第一篇：我們從哪兒來(lái),又要到哪兒去？——論生命的起源和歸宿

我們從哪兒來(lái)，又要到哪兒去？——論生命的起

源和歸宿

摘要：

對(duì)生命起源的探索一直是很古老而又年輕的話題，之所以說(shuō)它古老是因?yàn)楹茉绾茉缫郧熬陀腥藢?duì)此進(jìn)行了研究，說(shuō)它年輕是因?yàn)橹钡浆F(xiàn)在人們對(duì)此還沒(méi)研究透徹，并且不斷有新的發(fā)現(xiàn)。人類從哪里來(lái)這個(gè)問(wèn)題困擾了一代代人，古人必定想不到人類和其他一切生命的祖先在許多年前不過(guò)只是一個(gè)個(gè)肉眼看不到的小細(xì)胞，在經(jīng)歷了物競(jìng)天擇的坎坷道路之后，不斷進(jìn)化，才有了今天的蕓蕓眾生。有生就有死，這是人類有史以來(lái)的常識(shí)。然而生命如此美好，人們依舊孜孜不倦地追求長(zhǎng)生不老的神話。近年來(lái)細(xì)胞領(lǐng)域的研究取得的重大進(jìn)展使得這看似荒謬不可達(dá)的目標(biāo)似乎又有了希望。對(duì)DNA端?；钚缘奶剿鳛檠娱L(zhǎng)人類生命、治愈癌癥提供了重要依據(jù)。生命的起源與歸宿是人類不得不面對(duì)的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：生命起源；生物進(jìn)化；細(xì)胞衰亡；端粒。

Abstract：

For the exploration of the origin of life has been a very old and young subject, said it old because long long ago there was a man who was studied, this young because until now there hasn't been thoroughly studied, and constantly have new discoveries.Where human comes from the question has bothered people generation after generation, the ancients must think that humans and all other ancestors of life in many years ago of invisible the naked eye but it's only a small cell, after the selection of bumpy road, evolving, just had today of sentient beings.Born to die, this is the sense of the human history.Life is so good, however, people still pursue forever myth.In recent years, significant progress was made in research in the field of making this seemingly absurd unreachable goals seem to have a hope.Exploration of DNA telomerase activity to extend human life provides a important basis, a cure for cancer.The origin and destination of life is the human have to face the problem.Keywords: the origin of life , Biological evolution, Cell death,telomeres

一、與生俱來(lái)的好奇

（一）生命的臆想

從古到今，無(wú)數(shù)的人感嘆生命的神奇，人們都想了解地球上的生命是從哪兒來(lái)的。生命是怎么產(chǎn)生的？這不僅僅是科學(xué)家才感興趣的問(wèn)題，也是天下眾生所好奇的事，它困擾了人類數(shù)千年，然而到現(xiàn)在也還沒(méi)能完全解釋得清楚。無(wú)論是古代文化和現(xiàn)代文化都曾試圖來(lái)回答這個(gè)問(wèn)題，其中更是不乏許多哲學(xué)的和宗教的解釋，有的還涉及了超理性或超自然的創(chuàng)造力，如西方國(guó)家認(rèn)為是上帝耶和華用了六天時(shí)間創(chuàng)造了世界，而在中國(guó)則有盤古開(kāi)天辟地、女媧捏泥造人的傳說(shuō)，這些非科學(xué)的解釋都沒(méi)能說(shuō)明最早的生命是如何發(fā)生的。這是因?yàn)檫h(yuǎn)古時(shí)期人類的智力低下，科學(xué)文化落后，認(rèn)識(shí)能力有限，無(wú)法解釋世界上千姿百態(tài)、紛繁復(fù)雜的生物，特別是對(duì)于人類自身的問(wèn)題——我是誰(shuí)？我從哪里來(lái)？充滿了困惑和神秘感，所以通過(guò)想象力編造了這些神奇而美麗的故事。而如今人們?nèi)匀粺o(wú)法肯定地球上生命起源的詳細(xì)過(guò)程，因?yàn)檫@個(gè)過(guò)程已經(jīng)成為了歷史，無(wú)法再次重現(xiàn)。

