地球上最原始的生命長啥樣?哈佛研究員給你解惑

2020-12-05 網易科技

網易科技訊10月13日消息 福布斯網站選登了一篇Quora上的問答:地球上最原始的生命長什麼樣子?以下內容來自英文問答網站Quora。答主為哈佛大學生命研究員Sam Sinai 。

Sam Sinai:在最原始的生命形態中,「生物體」和「非生物體」之間的界限並不那麼清晰。兩者之間的界限,就像光譜中顏色之間的漸變一樣模糊不清實難界定。

事實上,「生命」真的是很難說清楚到底是怎麼一回事兒。目前研究者採用這樣的定義:生命即複製和演變。(此處的演變是人口數量上的概念。單個的生物體談不上「演變」)儘管聽上去高大上,不過這個定義常常遭人調戲:種群演變才算生命,那麼一匹騾子、或者說一個失去生育能力的人豈不算是生命咯?——不過儘管尷尬如此,這個概念還是被沿用至今。

作為生命領域研究者,個人觀點是生命的定義關鍵在於其中是否存在「前後過程之關聯性」。如此觀之,一個病毒正在入侵一個細胞,那麼這病毒算是生命;人體在高溫下融化就算不得生命。同理,一個計算機病毒正在入侵大規模網絡系統,那麼這病毒也算是生命;而列印在紙上的代碼則不算。

這樣說起來未免給人腦洞大開之感。只說尋常定義的「基於水和有機質的生命」,題主的問題有兩個解答思路:一是當下,看當今生物的最原始形態;二是追溯歷史,想像地球早期存在的生命形式是什麼樣。

對於第一個方法,生物病毒可以算是答案之選。儘管病毒之間存在共生的關係,但需要注意的是整個病毒的生活前提是寄生在「另一個活物」之上。這有點墜入「雞與蛋誰先」的怪圈了。倘若追求存粹的話,現在科學家造出了能夠在富營養環境中存活的人工合成細胞,至於這種工程造物能否稱為「原始的生命形態」,就看讀者所好了。

對於第二種途徑,生命起源的研究能給我們提供片鱗只甲。解釋生命起源的假說有許多種,目前尚無定論。其中最通行的一個假說認為生命起源於一堆無機物中鬼使神差地產生了複製酶。複製酶(replicase)是一種具有自我複製能力的分子。有充足的理由表明,現代人RNA中的複製酶可能類似於地球生命伊始就開始存在的複製酶。

儘管目前已經找到性能足夠強韌的核酶(具有催化活性的RNA),可是能夠獨立生存的複製酶仍未曾見。這裡仍然存在一個邏輯怪圈:高效的複製依賴複雜的分子結構,而複雜的分子結構又非高效複製不能完成。

綜上,我認為生命最原始的形態或許是一種有組織、能夠相互合作的類似核膜的一種存在。核膜是一種包圍在細胞和外圍的一層生物膜,由磷脂雙分子層構成,能夠控制細胞核內外物質的進出,還能完整地經歷整個分裂周期。這是我能想像到的最最原始的「生命」形態了。

本文來源:網易科技報導 責任編輯:李德雄_NT2021

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