如何看待生命起源

李淼

生物學(xué)家對(duì)生命的定義多達(dá)四十余種，但沒有一種能夠完全界定什么是生命。因此，科學(xué)家在理解“生命的起源”之前，還得搞清楚到底什么是生命。生命起源這個(gè)問題真的是很難解決。

我們接著上一期專欄文章《太陽(yáng)系》談?wù)勆鹪磫栴}。為什么說生命起源這個(gè)問題很難解決呢？首先，我們知道生命是什么，比如說動(dòng)物和植物以及微生物。但是，生物學(xué)家其實(shí)沒有大家都一致的對(duì)于生命的定義。比方說，病毒是不是生命？一方面，病毒可以說是生命，因?yàn)樗鼈儾幌裎覀兪煜さ臒o機(jī)物，它們會(huì)產(chǎn)生更多的病毒，也就是說，它們會(huì)復(fù)制自己。另一方面，病毒又離不開它們寄生的生命，不能單獨(dú)生存。

我們當(dāng)然可以認(rèn)為病毒是生命，它們其實(shí)是比細(xì)菌還要簡(jiǎn)單的生命，只含有RNA或DNA，再加上一點(diǎn)蛋白質(zhì)。那么，地球上出現(xiàn)的第一個(gè)生命是什么？是最簡(jiǎn)單的原核微生物，還是比原核微生物還要復(fù)雜的含有細(xì)胞核的真核微生物？地球上出現(xiàn)生命是一個(gè)非常偶然的事件，還是一個(gè)必然的事件？就這一點(diǎn)，生物學(xué)家也不能達(dá)成一致。

生物學(xué)家對(duì)生命的定義多達(dá)四十余種，但沒有一種能夠完全界定什么是生命。因此，科學(xué)家在理解“生命的起源”之前，還得搞清楚到底什么是生命。我認(rèn)為生命在地球上出現(xiàn)是十分偶然的，以至于至少在我們自己的銀河系里不存在外星人。我還認(rèn)為，生命發(fā)生的概率原則上是可以計(jì)算的，計(jì)算的方式就是用一個(gè)比較老的物理學(xué)原理，叫做龐加萊回歸。

我們不知道地球上最早出現(xiàn)的生命是什么，但我們至少可以假定它不會(huì)比一個(gè)可以自己復(fù)制的RNA更簡(jiǎn)單。這樣，我們可以先計(jì)算一下RNA突然出現(xiàn)在地球上的概率。比方說，在整個(gè)45億年地球的歷史中，一個(gè)簡(jiǎn)單的RNA出現(xiàn)的概率到底是多少？萬一，它出現(xiàn)的概率小于千億分之一，我們就可以肯定地說整個(gè)銀河系內(nèi)只有地球上存在生命，因?yàn)檎麄€(gè)銀河系類似地球這樣的行星不會(huì)超過一千億顆。

我們經(jīng)常聽說，遺傳物質(zhì)主要是DNA和RNA。它們到底是什么？簡(jiǎn)單地說，這兩種大分子長(zhǎng)得都很類似，就是雙螺旋，像樓梯，樓梯的兩邊扶手就是這些大分子的兩個(gè)螺旋線?？梢哉f，這些大分子都是由四種基本的磚塊碼起來的，每一條螺旋線都是四種磚塊構(gòu)成的，叫堿基。

DNA和RNA為什么又有區(qū)別？搭建DNA有四種“磚塊”，其實(shí)也就是比較小的分子;而搭建RNA也有四種“磚塊”，其中三種和DNA中的三種磚塊一樣，而RNA第四種磚塊和DNA的第四種磚塊不一樣。生物學(xué)家管這些磚塊叫堿基，我們不要去管它們具體的名稱，反正就是含有不多于10個(gè)原子的分子就是了。

RNA的結(jié)構(gòu)和DNA的結(jié)構(gòu)很像，也是旋轉(zhuǎn)樓梯，只是四種磚頭里的一種和DNA不一樣。簡(jiǎn)單說就是RNA可以自我復(fù)制，而DNA不能。為啥RNA會(huì)自我復(fù)制呢？我們用印章來解釋RNA自我復(fù)制的原理。將印章沾了印泥蓋在紙上，紙上出現(xiàn)的文字和印章正好相反。現(xiàn)在，看RNA的兩條螺旋，其中一條就像印章，另一條就是印章蓋出來的印。這兩條螺旋很容易扯開，扯開之后，一條蓋一下，出現(xiàn)了它的印，然后結(jié)合在一起形成新的RNA。另一條也蓋一下，形成另一個(gè)RNA。這樣，出現(xiàn)了兩條一模一樣的RNA，復(fù)制大功告成。

DNA不能自我復(fù)制，但DNA攜帶遺傳密碼，它決定生命中所有蛋白質(zhì)核RNA的結(jié)構(gòu)，決定生物如何有次序地合成細(xì)胞和組織，確定生物生命周期自始至終的活性和確定生物的個(gè)性。這樣看來，計(jì)算DNA在地球上突然出現(xiàn)的概率更為重要。

RNA的結(jié)構(gòu)和DNA的結(jié)構(gòu)很像，也是旋轉(zhuǎn)樓梯，只是四種磚頭里的一種和DNA不一樣。簡(jiǎn)單說就是RNA可以自我復(fù)制，而DNA不能。