关于生命起源的思考之二 [复制链接]

前一篇《关于生命起源的一些思考》我试图给出生命起源和发展的基本框架，现在这一篇还想进一步论述其中的一些细节。

以前，人们探讨生命起源的时候，很自然的想法，认为由无机物形成有机物，由有机物形成了最简单的单细胞生物，再由简单的单细胞生物发展到复杂的拥有组织器官的生物。好像只要填充好这个链条，生命起源就清清楚楚了。这种简单自然的想法是对整个生命过程的误解。我认为，原始生命虽然没有细胞，没有遗传物质核酸，没有我们见到的生物的生长、发育、繁殖等等一切生命现象，但是，原始生物有它们自己的丰富多彩的生活，它们曾经有过自己的充分发展的历史，否则，我们所见到的生物生命现象的产生就是不可理解的。我的看法是，从有机物到生命再到有细胞的生命不是有机物自然发生的转变，而是原始生命体生活过程的结果；我们永远不能从实验室利用有机物合成有生命的生物。

原始生命是自然发生的有机物的运动。机械性、化学性、气候环境是有机物产生的物理前提，而属于有机物自己的性质的初始原因必然是众多有机分子的聚集、聚集之中的相互作用、相互结合和分离。

对生命过程具有最重要意义的是核酸和蛋白质，核酸是遗传信息的载体，而蛋白质是生命活动的主要承担者，构成生物体的物质基础。构成生命的重要有机物还有脂肪类和糖类。对生命越重要的物质，其在有机物中的支配地位越在后来实现，比如蛋白质；而有些物质是只能在生命活动中才能产生的，比如核酸。

在开端，有机物的群体性质就是大量有机分子的聚集，在群体性质之下发生的是有机分子的结合和分离。能够自然产生的、对生命有重要意义的是蛋白质类、糖类和脂肪类。它们附着于无机物表面，随着量的增大，在无机物表面展开，这就是聚集、结合；另一方面，在物质自然作用下分裂、分离，分裂使有机物能够初步取得自己的个体性。脂肪类能够在分离的边界形成膜，把一个个体团块和其他个体团块分离开来。在初始情况下，有机物质团内部有机分子间的相互结合和分离，和在这些团块之间发生的分子间的结合与分离并没有不同，但是在团块内部的由于物质自然而发生的聚合和分离也得到脂肪膜的初步保护。

在这一阶段发生的，一方面是有机分子之间的互相转化，另一方面是蛋白质和糖有机分子链的延长。这种有机物质团的性质，不仅仅由有机分子链的化学结构决定，而且决定于多种有机物分子混合的物理性质及其所附着的无机物。原始生命作为有自己的运动的有机物，不仅仅是有机分子相互作用的结果，它必然包含机械性、化学性的物质形式于自身之内。在此阶段，有机物质团附着于无机物的物理结构之上，在这种情况下，也可以说，在此时，生命没有自身的形象，它的形状决定于无机自然物。

在近代，人们发现一种致病蛋白质，称之为朊病*。它和与它相对应的正常的蛋白质在化学结构上完全相同，但是折叠不同，也就是说物理的三维构象不同。人们称这种致病蛋白为病*，是因为这种蛋白具有传染性，具有把与它不同构象的蛋白质扭转为与它相同构象的蛋白质的能力，破坏了原有蛋白质的正常功能，——这好像它具有一种通过控制蛋白质从而控制生物体成长的能力，——但不同于核酸在生物遗传上的运动形式；核酸是自我分解，自我复制，然后复归于自身；而朊病*之改变他物，并不分解自身，它直接把他物改变成和自己相同的形式，在这一过程中自己作为自己直接作用于对象；从辩证逻辑上观察，朊蛋白作为控制生物体成长的载体相较于核酸作为遗传信息的载体似乎属于生命发展的初级阶段，而核酸作为遗传信息的载体则属于生命发展的高级阶段。

朊蛋白可以通过控制蛋白质的空间结构而在一定程度上控制有机物质团的形态，使有机物质团的形状从决定于无机物的形态发展到具有自己的形态，从而使自己从附着于无机物改变为使无机物成为自己的一部分，成为自己的工具，在一定程度上实现自己运动的形式，由此而可以被称之为生物体，——原始生命。

现在所发现的朊病*及其对生物体的影响应该认为只是原始生命蛋白质的运动的残存的、很小的部分形式，只是冰山一角。这一发展阶段构成了有机物质团向以核酸为遗传信息载体、以细胞为基本构成单位的高级生命形式的过渡。没有这一发展阶段，高级生命形式的产生就是不可理解的。所以这一发展阶段的假设可以说是由生命发展的必然性决定的。这一理论推测还有需要商榷的地方，也有很多能够继续扩充发展的地方，但是其中所表达的最重要的原则，——生命的起源和各种生命现象的奥秘只能在生命自己的生活过程中去寻找，——这一原则却是确定无疑的。

