第五章 生命前体和初始生命体
唯物主义哲学理论认为,生物运动是比化学运动更高级的物质运动形式。因此,化学进化不能连 续地发展到形成生命。为此,必须将化学进化的终端产物与生物进化的起始产物区分开来,而将前者 称为生命前体,将后者称为初始生命体。前者必须通过某种质变或飞跃的运动方式而转变成后者。现 在我们来讨论两者在结构与性质上应当有什么异同。 首先,生命前体是一种化学进化的终端产物。它是属于化学范畴的东西,是在亿万年的时间里在 原始海洋中按照化学的各种规律形成的产物。在生命前体中各种物质运动规律均可以化学的语言来解 释和描述。生命前体还不是具有完全的整体自律运动规律的物体,而由生命前体经过质变形成的初始 生命体应该是一种具有整体自律运动规律的物体--一种原始细胞。现代细胞学家认为,细胞不分裂就 死亡。初始生命体既是一种原始细胞就应该有分裂生殖的能力。进化应该在生命产生前后的整个过程 中存在,所以初始生命体形成后应该继续不断进化,但这已是生物进化了。 从组成、结构与功能来说,生命前体和初始生命体应该有怎样的区别?生命前体从结构来说它可 能还是某种组织较完善的脂质体,其化学膜结构不但有较高的化学稳定性和机械强度,较能抵御原始 海洋中各种机械的、物理的和化学的破坏因素作用,而且膜结构的半透性能有利于对化进有用分子的 进入和无用分子的排出,此意味着化学膜化进和化学原生质化进之间的相互促进作用已达到化学上完 善的高度。从能量运动规律来说,生命前体是某种较为完善的化学耗散结构,这是一种远离平衡的开 放体系,能以与外界不断交换物质和能量来维持其稳恒状态,即能使环境熵值更增大的方法获得负熵 以推动内部的各种化学进程,并已有一定程度的自组织能力,没有理由说在化学的范畴内不能形成这 样的结构与功能。 在现代生物体中存在着一些相互依存、相互促进体系。如生物膜与原生质体、蛋白质与核酸体系 等。这些体系在生命前体中,甚至在某一阶段的化进个体中可能已存在有原始的雏形。作为化进终端 产物的生命前体中这些体系已具有怎样的形式和已达到怎样的进化高度?如果说生物运动是比化学运 动更高级的物质运动形式,但氨基酸聚合物、类蛋白和真正的蛋白质三者之间不存在有质的区别,因 为它们均属化学范畴内的东西,它们可以在化学进化的过程中起始和连续进化。这是说蛋白质应该产 生于生命起源之前。只有现代生命才是蛋白质和核酸的存在形式。即使是最简单的生命体也不能没有 各种蛋白质和由有机磷化合物构成的初始遗传保优体系及生殖能力等。但是,数目众多的蛋白质和初 始的遗传物质保优机制形成不是一朝一夕的事而质变的飞跃运动在时间上应该是短暂的。不能想像通 过质变就能从无到有地一下子就形成各种蛋白质和即使是很原始的遗传保优体系。这就是说,在生命 前体中由多种简单的蛋白质和某种由有机磷化合物构成的初始遗传保优体系就已化学地存在。 分裂生殖是生物学范畴的事物,因此,从化进个体直至生命前体都不可能有以分裂生殖的方法来 扩大自己的留存机率。初始生命体即使一产生就有分裂生殖能力其在生命前体中亦应已有物质基础或 运动机制上的基础,这可能是由生命前体的部分自律运动转为初始生命体的整体自律运动后而产生的 功能。 化学进化虽是群体进化但从化进个体到形成生命前体只能是由个体来完成。因此,化进个体必须 在不断完善的化进过程中,在原始海洋中存在亿万年而不被破坏,而且衰老、死亡等概念必须与它们 无缘,否则将使亿万年的化进成果毁于一旦。衰老原是生物学范畴的事物,化进个体不会具有这是可 以理解的,但是原始海洋中化学的、物理的、机械的破坏因素何以会允许某些化进个体能存在亿万年 直至形成生命前体呢?这里可能有数量和质量上的原因。这是说由于化进个体数量巨大,无数的个体 中在机率上允许有少量人体能存在亿万年,同时由于化进的成果使某些个体能抵御原始海洋中各种破 坏因素的侵袭因而增加了留存的机率。或者说,化学进化有同生物进化不同的运动方式,虽然两者都 是群体进化,但与生物进化不同,化进个体的群体不是同种的东西,因它们的数量十分巨大,所以因 化学的偶然原因产生新性质的可能性也很大,并且在自始至终不断地产生,它们不可能被原始海洋中 的各种破坏因素(即机率消亡因素)所完全灭绝,更不存在什么生物去吞噬它们。