探索生命本质的进程

探索生命本质的进程

悠久的探索历史——自然界中的物体有两类，一类无生命，一类有生命。有生命的物体叫做生物，生物包括动物、植物和微生物。自然界中现存的生物物种约为200万～450万种，已经灭绝的物种就更多，可能要有1500万～1600000万种。研究生命现象的科学称为生物学。生物学研究生物体的结构与功能、发生与发展，还研究生物个体之间以及生物个体与环境间的相互作用与关系。

生命现象的探索有着悠久的历史，生物学是一门古老的科学。人类有意识地探索生命，起始于对植物的栽培和对动物的驯养。早期的植物知识来自于草药采集。埃及、亚述、巴比伦、中国和印度等国家有关生物的最早记载都有四千年左右的历史。古希腊科学家亚里士多德的研究成就大大推动了希腊、罗马时期生物学的发展。他提出了动物分类系统，又把生殖分成无生源、无性和有性等几种方式，认识到生物结构与功能都适应其生存环境，还区分出同源和同功器官。到了13世纪，德国博物学家马格努斯引述前人文献并根据自己的观察。到了16世纪，随着被描述生物的日益增多，人们迫切需要系统的生物分类方法。瑞士植物学家鲍欣提出了“双名命名法”，法国博物学家贝龙对鸟类的描述很接近现在的分类。这一时期，在欧洲开始建立植物园和标本室。比利时医生、解剖学家维萨里开创了近代人体解剖学研究。

17～19世纪，生物学进入一个新的发展时期，英国医生、实验生理学家哈维根据实验研究，证实动物体内的血液是循环运行的，并开创了实验生理学研究。随着显微镜的发明和改进，组织学得到发展。英国物理学家胡克发现了细胞，创用了“Cell”（细胞）一词。荷兰生物学家安东尼·列文虎克观察到了原生动物、细菌和精于。17、18世纪间另一重大进展，是以解剖结构为依据的新的分类原理的确立。这一时期还展开了“今日生物能否由无生命物质直接演化而来”的争论，近代微生物学创始人、法国化学家巴斯德证明这是不可能的。1838年德国植物学家施莱登提出细胞是构成植物体的单位。1839年德国动物学家施旺明确指出动物和植物都由细胞组成，与施莱登共同提出了细胞学说。英国博学家达尔文受到一次远洋考察的启示，于1859年出版《物种起源》一书，提出了以自然选择为基础的进化论原理。进而，人们又观察到了动植物细胞的分裂、受精卵胚层的形成现象。奥地利遗传学家孟德尔根据豌豆杂交试验结果提出“遗传单位”（后被称为“基因”）的概念和遗传定律，并为生物学界认可，成为近代遗传学的基础。

▲细胞

细胞学说的建立、进化论的提出以及遗传定律的发现，是这一时期探索生命进程中的重大事件，生物学也由此从单纯的观察描述逐步演变成实验性科学，派生出了众多的分支学科。

生命本质的新探索——进入20世纪，特别是20世纪50年代，人们已经不只局限于研究生命现象，而是开始探索生命本质，生物学也发生了质的飞跃，从描述性科学跨入精确定量科学的行列，被改称为“生物科学”或“生命科学”。

在现代，新的研究方法和研究技术的引入更多的是依赖于学科的交叉与渗透。20世纪50年代以来，化学和物理学的理论与方法被广泛引入生物学研究领域，人们开始从全新的角度探索生命的物理学和物理化学过程、生命物质的化学组成及其变化，从而诞生了生物化学和生物物理学两门边缘科学。

进入20世纪，人们已经知道：构成生物体的生命物质——原生质的主要成分是核酸和蛋白蛋；蛋白质是构成一切生物细胞的基本材料，是生命的物质基础，各种生命活动主要是通过蛋白质的运动得以实现；核酸也存在于一切生物的细胞之中，对生物体的生长、遗传和变异等生命活动起着重要作用。

脱氧核糖核酸是遗传的物质基础，它所携带的遗传信息首先要传给核糖核酸，然后再由获得了遗传信息的核糖核酸作“模板”，去合成生物体各部分的蛋白质。科学家们进一步搞清楚了这一过程的分子机制：核酸分子中三个相邻的核苷酸（核酸的组成单位）组成一个三联体密码（或称密码子），决定着被合成的蛋白质分子中一个氨基酸（组成蛋白质的单位）的位置；在蛋白质合成过程中，核酸分子决定着蛋白质分子（被称为中心法则）。

上述发现在分子水平上揭示出生物代谢、生长、发育、遗传、进化之间存在着内在联系。如果说细胞学说的建立从细胞水平阐明了生物界的统一性，那么分子生物学则在分子水平上揭示了生物界的基本结构和基础生命活动存在着高度的一致性。

分子生物学的诞生从一个新的高度上推进了人类探索生命本质的进程：人们不仅可以探究各种生命活动的机制，认识其本质特征，还可以在已有知识的指导下进行生命物质的人工合成，反过来验证人类所了解的生命本质的真实程度。

生物学研究在向微观层次深入的同时，由于环境污染，生态学的研究备受重视，因此它又向宏观方向扩展，延伸到了种群、群落、生态系统乃至整个生物圈，深入探索宏观生命活动的内在联系及其本质。