（二）生命的起源

但在科技進(jìn)步神速的今天，人類掌握了各種先進(jìn)完備的技術(shù)手段，得以探索這個(gè)千年以來(lái)的神秘領(lǐng)域，離她更進(jìn)一步甚至揭開(kāi)那神秘的面紗。關(guān)于生命起源的研究，到近代形成了科學(xué)的認(rèn)識(shí)和方法。從近年國(guó)際生命起源學(xué)術(shù)交流會(huì)議提出的研究論文來(lái)看，當(dāng)代有關(guān)生命起源的假設(shè)學(xué)說(shuō)可以歸納總結(jié)為兩類，即宇宙胚種說(shuō)和化學(xué)進(jìn)化說(shuō)。前者假說(shuō)，有人認(rèn)為導(dǎo)致地球上生命產(chǎn)生的有機(jī)物來(lái)自于太空，是一顆墜落在地球原始海洋的彗星將生命的火種播撒在地球。這種說(shuō)法還需要進(jìn)一步的證據(jù)來(lái)證明并且遭到了一部分科學(xué)家的強(qiáng)烈反對(duì)，他們認(rèn)為，即便是彗星帶來(lái)了某些物質(zhì)，也不是決定性的，地球生命產(chǎn)生所需要的物質(zhì)早已存在，但也有一些天文學(xué)家 根據(jù)宇宙中發(fā)現(xiàn)了不明飛行物和有關(guān)天體物理學(xué)的理論，提出了對(duì)宇宙萬(wàn)物無(wú)止境，人類不應(yīng)該狹隘地以自我為中心，宇宙中其他星球有存在生命的可能，只是限于技術(shù)不足，無(wú)法探索罷了。而后者假說(shuō)就是現(xiàn)在公認(rèn)最為接近事實(shí)的一種，大多數(shù)人基本接受了通過(guò)研究早期地球化學(xué)演化形成生命的探索途徑。但不論如何，兩種假說(shuō)都肯定了一點(diǎn)，那就是生命起源于海洋。

（三）生命的形成 我們的地球早在46億年前就逐漸形成了。有科學(xué)研究表明，原始的地球上缺乏氧氣，大氣中只存在著許多還原性氣體如氫氣、氨氣、甲烷和水蒸氣等，可能存在著二氧化碳和硫化氫氣體。當(dāng)時(shí)地球還缺乏臭氧層的庇護(hù)，紫外線輻射非常強(qiáng)烈?？茖W(xué)家把地球形成到5.7億年前這一段時(shí)期稱為前寒武紀(jì)[1]。過(guò)去的古生物學(xué)家在前寒武紀(jì)后的地層中發(fā)現(xiàn)了許多肉眼可見(jiàn)的動(dòng)植物化石，但是在前寒武紀(jì)地層卻基本找不到類似的化石。那么是不是就說(shuō)明生命長(zhǎng)生于前寒武紀(jì)之后呢？非也。到了20世紀(jì)50年代后，通過(guò)顯微鏡對(duì)前寒武紀(jì)的沉積巖薄片進(jìn)行仔細(xì)觀察和研究，生物學(xué)家在其中發(fā)現(xiàn)并確認(rèn)了類似細(xì)菌大小微體古生物化石，經(jīng)過(guò)鑒定是一些細(xì)菌和藍(lán)細(xì)菌等。藍(lán)細(xì)菌，也就是我們熟知的藍(lán)藻，它是最早存在于地球上的生命。藍(lán)細(xì)菌細(xì)胞外有膠質(zhì)鞘，這種物質(zhì)可以抵抗紫外線的輻射，所以藍(lán)細(xì)菌才能生存下來(lái)。同時(shí)，藍(lán)細(xì)菌具備光合作用的能力，它不斷放出氧氣，逐漸形成了保護(hù)地球的臭氧層，這位以后的真核生物的生存和演化創(chuàng)造了必要條件。那么有人會(huì)問(wèn)，藍(lán)細(xì)胞這些地球早期的生物細(xì)胞又是如何形成的呢？科學(xué)家普遍認(rèn)為，這是一個(gè)化學(xué)演化的結(jié)果。地球形成伊始，溫度很低。地球物質(zhì)、反射性物質(zhì)活動(dòng)和火山噴發(fā)產(chǎn)生熱，同時(shí)放出大量氣體，形成了原始大氣。由于原始大氣以化合物形式存在，相對(duì)分子質(zhì)量較大，運(yùn)動(dòng)較慢，大氣各個(gè)成分不易消失，為有機(jī)物的生成和積累創(chuàng)造了條件。已經(jīng)說(shuō)過(guò)這是一個(gè)化學(xué)演化的過(guò)程，光有反應(yīng)物當(dāng)然是不行的，要發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，能量是不可或缺的。原始地球上有熱能，太陽(yáng)能，雷電等能量，加之宇宙射線，隕石沖擊，在原始海洋這個(gè)生命的搖籃中，各種生成物匯聚在一起，核苷酸，氨基酸等小分子越來(lái)越活躍了。

