《生命科學50講》課程筆記1 生命由什麼構成

2021-08-22 11:35:48 字數 1603 閱讀 3263

關於生命是由什麼物質構成的,自古以來人類就有很多種猜測。

由於生命現象是一種複雜而神奇的現象,祖先們天然地會用神秘主義的邏輯解釋它,比如亞里斯多德的多種靈魂說:

亞里斯多德用一種叫靈魂的物質來解釋生命的特殊性。

他認為植物有乙個靈魂,可以不斷生長繁殖,動物在植物的基礎上多了乙個靈魂,負責感知和運動。

而人類有三個靈魂,比動物多了乙個負責理性思考的靈魂。

但是這種論說只不過是一種迴圈論證,它只是把人人能看到的東西換了乙個抽象的詞重新說了一遍,也就是換了個名字。

至於靈魂,那是只有活著的生物才有,就算是把人給層層剖析開,也是不可能把靈魂這種東西找出來的。

到了17世紀,法國哲學家笛卡爾提出了「機械主義」,用來解釋生命本質。

他認為,生命現象完全可以用科學定律來解釋,甚至只需要用人類已知的簡單機械原理就足夠了。

生命體內一定存在類似於機械這樣的東西,用複雜的機械原件來解釋生命活動,看起來邏輯沒問題。

19世紀末,德國科學家漢斯.杜里舒收集了已經一分為二,二分為四的海膽胚胎,把四個細胞單獨培養,按照機械論的**,這四個細胞會分別變成海膽的一部分,拼起來就是完整的海膽,但是實驗結果就是,四個細胞分別長成了體型較小的完整海膽。

活力論不再把生命的本質訴諸物理規律,而是轉向了化學。

瑞典化學大師貝採裡烏斯提出了生命的活力論。

他認為生命具有一種獨特的活力物質,這些活力的**就是生物體內某些特殊的化學物質。它們只存在於活著的生物體內部,絕不會在自然界中憑空出現。

微生物學的開拓者巴斯德在研究發酵時發現,糖的發酵需要酵母這種微小的單細胞生物參與,他認為,既然只有活酵母才能催化發酵過程,那麼反過來,只有生命才具有化學反應。

也就是說,可能像發酵這樣的化學反應,是僅能在生命體內發生的化學過程。

綜合起來,他們認為,生命現象之所以存在,是因為生命體內存在特殊的活力物質和活力反應。

綜合以上三種理論,他們都認為生命現象之所以存在,是因為生命體內有某種驅動生命現象的東西,比如靈魂,比如機械,比如活力物質和反應。

生命和非生命的界限,就在於生命特有這些東西。

活力論和靈魂論不同的是,活力論是可以證偽的,如果確實可以在生命體內找到某種特殊的化學物質或反應,不可能在非生物環境中出現,就可以證明其正確。

2023年,提出活力論的貝採裡烏斯的學生維勒在實驗室中合成了一種新的化學物質,這種物質就是尿素。

長久以來,人們一直認為尿素就是一種典型的活力物質,但是在維勒的實驗裡面,合成尿素的原材料都是自然界中可以獲取的。

2023年,斯坦利.公尺勒模擬遠古地球的環境,準備了乙個大燒瓶,裡面模擬海洋的環境,在燒瓶裡充上氣體,包括甲烷等模擬原始地球大氣,給燒瓶通電激發電火花,模擬雷鳴電閃。

結果,實驗做了一天後,海洋的顏色就變成了粉紅色,說明有一些新的化學物質誕生了。

一周後,停止加熱,檢測海洋裡面的化學成分,結果原始海洋中居然出現了幾種氨基酸。

氨基酸是組成蛋白質的最小單位,蛋白質分子構成了人體的物理結構,也催化著每乙個細胞的各種有機化學反應。

在小小的燒瓶,極短時間內都可以產生幾種氨基酸,而地球的環境複雜得多。

雖然公尺勒在50年代做的實驗是有問題的(遠古地球的成分後來發現並不是公尺勒所用的),但是即便更改大氣成分,也可以產生多樣的生命物質。

現在,人類科學家可以說,生命在物質層面並沒有什麼特殊之處。

1 生命週期

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