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摘要:保罗·纳斯:生命这个概念并没有一个明确的定义。区分生命体与非生命体之间的界限,乍看之下似乎是个简单的问题,实则复杂难解。 应该说,我并不是首位深究此问题的人。如果你翻阅维基百科或查看字典,常会发现对此的解释错综复杂。在本篇文章中,我想通过探讨生物学的五大核心思想,来回答这个生物学中的一个关键问题。


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第1节 · 保罗·纳斯:生命这个概念并没有一个明…

保罗·纳斯:生命这个概念并没有一个明确的定义。区分生命体与非生命体之间的界限,乍看之下似乎是个简单的问题,实则复杂难解。

应该说,我并不是首位深究此问题的人。如果你翻阅维基百科或查看字典,常会发现对此的解释错综复杂。在本篇文章中,我想通过探讨生物学的五大核心思想,来回答这个生物学中的一个关键问题。

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我叫保罗·纳斯,一名遗传学家和细胞生物学家。我刚刚出版了我的处女作,书名就叫《生命是什么?》。

(译注:保罗·纳斯,中国科学院外籍院士、细胞生物学家、生物化学家、2001年诺贝尔生理学或医学奖获得者。)

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对我来说,细胞——生物学中最基础的理论,在我们理解生命是什么这一问题上起到了至关重要的作用,因为它代表了表现生命特质最基本的单位。细胞能够成长、分裂、繁殖,实际上,无论是我自己、植物、还是昆虫,所有生物要么是单细胞生物,要么是由多个细胞共同协作构成的。

第二个关键理论或者说关键名词就是酵母,或许大部分人都对酵母不太感兴趣。但我必须要说,酵母对我而言作用更大。提起酵母,人们可能只会想到它在酿造啤酒、葡萄酒和制作面包中的作用,但实际上,酵母非常适合用来制作各种高级生物(例如我们人类)中的细胞模型。

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第2节 · 在我的实验室中曾发现过一种人类基因,…

在我的实验室中曾发现过一种人类基因,它与酵母中的基因非常相似,能够控制细胞从一个分裂为两个。更为重要的是,这种人类基因能够完全取代酵母中的相应基因,控制酵母细胞的繁殖过程,就如同它控制人类细胞一样。

如果说控制酵母细胞和人类细胞增殖的规律是一脉相承的,那我们就得承认这套机制的年头非常久远。想想看,酵母和人类的祖先在十亿年前就各奔东西了,这意味着从那时起直到现在,无论是植物、动物还是真菌,所有生命体的繁衍都遵循着这套古老的法则。

在这里我要跟大家讲一个非常有名的故事:孟德尔实验,也就是我的第三个关键理论——遗传学的发现。当时在修道院工作的格雷戈尔·孟德尔(Gregor Mendel),对豌豆的遗传特性十分感兴趣。

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他通过将不同特性的豌豆(高矮、花色、种子饱满程度各不相同)互相杂交,发现这些后代的遗传特征遵循着一些特定的比例规律,比如高和矮的比例是三比一、红花和白花的比例是九比三、圆粒种子和扁粒种子的比例是三比一。于是他大胆地提出猜测:遗传信息的传递可能是通过一种粒子来实现的,这种粒子就是我们现在所熟知的基因。

(译者注:格雷戈尔·孟德尔,奥地利人,是“现代遗传学之父(father of modern genetics)”,是遗传学的奠基人。孟德尔通过豌豆实验,发现了遗传规律、遗传因子的分离规律及遗传因子的自由组合规律。)

对我来说,自然选择的进化理论无疑是生物学领域中最令人赞叹的创见之一。查尔斯·达尔文(Charles Darwin)环游世界,收集各种各样的动植物和鸟类标本,从而提出了自然选择的进化论。

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他认为,所有生命体都携带着遗传信息。如果这些遗传信息之间存在差异,也正是这些差异让某些生命体更适应环境,那么这些生命体就会成为主导种群,即我们常说“物竞天择,适者生存”。这一理论为我们理解生物世界带来了革命性的变革,它揭示了生物的“精妙设计”背后,实际上并不存在一个设计师。

而最后一个我想要介绍的关键理论就是生命的化学基础与信息管理。从科学的角度来说,生命不过是由分子和化学物质构成的奇迹。在每一个微小的细胞内,无数的化学反应都在不断地进行,它们共同维持着生命的各种功能,如生长、繁殖、能量的获取和利用等。

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第3节 · 这些细胞内部被分隔成许多小隔室,这些…

这些细胞内部被分隔成许多小隔室,这些微小的空间为化学反应提供了必要的场所,使得它们能够在如此有限的空间内同时进行。这真是一个令人惊叹的现象,想象一下,在一个微小的细胞内,成千上万种不同的化学反应同时上演,每一个都各具特色,但又相互依存,共同维持着生命的运行。这种复杂的协同作用,正是生命之所以为生命的奥秘所在。

因此,生命既是化学现象,也是建立在信息基础之上的。生命体不断地管理信息,确保内部运作的和谐。拿我之前提到的化学反应和细胞内的各种小隔室为例,这一切的协调运作都离不开信息的传递。

想象一下,如果一个基因负责生产某种物质,并试图将这种物质的水平保持在一定范围内,它会根据物质的多少调整自己的活动状态:物质充足时,相应的基因便会停止表达;物质缺乏时,相应的基因则会被激活。这种现象背后的真正机制,是细胞对信息的管理——细胞通过测量它所含物质的量来决定是否需要开启或关闭某个基因。

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如果我们从DNA的角度来看,我们可能会根据一个碱基与另一个碱基之间的关系来理解DNA的结构,但只有当我们把它看作一种数字信息存储装置时,它才具有生物学上的意义。生命的运作完全依赖于信息流动,这种信息流动贯穿生物体运作的每一个方面。

综合以上五个观点,我们可以提炼出生命的一些基本原则。首先,生物体是具有明确界限的物理实体,它们既是复杂的化学机器,也是精巧的信息机器。

其次,这些生物体内的信息化学机器通过一个遗传系统来指导其运作,这个系统具有变异性,为生物体的进化提供了可能性。通过自然选择,生物体能够不断适应环境,从而进化出更加适应生存状态的特征。

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这种相互关联和紧密结合的特性,使得生命能够在不断变化的环境中持续发展和进化,从而展现出无尽的创造力和适应力。

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FAQ

FAQ

1. 关于「保罗·纳斯:生命这个概念并没有一个明确的定义」,核心要点是什么?

保罗·纳斯:生命这个概念并没有一个明确的定义。区分生命体与非生命体之间的界限,乍看之下似乎是个简单的问题,实则复杂难解。

2. 关于「在我的实验室中曾发现过一种人类基因」,核心要点是什么?

在我的实验室中曾发现过一种人类基因,它与酵母中的基因非常相似,能够控制细胞从一个分裂为两个。更为重要的是,这种人类基因能够完全取代酵母中的相应基因,控制酵母细胞的繁殖过程,就如同它

3. 关于「这些细胞内部被分隔成许多小隔室」,核心要点是什么?

这些细胞内部被分隔成许多小隔室,这些微小的空间为化学反应提供了必要的场所,使得它们能够在如此有限的空间内同时进行。这真是一个令人惊叹的现象,想象一下,在一个微小的细胞内,成千上万种