既然生命的火種有了，那么生物的發(fā)展就一路順風(fēng)順?biāo)恕Ｓ袡C(jī)小分子，歷經(jīng)長(zhǎng)期的相互作用，在適當(dāng)條件下進(jìn)行縮合聚合反應(yīng)，逐步形成有機(jī)高分子物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、核酸等。這是生命誕生的第二步。隨著海洋中的蛋白質(zhì)、核酸分子越來(lái)越多，濃度增加，在某種情況下，又被分離、凝聚成小滴，脫離原來(lái)的海洋環(huán)境，構(gòu)成可以和外界進(jìn)行簡(jiǎn)單物質(zhì)交換的多分子體系。由多分子體系逐步演變，特別是蛋白質(zhì)和核酸的相互作用，最終出現(xiàn)了有原始新陳代謝功能，并且可以進(jìn)行自我復(fù)制的原始微生物——細(xì)菌。這一階段是生命形成過(guò)程中最關(guān)鍵、最復(fù)雜的一個(gè)環(huán)節(jié)，但是至今科學(xué)家們尚未通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)獲得驗(yàn)證。

（四）生物的進(jìn)化

新陳代謝系統(tǒng)不斷發(fā)展，那些不適應(yīng)環(huán)境的代謝系統(tǒng)被淘汰，代謝系統(tǒng)也得到了不斷地完善，歷經(jīng)了一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程由簡(jiǎn)單變得越發(fā)復(fù)雜。而代謝系統(tǒng)的復(fù)雜化則伴隨了遺傳系統(tǒng)的出現(xiàn)，這種記憶被復(fù)制，傳遞給下一代的細(xì)胞，代謝系統(tǒng)的進(jìn)化逐漸積累下來(lái)。之后，隨著環(huán)境的改變，生物也不斷變化，形成各種分支和物種。對(duì)于為什么生物物種從古到今有巨大差別這個(gè)問(wèn)題，在十九世紀(jì)以前還存在很大爭(zhēng)議，信徒們執(zhí)著地認(rèn)定世界上各種各樣的生物是一次又一次不斷被神創(chuàng)造的，甚至還有牧師根據(jù)舊約記載推測(cè)住了上帝創(chuàng)造地球和人類的準(zhǔn)確時(shí)間，真是可笑。不過(guò)，達(dá)爾文出現(xiàn)了，他執(zhí)著地認(rèn)為生物是不斷進(jìn)化才形成了今天的局面，并乘著貝格爾號(hào)探險(xiǎn)船對(duì)大洋進(jìn)行了探索，5年航行，23年奮筆，在1859年，他的《物種起源》終于問(wèn)世，破碎了神造論的荒謬，讓世人重新認(rèn)識(shí)了生命的腳步。

二、伴隨死亡的疑惑

（一）對(duì)死亡的無(wú)奈

未知生，焉知死？死生大事也！我們不知道生命是怎么來(lái)的，可是我們都知道生命最終會(huì)逐漸衰亡。人生天地間，寥寥不過(guò)百年三萬(wàn)六千日，所以從古至今人們都很看重生死。然而人類卻從來(lái)都沒(méi)有掌握過(guò)死亡，不論一個(gè)人身體多健康、多強(qiáng)壯，都會(huì)慢慢衰老最后離世。人類對(duì)此十分苦惱，誰(shuí)不希望自己長(zhǎng)生不老呢？所以才有了秦始皇派三千人出海尋求仙丹，妄想永遠(yuǎn)統(tǒng)治這個(gè)他親手打下的帝國(guó)。而歷代帝王求道煉丹的也不在少數(shù)，可惜他們終究是沒(méi)有成功。我們不得不感嘆，人類的歸宿，或者說(shuō)生命的歸宿是否真的就只有死亡？

