[论生物的统一性.docVIP

生物的统一性 ——站在前人的肩膀上 [ 摘 要 ] 当今时代, 保护生物多样性 已经成 为可持续 发展的 前沿问 题之一, 在 关注生 物多 样性的 同时, 不能忽略生物的统一性。文章从生命的化学 起源、化石的 进化、细胞是 生命的 基础、生物的 构成、 生态系统的构成等角度 考察了生物的统一性, 为保护生物多样性提供了理论 支持。 [ 关键词 ] 生物的统一性; 生物多样性; 细胞; 生态系统 当今时代, 保护生物多样性成 为可持续发展的前沿问题之一, 在关注生物多 样性的同时, 不能忽略生物的统一性。自从大 约 3 8. 5 亿年前地球原始海洋中诞生第一批原 始生命以来, 生物进化的历程极其复杂, 产生了 数以千计的物种。虽然各种生物在形态、构造、 生理以及遗传等诸多方面的差异十分显著。但 是, 科学家还是从生物中发现它们本质上的统 一性。生物不仅具有多样性, 而且具有一些共 同的特征和属性。有了生物统一性, 才有了生 物多样性, 也才有了人类。 一、从生命的化学起源看生物的统一性 宇宙大约始于 150 亿年前的一次突发的大 爆炸, 出现了由氢和氦组成的巨大星云, 这个星 云分裂成许多较小的星云后, 开始缓慢地收缩, 并发生旋转。由于星云内部收缩较快, 逐渐形 成了一个密度较大的实体, 被称为原始星。由 于引力收缩, 密度加大, 温度上升, 中心产生极 高的压力, 氢原子在高温下发生热核反应, 释放 出巨大的能量, 就形成了恒星。 在原始星周围有大量的气体和尘埃, 一部 分彼此吸引、碰撞而聚合成为小的团块。这些 小的团块在旋转过程中吸引外部的物质而逐渐 增大, 导致许多行星的形成, 地球就是这样形成 的行星。行星吸引附近更小的物体, 成为它的 卫星, 月亮就是被地球捕获的一个小的球体。 元素是构造生命的基础。离太阳最近的四 颗行星都是重元素行星, 地球是第三颗。只有 在这样的岩石行星上, 才有可能产生多种元素 组合的生命。要 使元素演化出 复杂生命 的结 果, 就要让很多的元素 粘 起来, 成为既复杂 又稳定的元素团。从无机物到有机物、从小分 子到大分子的过程中, 碳元素扮演了相当重要 的角色。碳原子外层有 4 个电子, 可与多种原 子形成 4 个共享电子对, 形成既结合牢固, 又柔 软可运动的复杂分子或长链分子; 既有活性, 又 有极大的记录容量。目前, 人类所认知的生命 形式都是以碳元素为核心的, 因此, 地球生命也 可称为碳生命。 二、从化石进化看生物的统一性 美国科学家 米勒 ( S. L. M iller, 1930 - ) 进 行了生命起源实验证明, 他安装了一个密闭的 循环装置, 其中充以 CH4, NH3, H 4 和水蒸气来 模拟原始的大气, 并在密闭装置的一个烧瓶中 装水, 用来模拟原始 的海洋。然后, 给烧瓶加 热, 使水变为水蒸气在管中循环, 同时又在管中 通过电极放电, 模拟原始时期天空的闪电放能, 使管中气体发生反应。管上的冷凝装置使反应 物溶于水蒸气而凝聚于管底。一星期之后, 他 检查管中冷凝的水, 其中溶有多种氨基酸及乙 酸、乳酸、尿素等有机分子, 有些氨基酸像甘氨 酸、谷氨酸、天冬氨酸、丙氨酸等和组成天然蛋 白质的氨基酸是一样的。氨基酸、核苷酸等在 海水中经长期浓缩, 在适当条件下, 吸附在无机 矿物粘土上, 通过聚合作用而形成原始的蛋白 质与核酸。 俄国生 物化 学家 奥 巴 林 ( A. H. O llaphh, 18 94- 1 980 )认为, 蛋白质和核酸在一起时, 可 形成团聚体小滴, 这种多分子体系, 是生命的萌 芽。团聚体能从周围的 介质中吸取 不同的物 质, 这样, 团聚体可以 生长 , 长到一定程度时 团聚体还能 生殖 , 分出小团聚体来。团聚体 吸取外界物质似乎还有选择性, 其内部有一定 结构, 团聚体如吸取酶, 酶可以在团聚体内合成 或分解某些物质。团聚体与周围环境有一个明 显的界限, 这是原始膜形成的一种方式。有人 曾在数百甚至数千米深的海中发现类似于团聚 体的物质, 这被认为是一个直接证明。 生物演化的直接证据是化石。化石是古代 埋藏在地层中的动物、植物遗体或遗迹, 在一定 条件下, 矿物质沉积其中, 变硬、石化而成为化 石。动植物 较坚硬的部分, 如茎、叶、骨 骼、牙 齿、外壳等最易保存, 因而化石最多。生物的躯 体印在软泥上的痕迹, 如恐龙足迹、动物的粪便 等排泄物在一定条件下也能硬化而成化石。此 外, 有些古代生物在冰层 或冻土中被 低温保 存 下来 ( 如在西伯利亚和阿拉斯加等地掘出 的生活在 2 5 万年以前的猛犸冰尸, 保存十分 良好, 肉尚可食 ), 还有埋藏在琥 珀中的蚂蚁、 小蜘蛛以及小树叶等