由于具有相似先进 性质的化进个体很多,其中一些就能在先进的基础上再行化进,这使形成生命前体的几率不为零,当 时间趋向很大时这种事件就能发生。 生命前体在质变为初始生命体时到底发生了怎样的变化?两者在本质上产生了怎样的差异?不知 质变说法的提出者有否具体深入的见解?以下且试论之。 首先,应当认为生命前体不具有像原子、分子和细胞等物体内部那样有整体自律的运动规律,所 以它还不是一种物体,而初始生命体应当是一种原始细胞。因此,这种质变就是一种从非物体到物体, 从不具有到具有整体自律运动规律的过程。其次,初始生命体的分裂生殖能力可能是一种与生俱来的 本性。这种生物学功能对生命前体来说应不会具有,所以生殖能力的从无到有也应是质变过程的结果。 如果说质变的机制是在生命前体中产生了"整体共振"或建立了某种"生物场"的结果,由于缺乏确 实的证据,对这些说法也难以取舍。对进化过程的渐进性和质变过程的飞跃性来说应如何解决两者的 矛盾?也许可以这样认为,不会有什么高级的生命结构会在质变中突然从无到有地产生,生命前体和 初始生命体在结构上应是类似的,甚至是相同的,都是经过化进的渐进运动产生的,只是前者在运动 方向上较为混乱,只有局部的自律运动。质变是将生命前体中各个局部自律运动协调为整体自律运动, 即生命运动。这也许就是"整体共振"。但是这种质变的力量来自何处?是生命前体化进到一定程度后 瓜熟蒂落、水到渠成地自发产生或是来自什么外力?这是需要思考的。 初始生命体的植物性。初始生命体无疑是一种原始细胞,但我们必须确定它已有一定的利用光能 的能力,当然这还不是现代植物的光合作用体系。这种假定不完全是为了说明初始生命体活动的能量 来源而是为了说明大气中氧的出现、臭氧层的形成及核酸系统得以逐步形成。具有一定光合作用能力 的初始生命生成后即进入可称为激烈生物进化期。大量增殖的初始生命体本来就是在没有臭氧层阻隔 的剧烈的紫外线照射下形成的,这说明它们体内尚没有现代的核酸系统。它们体内初始的有机磷化合 物系统虽有一定的遗传保优作用以及可进行一些有用的磷酸化作用,但在强烈的紫外线照射下无法形 成完整的核酸系统。即使如此,它们也许只能存在于原始海洋的一定深度之处。但是,在初始生命体 大量增殖及原始的光合作用下终于产生了大气氧和臭氧层。将这一段时期称为激烈生物进化期的原因 为: 1)由于臭氧层逐渐形成导致初始生命体中核酸系统逐步产生,由于遗传机制不完全致使下一代变 异很大,因而可选择性也很大。 2)当时原始海洋中这类初始植物性细胞的数量和种类十分巨大,而且多细胞形式的生物体可能也 产生了,这产生了巨大的物竞天择机会。 3) 当时仍较强烈的紫外线仍使某些初始植物细胞的初始遗传系统产生损伤和变异亦增加了天择 机会。 由上述原因产生的这种数量和变异都十分巨大的原始植物细胞使物竞天择的生物进化产生了巨大 的可选择性,这使较先进的品种较快产生。直至臭氧层完全形成及初步的核酸系统的形成控制了生殖 复制的稳定性,这导致生物变异程度降至近代水平。 上面已提到,在无生命物质转变为生命时初步的蛋白质系统、膜功能等不可能在假设的"质变"过 程中一下子从无到有地形成。这些结构与功能在无生命的生命前体中早已由化进形成,甚至在作为核 酸系统雏形的某种有机磷化合物系统也已在生命前体中存在。这是说这些结构与功能是通过量变化学 地形成的。对于整体自律运动规律的产生、分裂生殖能力的获得是否也可以通过量变来形成呢?如果 这样,好像也不违反什么自然规律,但是要冒犯某种哲学假设。所以问题是,质变的哲学假说是可以 被怀疑的吗? 如果以量变的方式能产生生命,即不存在生命前体和初始生命体之分,也不存在化学进化和生物 进化之别。当时生命就可以有许多原始的、低级的或中间状态。生命和非生命就没有明确界限。 质变的提法没有对生命如何形成提供什么说明、答案或研究方向,只是将生命形成原因推给一种 设想中的未知力量,这就产生了神秘感,使人想起了"灵"、"活力"等过去有人提出过的说法。 如果在物体层次转化之际,都要发生质变,在从原子形成分子这种物体层次转化及其逆变化中, 虽然化学反应前后的两类物体性质相差较大,从化学和物理的语言来说,这不过是不同的由单种或多 种原子核和电子构成的电磁体系有不同性质而已,没有体会到有什么质的变化。 |