（二）人類衰亡的奧秘

到如今，人類在生物細(xì)胞方面的研究取得了重大進(jìn)展，也許我們可以更清晰地了解到生命的奧秘。生命的衰亡是在生命過(guò)程中整個(gè)機(jī)體形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能逐漸衰退的綜合現(xiàn)象，而生物的機(jī)體由細(xì)胞構(gòu)成。細(xì)胞不能持續(xù)分裂產(chǎn)生新的細(xì)胞，衰老的細(xì)胞新陳代謝逐漸減慢最后停止工作，所以生命走到盡頭。這是什么原因呢？經(jīng)過(guò)多年研究，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了這與細(xì)胞中一種名叫端粒的結(jié)構(gòu)有著莫大關(guān)系。端粒，是線狀染色體末端的DNA的重復(fù)序列，是真核染色體兩臂末端有特定DNA重復(fù)序列構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，使正常染色體端部間不發(fā)生融合，保證每條染色體的完整性[10]。而端粒酶是負(fù)責(zé)端粒的延長(zhǎng)的一種酶，是基本的核蛋白轉(zhuǎn)錄酶，可將端粒DNA加至真核細(xì)胞染色體末端?？茖W(xué)家們通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，正常人的端粒隨著細(xì)胞分裂逐漸縮短，當(dāng)縮短到失去它的緩沖作用時(shí)，細(xì)胞就會(huì)發(fā)生衰老。而在2000年，布萊克伯姆提出了端粒與細(xì)胞衰老關(guān)系的新假說(shuō)，他認(rèn)為端粒是一個(gè)動(dòng)態(tài)的由端粒DNA和端粒結(jié)合蛋白質(zhì)構(gòu)成的核蛋白結(jié)構(gòu)，存在戴帽和非戴帽兩種狀態(tài)。帶帽狀態(tài)是端粒發(fā)揮功能的狀態(tài)，細(xì)胞可以繼續(xù)分裂，出現(xiàn)非戴帽狀態(tài)則會(huì)引起細(xì)胞周期阻滯。端?？梢栽趦煞N狀態(tài)之間變換。在生命周期中，隨著細(xì)胞分裂的不斷繼續(xù)，越來(lái)越多的細(xì)胞端粒處于非戴帽狀態(tài)，繼而出現(xiàn)了衰老死亡。

（三）端粒的作用

端粒一般很難從非戴帽恢復(fù)戴帽狀態(tài)，但是可以通過(guò)激活端粒酶活性或以同源重組的途徑返回到帶帽狀態(tài)，從而繼續(xù)細(xì)胞分裂，不斷制造出更多具有活力的細(xì)胞來(lái)補(bǔ)充衰老的細(xì)胞?？茖W(xué)家們還注意到，端?；钚耘c癌癥存在潛在關(guān)系。有統(tǒng)計(jì)資料表明，84.8%的惡性腫瘤具有活化狀態(tài)的端粒酶，而僅在4.2%的正常組織[10]。這也就是說(shuō)，通過(guò)對(duì)端?；钚缘难芯咳祟惒粌H可以攻克癌癥這個(gè)生命殺手，而且人們一直夢(mèng)寐以求的“長(zhǎng)生不老”也有了實(shí)現(xiàn)的可能。

三、對(duì)生物的思考

這不禁又讓我思考我們研究生物究竟為何。研究生物，我想不僅是為了造福人類和世界，更重要的是人對(duì)自己全面而深刻的認(rèn)識(shí)和了解。本源問(wèn)題也是一個(gè)哲學(xué)問(wèn)題，所以我們常說(shuō)哲學(xué)囊括百科，不無(wú)道理。本源問(wèn)題一直是個(gè)謎團(tuán)，困擾著無(wú)數(shù)的人，人們來(lái)到世上走過(guò)風(fēng)雨幾十載，又匆匆去了，卻連始終都搞不明白，難道不是一個(gè)悲??？這是世界上最大的悲劇。路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索。生命的起源和歸宿，人類要走的路還很長(zhǎng)。

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