科学家提出了一个新框架来重新定义地球上的生命

大约在 35 亿年前的某个时候，地球上的生命从分子开始就 被点燃，并随着时间的推移分支成我们今天所知道和喜爱的一系列壮观的实体。目前的思路也是如此。

但我们甚至还没有真正对生命有一个明确的定义。例如，病毒是活的吗？还是整个森林生态系统？毕竟，生态系统的许多方面就像身体内的器官一样相互依赖。

因此，来自新墨西哥州圣菲研究所的生物学家 Chris Kempes 和复杂系统研究员 David Krakauer提出了这样一种观点，即我们将进化作为生命驱动力的重点可能“使我们对其他一般生命原则视而不见”。

为了探索这一点，研究人员将“生命”的定义扩大到两个充满活力和信息化的过程的结合，这些过程可以编码并随着时间向前传递适应性信息。

使用这个定义极大地增加了可以被视为生命的东西，包括文化、森林和经济等概念。更传统的定义可能会将这些视为生命的产物，而不是生命本身。

“人类文化依赖于思想的物质，就像多细胞生物依赖于单细胞生物的物质一样，”肯佩斯解释说。

根据他们的新定义，研究人员认为生命已经在地球上多次出现，而且我们实际上与多种形式的当前生命共存。

如下图所示，Kempes 和 Krakauer 提出的框架对生命的意义具有三个层次限制。

(Kempes & Krakauer, J. Mol. Evol., 2021)

在第一层，生命受到它可能形成的可能材料（例如分子）的限制。在第二层，生命受到更广阔宇宙的约束（例如重力），而在第三层，生命受到适应性过程（例如自然选择）的优化。

在这个层次结构中，考虑了将物理学与生物学结合起来的概念。例如，生命使用第一级约束使用许多能量生产梯度，但所有这些都必须遵守热力学定律的第二级约束。

该团队在他们的论文中写道： “不会发现任何细胞包含比环境中可用的总自由能更多的内部结构。”

“我们期望许多丰富的生物学概念由三个层次的‘奇怪的纠结’定义，因为三个层次将不可避免地共同进化。”

这个理论完全把生命看作是一个光谱，而不是一个离散的现象，比如是什么让我们成为一个个体？只有来自相同 DNA 的细胞，还是我们的微生物组？更不用说从环境中获得的能量、细胞生理学和进化过程之间的流动联系。

虽然这可能和量子物理学一样都是令人费解的理论，但从新的角度看待一个旧概念是一次引人入胜的尝试。尤其是对于复杂的系统，例如生命及其生活的后果，有时拓宽我们的思维会引发不同的想法，从而导致新的理解。

两人希望这种更广泛的观点可以让我们深入了解我们所说的生命究竟意味着什么，帮助构建设备来创造或发现它，并识别我们所看到的生命水平——即使它与地球上熟悉的生命有着根本的不同。

他们的定义肯定会结束关于病毒是否真的存在的争议，因为它们完全属于肯佩斯和克拉考尔的生命理论。

虽然该框架确实很详细，并为我们提供了很多思考的食物，但改变定义是一项艰巨的工作。当我们大多数人思考生命时，它可能只是生物生命——至少在我们遇到违反我们所知的生物学的外星人，或者我们的人工智能变得足够先进以形成自己的思想之前。

他们写道： 我们的主张是，当它能够向我们揭示许多起源和许多类型的生命时，我们将能够说我们有了一种新的生命理论。