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什么才算生命

时间:2022-02-10 理论教育 版权反馈
【摘要】:生命也是普遍存在的,生命的现象也是丰富多彩、形式多样的。花叶病的病原是比细菌还小的生物,伊万诺夫斯基意识到了这一点,然而受当时科学技术水平的限制,这种神秘的小魔鬼未能在他的视觉里显露原形。科学家们便给这种“隐形”的细小生物体取名为“病毒”。核酸与蛋白质这两种生命体最基本最重要的化学物质有了,生命的本质便已经具备。
什么才算生命_生命科学

什么才算生命

物质是普遍存在的,天上的浮云、尘土,地下的土壤、岩石,有形的砂粒、石块,无形的空气、氢气,各种各样的形体,多种不同的物理状态,还有七彩缤纷的颜色,各种特别的变化,这些便是物质在运动变化中显示出来的形式的多样性。在人类对物质的认识过程中,一度也曾为这些多变的形式所迷惑,不过人类最终抓住了它的宏观、微观的本质:质量、原子与分子组合,从而由宏观到微观都建立了物质的完整认知体系。

什么是生命?这个问题与“什么是物质”一样,有一个从变化中寻找规律,从形式中寻求本质,从表面的宏观的深入到微观的过程。人类是生命体,可是人类虽有组织器官等形体上的大同之处,但同样有性别、年龄、肤色等巨大的差别;我们也知道各种动物、成千上万种植物乃至微生物都是生命体,因为它们同人类一样都有产生、生长、衰老及消亡的生长历程。然而不说人类与渺小得“视而不见”的微生物无法寻觅共同之处,且不说好动好跳有丰富的喜怒哀乐七情六欲的人类与“呆板”的植物难有共同之处,就是人类与动物相比较,人类与我们的近亲猿猴比较,差异巨大,这又能告诉我们生命究竟是什么吗?

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生命也是普遍存在的,生命的现象也是丰富多彩、形式多样的。人类从古至今追寻着生命的足迹,也与大自然进行着生存斗争,然而,一样又一样,一批又一批各种各样的东西进入了“生命”的范畴,生命现象也愈发幻化出多姿多彩,“生命到底是什么”的问题却始终未能得到完满的回答。

在对生命活动的宏观形体及宏观变化过程进行了经验性的探索之后,近代科学技术的发展,终于使人类对生命本质的寻觅从宏观转变为微观研究成为可能。从群体到个体,从个体到个体的器官、组织,再到细胞,进而深入到生命最基本的单位——细胞的内部世界。就在这时,人类对最简单的生物——连细胞结构都不具备的生物——病毒的研究,终于揭开了生命的本源之谜。

1892年,俄国植物学家伊万诺夫斯基在研究烟草的花叶病时发现,当把花叶病侵染的烟叶绞出的汁液涂在别的正常生长的烟叶上时,花叶病便能侵染被涂抹的烟叶。他为了排除当时了解的最小生物细菌侵染的可能性,便用细菌过滤器过滤了病叶的汁液,去除所有细菌,然后再涂抹正常烟叶,结果新叶还是得了花叶病。花叶病的病原是比细菌还小的生物,伊万诺夫斯基意识到了这一点,然而受当时科学技术水平的限制,这种神秘的小魔鬼未能在他的视觉里显露原形。后来,许多细菌学家相继发现天花病、狂犬病、牲畜口蹄疫等的病原能滤过细菌过滤器孔,是比细菌还小的生物,它们逃脱了当时的显微镜的追踪,一时“逍遥法外”。科学家们便给这种“隐形”的细小生物体取名为“病毒”。

1935年,美国生物化学家斯坦利将上吨重的染有花叶病的烟草磨碎后,经过无数次的提取和提纯,最终得到一小匙东西。这种东西在显微镜下显出针状晶体的形状,溶解在水中后得到一种带乳光的汁液。当他将少许溶液涂抹健康烟叶上几天后,这烟叶竟得了花叶病,而且“病情”与磨过的烟叶一模一样!难道,这晶体就是烟草花叶病的病原?是!难道这晶体就是烟草花叶病的病毒?不错!那么,生物体竟能结晶么?怪哉也!可以传染、繁殖、生长、变异的活生生的生命体,居然可以像冰晶、食盐这些毫无生机的物质那样形成漂亮的结晶!

为了解开这个不可思议的谜,两位英国生物化学家鲍登和里皮对烟草花叶病毒的化学成分作了细致的研究,结果发现它只含有95%的蛋白质和5%的核酸这两种化学物质,其它的化学物质竟一点也没“入侵”这个病毒!在这里,核酸、蛋白质这两种已知的化学物质,它们结晶的特性向人们解释了烟草花叶病毒结晶的秘密,同时也向全世界宣告:烟草花叶病毒只是核酸与蛋白质的有机组合体!这两种无生命的化学物质组合而形成核蛋白,竟然在“组合”中跨越了“生命”与“非生命”的鸿沟!

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烟草花叶病毒摸型

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烟草花叶病毒

紧接着的一些重要科研成果对此给予了强劲有力的支持。又一些病毒被提纯了,化学成分的分析结果是只含有核酸和蛋白质,要么是脱氧核糖核酸(DNA)与蛋白质汇融成细小的生命体,要么就是核糖核酸(RNA)与蛋白质构成的核酸蛋白被赋予了生命的意义!再来看对病毒的身份的再认识吧,核酸与蛋白质构成的核蛋白大分子,可以像无生命的大分子一样独立存在于空气、土壤等自然环境中,一点也不表现出生命的活力;而一定的寄主送上门来时,它们便毫不客气地入侵寄主的生活细胞,将寄主的细胞里的营养成分视为己有,复制核酸,合成蛋白质再组装起来,从而完成了自己的复制的繁殖,滥用着别的生命来表现着自己作为生物体的生命现象。这便是它大分子化学物质兼微小生物体的双重身份。当世界上第一台电子显微镜于20世纪30年代末诞生时,病毒分子的“隐形”把戏也玩到了尽头。1939年,科学家考雪通过电子显微镜第一次观察到了烟草花叶病毒的真实面目:圆杆状的,极其细小,直径约15毫微米,长约300毫微米,加长13万倍才有一根小火柴棒那么长,这就难怪它在光学显微镜下不会原形毕露了!正是这些小杆状的病毒分子成千上万地聚集在一起,才构成了针状的结晶形式。

到了这里,一切都豁然开朗了。虽然人、动植物等复杂的高等的生命必须要有核酸、蛋白质、糖类、脂类等许多复杂多样的化学物质才可存在并延续,虽然单细胞动物也包含着许多的细微结构更包含着许多种化学物质,但生命的共通所在,却只在于核酸与蛋白质的组合——核酸蛋白。病毒们将DNA或RNA盘旋成螺旋状,再披上蛋白质做的外衣,显出球形或圆杆状,就这样便赋予了自己生命的意义与权利。核酸与蛋白质这两种生命体最基本最重要的化学物质有了,生命的本质便已经具备。至于它幻化出的生命形体是复杂还是简洁,那只是同一本质下的形式的不同,仅此而已!

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蛋白质结构

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