生命是什么?我们从哪里来?
水是两个氢原子和一个氧原子,通过共同的化学键拉在一起,我们呼吸的空气是无数颗粒的混合物,还有灰尘和水蒸气。
那么是什么组成了生命呢?是什么构成了我们的基本本质?是什么在40亿年前将我们分隔开来,并继续将我们与其他一切事物分隔开来?
毫无疑问,古代很多人都关心这些伟大的问题,但公元前七世纪左右,希腊人把它变成了可行的职业道路,希腊的许多哲学家,像伊壁鸠鲁、卢克瑞修和柏拉图,都专注于生命从何而来,不可否认的结论是生命产生生命。
但最初的生命如何而来?
公元前4世纪,亚里士多德得出结论,生物是由无生命的物质自发产生,只要物质中含有沼气和重要的热蠕虫。他推测是由腐烂的肥料中自发产生的,比如昆虫、鳗鱼,从潮湿的软泥、腐烂的海藻中诞生。
尽管这在我们现在看来很不寻常,在近两千年的时间里,亚里士多德关于自然发生的观点,主导了人们对生命起源的思考。
科学家们追随他的脚步,总结出了更复杂的高级生命形式的理论,就像17世纪早期的荷兰科学家,让·巴普蒂斯特·范·赫尔蒙,他认为把一件脏衬衫,放在装有小麦胚芽的箱子里21天,就会自然地产生活老鼠。
然而随着时间的推移,自然生命的理论失去了人们的青睐,更科学、先进的技术,发现了动物在古老的、废弃的土堆中出现的奇迹,对于更小、更神秘的生物来说,细菌和奇怪的单细胞生物,阿米巴原虫的自发产生难以被证实。
最后,在19世纪,法国生物学家路易斯·巴斯德设计了一个实验,从一个充满无生命物质的瓶子里,排除任何外界的影响,一个真空的瓶子保持无菌状态,自然生成的概念被证明是错误的,物质本身并不能产生生命。毕竟,直到今天,没有实验室能够从中提取生命。
自然生命仍然是一个虚构的生命,只有生命继续产生生命,然而,我们今天知道,地球在40多亿年前形成,没有生命、没有任何生物,能够在地震和火山频发的环境中幸存下来。但今天我们在地球上,充满了各种各样的生物,从雨林到沙漠,从最高的山峰到最深的海洋深处。
所以很显然在某种程度上,30亿到40亿年前,物质确实使生命成为历史上自然产生的最后行为,成为地球上生命的起源,剩下的问题是生命如何产生的?从什么时候开始的?
地球上的第一个生命肯定是最简单的生命体,没有老鼠能自发地在早期的地球生存,更不可能在地球上撒尿。为了破译生命的起源,我们必须首先考虑,生命在其最基本的层面究竟是什么,这是一项艰巨的任务,需要现代科学技术的共同努力。
在大多数教育系统中,人类学会了用他们的行为,来定义生物、动物、植物和真菌,它们采取措施保持自己生长和繁殖,但这并不是故事的全部,生物可能做这些事情,但不是唯一的。
根据这个定义,我们甚至可以把一些晶体、甚至计算机病毒归类于生物,这不是地球上有机生命起源的标准的定义,相反,我们需要放大到微观层面,来看看到生物是由什么构成。
今天最简单的生命形式细菌有两种基本成分,一种自我复制的分子,比如DNA,它包含了制造另一种自身的指令,一种自我包含的新陈代谢,它提供了进行生命和复制的机制。
在这样的定义下,我们捕捉地球上每一种生物的本质,一切都是由细胞组成的就像细菌细胞,它的核心是一个自我复制的分子,和一个自我维持的新陈代谢。
这个定义也给了病毒通往生命的道路上一个位置,即使它们不完全符合这个定义,这些微小的结构内部有一个自我复制的分子,就像所有其他生物一样,但它们缺乏利用这个分子做任何事情的机制,所以,它们必须劫持其他生物,借用有机工厂,让自己得以繁殖。
有些科学家会把它们归为活物,有些则不会,有些甚至认为它们可能是生命起源之谜的一部分,介于生与死之间,所以自我复制分子和新陈代谢,或者是最初生命形式所需要的两个发明,但它们不是简单的发明。