生命发展进程中的第一阶段，脂肪类的总量一定大大多于蛋白质的总量，这有利于有机物分裂中个体化的有机物质团的产生。厚厚的脂肪膜强大的保护作用使有机物质团与地球恶劣的原始生态环境隔离开来，以减低无机自然对有机物的侵蚀瓦解作用。随着时间的推移，在有机物质团内部的化学反应也和团块的边缘上的化学反应有所区别。在有机物质团内部，化学反应的速度会更快，并且在内部会创造出不同于自然环境中的化学反应的条件和物质。

蛋白质同样可以在自然条件下产生。蛋白质被包裹于有机物质团内部，由于其分子链能够不断延伸，并且由于其折叠形成三维结构而逐渐在有机物质团块内部取得了主导地位。蛋白质家族由于其统治地位造就了一个丰富多彩的原始生命世界。由于蛋白质家族的统治，生命开始从附着于无机自然物逐步达到具有自己的外在结构形态。起初，因为附着于无机自然物，原始生命随着无机自然物的运动而反作用于自身。原始生命自身的结构被所附着的无机物牵、拉、挤、压而分离和结合。在这种运动过程中原始生命也改变着自己的活动机构，这种改变后来就由原始生命体在自己内部自己建立起来，这样，这种建立就包含机械性和化学性于自身之内。原始生命内部的生化反应具有两种不同的趋向，并且是相互对立的。一种趋向是使自己具有稳定的结构，类似朊病*一样，朊病*把它所接触的蛋白质转化为不可溶解的、并使其所侵占的有机物结构转化为由它决定的稳定的海绵体结构；另一种趋向是有机物在相互作用中，一种反应的产物成为另一种反应的条件及加速反应的酶，而且其发展方向是：化学反应以有机分子链在酶的催化作用下完全分解为基本组成单位，然后再重新组合成长链大分子，以便取得更适合于自身发展的形式。第一种趋向使蛋白质的作用逐步增强、量逐渐增大，为第二种趋向准备了物质基础。能阻止朊蛋白同化作用的只有大量脂肪类、糖类一起形成的厚厚的膜结构。所以第二种趋向只有在和无机物相接触之处、原始生命的活动机构那里首先产生。在那里的牵、拉、挤、压动作很容易形成有膜保护的空腔并且渗漏进有机物分子的组成成分和水分、矿物质等等，形成胞结构。胞结构也可以由拉伸而平分自己的内部成分，形成分裂。

引起进一步发展的不是那种由蛋白质决定的稳定的结构形式，那种形式只是同一性的东西无限反复，试图在无限反复中增大自己的量；引起进一步发展的，是那种分解有机物为其基本的组成单位，并在进一步反应中形成适合自己发展的生物大分子的胞结构形式。在胞体内部最初发生的是能够渗透进膜中的大分子之间的相互结合和分离，在它们结合和分离过程中也产生其他小分子物质，这些小分子物质就是那些大分子相互排斥的产物。当这些小分子反过来成为加速反应过程的媒介时，就成为酶。这些胞体能够长期存在、和细胞生命的细胞相比具有长寿命的原因与厚厚的膜的保护和反应过程简单及反应速度的缓慢有关。有机物大分子的分解越来越彻底，加上酶的不断加强和多样化使生化反应更加深入和快速。蛋白质体的空间结构如果呈海绵状，那么胞结构也会侵入它的空隙，从而，经长时间的发展，也能遍布整个生物体。这时，随着生物体内部生化反应的需要，躯体结构也会发生相应的改变，使生物能够攫取其他生物作为自己内部需要的材料，——吞噬行为的产生，——与这一起产生的，还有把生化反应产生的废物排出体外的结构，——生物在其躯体的整体上初步实现了新陈代谢功能。吞噬行为是生物体主动实现的行动，而生化反应是在生物体行为背后发生的，——至今，在人类这种智力高度发达的生命那里，生化反应依然在日常人们的行动的背后，在这种意义上依然是不以人的意志为转移而发生的。这里所发生的东西不过是：与生命体内的生化反应相应，躯体的外在结构及行为会和其内部发生的生化反应互相协调一致。在高级生命那里，似乎这一切有理可循，而在原始生命阶段这一切似乎具有偶然发生的外貌。但是，这一切其实在理论上是前后一致的。

