生命可以人工合成吗?

如题所述

人工合成生命是一项十分艰难的工作,因为在大自然物质的实际发展过程中,生命的出现经历了几十亿年漫长的历程。人们想在短期内重现这一漫长的过程,谈何容易。人们付出巨大的代价来研究它,是为了弄清生命起源的真实原因,也为了能更好地掌握和利用自然界的资源。

在自然界,有了蛋白质和核酸以后,是怎样进一步形成有生命的蛋白体呢?目前还没有一致的看法,但已有各种不同的学说。苏联的学者奥巴林曾提出过著名的“团聚体”学说。他通过实验,用天然的蛋白质、核酸、多肽和多核苷酸溶液在一定温度和酸度条件下,分离出了团聚体。这种团聚体有新陈代谢现象,会生长、繁殖。据此,奥巴林认为“团聚体”就是生命最早期的形态。然而生命的复杂性使人们不能简单地对此表示肯定或否定。

但有一点人们似乎都表示同意,那就是最原始的生命是非细胞形态的,它们自己不会制造有机物,加上原始大气中又没有多少氧气,所以它们过着“吃现成饭”和不需要呼吸的生活。那时,自然界自然形成的有机物十分丰富,而有生命的“居民”却极为稀少,所以原始生命不愁吃,不愁喝,随意生长,大量繁殖。但是越来越多的多分子体系大量消耗吞噬现成的有机小分子,使可食用的有机小分子物质减少,多分子体系之间开始了生存竞争,这促使原始生命自身在斗争中完善和发展。经过长期的演化,原始生命内部结构逐渐复杂化,开始形成细胞膜。这一层保护膜,有效地控制了物质的进出,让养料进入,废物排出,这时原始生命就转化为原始细胞。细胞的出现使生命进入了更高一级的发展阶段,奠定了生命存在的基本形态。我们现在看到的生物体都是以细胞形态存在的。即使是非细胞形态的病毒,也必须是在侵入细胞后才能繁殖。细胞是生命的结构单元、功能单元和生殖单元。但细胞并不是生命一出现时就存在的,而是生命发展到一定阶段时的产物;反过来,它又极大地保护和推动了生命的发展。细胞的出现,是生命发展史上重要的里程碑。

原始地球上没有游离氧(O2),大气圈中也没有臭氧层(O3)。太阳的紫外线能长驱直入,照射到地球表面。这种条件有利于生命前的化学进化,有利于有机物的积累,有利于生命的出现。但生命出现以后,强烈的紫外线会杀伤生命。另外,生命个体的大量繁殖使可食用的有机物迅速减少,甚至濒于耗尽。这些不利条件都使生命的发展受到限制和威胁。

但生命的发展具有无比强大的力量,从厌氧的生物中发展出了一支含有叶绿素的蓝藻,它们会利用光能进行光合作用,把二氧化碳和水这样简单的无机物轻而易举地直接合成为有机物。这样,生命发展需要的“粮食”问题就得到了解决。光合作用的产物之一氧气还使大气层中的氧气逐渐增多,并在高空形成臭氧层。有臭氧层作为屏障,阻止了紫外线的强烈辐射,保护了生命。而且大量的氧气使生物从厌氧的习性逐渐改变为喜氧的习性,提高了生物能量代谢的效率,因为生物从有氧氧化获得的能量比从无氧酵解获得的能量要大得多。

能够通过光合作用,自己制造“食物”的生物称为自养生物。它们把水、二氧化碳和氨盐合成糖和蛋白质等各种有机物。另一些生物则要靠吃自养生物为生,称为异养生物。异养生物又反过来把吃进去的有机物分解成水、二氧化碳和氨盐等简单物质。从此,生物界出现了自养和异养、合成和分解的对立统一的矛盾运动过程,使生物界形成了一个完整的生态系统,为以后的生物大发展开辟了道路。

目前,攻克“生命起源”科学堡垒的战斗还在继续进行。加入战斗的有生物兵、化学兵、物理兵、天文兵、地质兵……称得上是大兵团作战。各兵种不仅使出了各自的“绝招”,还用上了各种现代化的精密仪器。这些仪器在科学实验中发挥了巨大的作用。但“生命起源”这个科学堡垒是十分坚固、很难攻破的。因为它研究的是几十亿年前发生的事情,当时地球的环境条件与现在完全不同,而且生命是物质发展到相当高级的阶段时才产生的,经历了十几亿年的时间。人类从出现到现在不过300万年,对周围世界的认识还很肤浅,认识这样深刻而复杂的问题还需要花费很大的力气。所以,对生命起源的研究虽然取得了一些成就和进展,但距离真正解开这个谜,还有很长的路要走。人是由猿变来的,大致经历了古猿、猿人(含能人、直立人)、早期智人(又称古人)和晚期智人(又称新人)几个阶段。但其中许多环节仍很不清楚,包括人科的最早代表不是腊玛古猿,那么究竟是谁?也就是说,人猿分化的证据至今还很不充分。这些环节和问题,都有待人们进行进一步地探讨和研究。

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