会影响酶的活性,而且一个酶的产物对另一个酶的活性也有正的或负的影响。在外部行为上,生物的选择性反应表现得更为明显。例如,饱食状态下的动物对食物不发生反应;新奇的动因最初能引起动物的注意,但久而久之,其反应就变得很弱,等等。事实上任何生物对环境的反应都是有所反应,有所不反应,或者同一动因有时以这种反应形式,有时又以另一反应形式出现。

自我调节、自我复制和独立的选择性反应是生命区别于非生命的特征。生命系统的这些特征,就其基础而言,无疑是物理化学过程,服从物理化学规律。可是,这些物理化学变化的结果,却转化为生命的东西,成为生命所特有的属性。虽然这三个基本属性的某一个,或某个属性的某些侧面,在无机界也可能存在,但只有在生命中这三个属性才有可能联系并相互结合在一个系统中。

发表评论
发表评论

网友评论仅供其表达个人看法,并不表明铁血立场。

全部评论
加载更多评论
更多精彩内容
热门推荐