生命的诞生源自生物分子的出现。在20世纪50年代,美国学者S.米勒[注]和H.尤里[注]所做的生命起源实验中,通过模拟地球早期存在的环境,从简单的前体分子生成复杂有机分子。当生物小分子、生物大分子积累到一定的程度,存在着生物分子由微观向宏观层次生物进化的现象,此时生命的结构具有多层次的特征,历经生物大分子、细胞、组织、器官、系统至个体、种群、人类的过程。生物大分子属于化学进化范畴的最顶端,也是生物进化范畴的最底端,是生物个体形成的先决条件。在宏观进化链中,生物进化范畴的最顶端是人类的出现,人类是生命最高形式的呈现,但从生物大分子到人类生命的研究尚存少部分领域的知识空白,仍需生命科学共同体去完善,而每年生命科学领域的权威奖项,诺贝尔生理学和医学奖,都激励着生命科学共同体向未知领域的探索。
生命
自然界物质运动的一种高级形式,化学进化达到一定阶段出现的系统。这是一种能够不断自我更新的、主要由核酸与蛋白质组成的多分子系统,其通过生物进化形成了生命个体。
- 英文名称
- life
- 所属学科
- 哲学
生命的基本属性主要体现在4个方面:①自我调节是生命存在的本质属性。自我调节是维持生命与外界环境达到动态平衡的一种作用机制,任何生命在其存在的每一瞬间,都需要不断地调节自身内部的各种机能的状态。高等生物的自我调节存在于生命多层次的形式中,通常涵盖分子、细胞、整体调节。而原核生物也有自我调节,其是通过多样化途径实现的。例如,细菌合成许多自身所需要的分子同时,需要衡量某一分子合成,合成的速度如何,这就依赖细菌自身内部调节状态与环境的交互作用。②自我复制是生命存在的基本特征。自我复制是指DNA分子在DNA解旋酶作用下、两条单链断开,各自合成与母链互补的子链,重新形成两个新的然而又相同的DNA分子。DNA自我复制离不开蛋白质的帮助,在米勒—尤里生命起源实验中,几种氨基酸自然生成于无机环境的现象被发现,后续实验接踵而至的是合成核酸的关键分子:嘧啶。嘧啶是构成RNA的四种碱基之一,DNA转录成RNA,RNA又翻译出蛋白质,蛋白质再帮助DNA自我复制。DNA目前是生物体内唯一可通过自我复制而合成的物质,复制过程存在于细胞分裂、繁殖环节中,复制的结果即形成两个相同的个体。自我复制贯穿于生命的整个发展过程,一般来说,只要不是处于解体状态下的生命,总存在自我复制。③选择性反应是生命存在的独立特征。反应是非生命物质与生命物质都具有的属性。区别于非生命物质中未自我完成的物理的、化学的反应,生命物质可独立地发生反应,并且这种独立的反应是具有选择性的,受着有机体自身的控制,并随体内外环境条件的不同而作出不同反应。例如,细胞与外界进行物质交换时,虽然存在扩散与渗透作用,但是细胞膜需要吸收什么,需要排除什么,却具有高度的选择性。一个明显的实例是,在细胞膜的主动运输中,物质而逆浓度梯度运转。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。④目的性是生命存在的能动反映。法国生物学家J.L.莫诺认为动植物都具有目的性,“植物生长、寻求阳光、死亡;动物窥伺捕猎目标,攻击敌害……这些生物全都有一个目标:活下去,并使自己的后裔活下去哪怕以死亡为代价。”德国哲学家A.叔本华列出生命的三大本能“求生、生殖和母爱”。中国学者谢平认为:“一切生命必定具有三大内禀的原始目的性,关于食料、生存与繁衍。”简而言之,生命的目的性属性是生命延续的内在基础,也是生命意义的外在表现。
自我调节、自我复制、选择性反应与目的性是生命区别于非生命的重要特征。虽然这4个属性的某一项,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4个属性才有可能联系并相互结合在一个系统中。
对于生命的本质问题追问,直到现今还没有明确的定义,各研究领域的哲学家、自然科学家针对其领域所建构的定义仍然存在着一些争议,恩格斯曾在19世纪70年代依据当时自然科学取得的成果,给生命下过一个经典定义:“生命是蛋白体的存在方式,这种存在方式本质上就在于这些蛋白体的化学组成部分的不断的自我更新。”进入20世纪乃至21世纪,对于生命的定义在自然科学家手里划分得更为细致,F.戴森[注]曾从信息传播角度将生命定义为“一个能够获取、储藏、处理以及利用信息来规划其活动的物质系统”;V.库宁[注]从生命组成的基础结构将生命定义为“一个能够不断得到单体和能量供应,并受到保护的核酸和蛋白质聚合酶系统”;G.阿列纽斯[注]试图从功能角度将生命定义为“能够实现自我组织、自我复制、通过变异而进化、新陈代谢、集中密闭的系统”;R.亨内特[注]从热力学特征将生命定义为“一种有序的不稳定状态”。现今最广泛接受的生命本质定义是由美国航空航天局(NASA)的宇宙生物学项目所提出,主要指“生命是一个能够发生达尔文式进化的自我维持的化学系统”。虽然对生命本质的定义赋予很多形式,但仍未有唯一制定的标准,总会存在某些生命体没有被概括其中。因此,对于生命本质的探索,人类还需要进一步认识与研究。
扩展阅读
- 戴森 F.生命的起源.林开亮,刘少敏,译.杭州:浙江大学出版社,2017.
- 普罗斯 A.生命是什么:40亿年生命史诗的开端.袁祎,译.北京:中信出版社,2018.