吞噬行为可能的结果，一种是被吞噬物的完全溶解；一种是两者一起的共生，最后形成一体；一种是虽然两者有一定程度的融合，但也埋下分裂的根源。分裂起初只在关节部位具有胞体的部位发生，经过很长时间的进化，才能有原始生物体整体的分裂。最初的整体分裂是两个不等的个体，当原始生命进化到由一个整体分裂出两个相同的个体时，生命就跨出了划时代的一步。在有初步的吞噬、排泄功能开始，生命保护自己的本能就在起作用；当生命分裂出两个同样的个体时，种族的延续就有了开端；与此相对应的必然是生化反应的高度发展，——核酸这一遗传信息的载体开始在生命运动中、在细胞中产生。

核酸起初只是蛋白质、脂肪和糖类在生命体中相互转化、相互排斥的产物。然后它就和一些蛋白酶一样参与生命体中的生化反应。由于核酸特有的性质，它不仅作为生化反应的中间产物，而且由于和氨基酸的结合特性成为细胞组装蛋白质的工具。在最原始的胞体分裂中，核酸和其它有机分子一样，在胞体间平均分配。生命自身分裂成两个相同个体需要内部胞体的分裂增加机制已经有了高度发展，自然的有机分子在胞体中的机械形式的平均分配显然是远远不够的；那么，以一种化学性质稳定的环状的或链状的有机大分子作为胞体结构的起支配调节作用的基质就是最佳的选择；核酸具有能同样容易和氨基酸结合也能自身结合的特性，其自身结合的链状结构具有化学反应的强稳定性等等现代科学已经了解的适合作为这一基质的方方面面；在漫长的生命发展过程中，生命选择了它作为遗传信息的载体；核酸运动形式，——它首先分解、复制自身；其次，它分解自身，转录自己的部分，然后转录的部分成为组装蛋白质的工具；其次，其自身及其产物又成为调节合成蛋白质、调节自身合成、分解、转录、逆转录、翻译的酶。核酸的这些运动形式在整体上实现了生物体对蛋白质从而对整个生物体自身的控制。以反应的速度、深度和广度全方位的优势，核酸取代了蛋白质曾经的统治地位，并把蛋白质的结构扭转为适合它自己的形式。

从以上叙述可以得出结论，单细胞生物是更复杂的多细胞生物发展过程的产物。但是一旦单细胞生物产生，它就依靠自己的强大的分裂速度，相对以前的生命发展来说，可以说迅速覆盖了整个地球，从而把地球上的生态环境改变成更适合生命发展的状态。

但是分裂，还不是生殖，——分裂生殖只是一种形式上的生殖，它仅仅有生殖的外貌。真正的生殖是多细胞生命达到成熟后，产生单细胞的卵，卵自身发育成和母体多细胞生物同类的过程。一个细胞，能发育成完整个体，需要的必要条件就是遗传信息作为整体贯穿于整个生物体，同时在各个机构、各个器官那里只有一种特殊性得到表达。反过来，当遗传信息作为整体贯穿于整个生物体，同时在各个机构、各个器官那里只有一种特殊性得到表达时，就必然产生由一个单细胞发育成多细胞完整个体的生殖方式。高级生物那里，这通常表现为在单个体细胞中包含全部遗传信息，在不深入思考时，初看起来，似乎高级生命那里存在一种遗传物质的浪费，好像不符合自然发展所拥有的一切都是以最简约有效为原则的原理似的。

生殖的最高级形式就是两性生殖。植物的两性生殖为我们展示了最原始的由生命自身分裂而形成的两个独立部分自然产生的相互吸引运动。动物的两性生殖则为我们展示了更深刻的生命进化现象。前文提到一种观点，即生命的生化过程是在生命主动行动背后发生的过程，两者似乎漠不相关；动物的两性生殖，尤其是高级动物的两性生殖最重要的意义是：生命的生化过程把生命的主动行动纳入自己的控制；反过来，高级动物通过两性生殖也使自己主动走进了自己的种族繁衍。

吞噬、排泄系统和生殖系统可以说是生物体的基本构成，它们甚至把对外端口建立在在同一个器官上，提示它们由共同的根源分化而来。认识的器官就和它们稍稍分开，并且独立发展的每一步都是对自然控制的一种摆脱，都是活动范围的扩大，都是向自由的一种进步。

直到人类出现，创造了光辉灿烂的文明，他们的精神和文化以文字和语言为载体。人类在一定程度上摆脱了自然的束缚之后，终于能以科学的目光审视自己的生命和生活过程，开始了一个新的纪元。