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生命现象是地球上的奇迹吗？6亿年前地球上突然出现寒武纪生命大爆发，创造论者据此质疑生命演化论。地球生命的多样性以及出现人类，是创造还是演化的结果？是谁在决定生命演化的方向？生命是否只是基因的宿主？

目录

生命的本质

生命是来自地球吗

地球上的五种生命形态

生命的演化由谁决定

当人们在讨论生命的星际迁徙时，是由人类这种目前地球上最复杂的生命制造宇宙飞船直接进行星际航行，还是在灾难来临时，由陨石或其它方式携带微生物等简单生命、在其它星球从最原始阶段开始重新演化、实现星际转移更有可能？

生命的本质

生命的出现令地球变幻无穷，生机勃勃。与无生命物质相比，生命是可以主动获取物质能量进行繁殖的事物，其特征有三：

一是复制繁殖。生命可以通过复制或繁殖使自身种群延续和数量增加，无生命物质基本不会，虽然水、火、风、矿物也可以再生，但再生前后没有信息交换，二者并没什么关系。也有一些介于生命与无生命物质的中间物体，例如具有复制或演化能力的水晶、病毒、鸡蛋。

二是感知应激。生命能够感知外部环境，对外界刺激会有应激反应，通过移动和变化，不断适应新的环境和新的挑战，多数时候会以集体为单位探索环境。生命是自组织，无生命物体是他组织。无生命物体没有主动感知能力。

三是新陈代谢。维持生命需要有充足的物质流、能量流和信息流，一旦没有这种新陈代谢的输入或输出，生命将难以持久。无生命物体虽然也可能有这些交换，但这不是保持系统稳定性的条件。生命一旦没有了养分供应就会死亡。

生命当然也可以从更多角度来理解和定义。薛定谔不仅设计出那个著名的量子猫，他在《生命是什么》中还讨论了生命的特征，认为关键是生命具有"不断从它周围环境中吸收秩序"的能力，"生命以负熵为生"——这实际就是系统演化的特性，通过动态平衡提升系统的复杂性。后来有人试图用量子纠缠与协调的特性解释物质何以演化出具有感知与记忆的生命。

生命从无到有，来自无生命物质。不少人对这个跃迁表示怀疑。历史上曾有人做实验证明生命不可能通过自然演化从无到有，但后来证明那是实验的环境条件与生命产生之初的地球环境条件不同。近几十年来，科学家们用合适的环境已经可以在实验室里培育多种生物细胞。

生命是聚集的过程。一群携带能量的不同原子聚集在一起，形成分子。不同的分子们又以不同的方式聚集在一起，有一种形式叫细胞，也被称作生命。不同的细胞们通过不同的聚集方式，形成了细菌、植物、动物，以及人类，生命的聚集方式越来越精彩。

不过，有聚集就有解散。当生命转为死亡时，原来的集合体解体了，曾经聚集在一起共同生活过的微生物们或者分子原子们，告别了一段时间的缘分，又去奔向下一次不同方式的聚会。

生命是来自地球吗

化学元素广布宇宙。生命是元素的另一种组合形式。

由于结构不同，碳元素可以组成柔软的石墨，也可以形成坚硬的钻石；可以聚成无机物质，也可以聚成有机生命。硅元素也有类似的多组合功能，目前已被广泛运用在电脑芯片的制造。镓元素被用于制造液态金属智能机器人。

虽然需要的条件很苛刻，但只要条件具备，无生命物质就可以演化出生命。这种演化甚至可以发生在地球以外，那意味着生命的出现可能比地球更早。

从无生命到生命的演化过程是如何发生的？

第一步，出现有机分子。生物大多由碳构成。由于地球上碳元素充足，只要条件适宜，有机小分子可以很容易被大自然制造出来，然后再进一步形成氨基酸、蛋白质等高分子聚合物。

第二步，出现细胞。事实上人们对细胞的出现目前有三种猜测：

一是来自地球。海洋有机分子吞食化学物质，并可以分裂繁殖，演化成细胞。或者地球内部深处的有机物，通过与周围环境进行化学物质交换汲取能量而形成没有细胞核的原始细菌。

二是来自太空。通过彗星或陨石与地球撞击，一些生命构成物质互相反应，例如制造蛋白质的氨基酸、携带信息的碱基、构成DNA的磷酸盐等，由化学演化发展为生物演化。

三是来自创造。也许有更高智慧创造出了生命的最初形态，然后这些生命再逐步演化。至于更高智慧如何产生及演化，或者存在于何种空间，还不是人类所能探知的领域。

第三步，出现精确复制。没有精确复制机制的细胞支配地球上的生命达数百万年之久，直到遗传密码形成精确复制的出现，诞生了目前地球上所有生物的共同祖先——其特征是把遗传信息记载在DNA中，并由RNA将这些信息转变为蛋白质。蛋白质维持细胞生命，DNA负责信息遗传。这也是目前地球所有生物的共同之处。

大约35亿年前，当地球上开始出现有外膜包裹、含有5000个蛋白质、借RNA传递信息、由DNA主控一切的细胞的时候，生命的精彩进化过程拉开了大幕。单细胞生物组合成多细胞生物，组合方式多姿多彩，变化出植物、动物、人类。

生命意味着聚集共生的过程，死亡则是组合解体的过程。聚集生成系统，系统越来越复杂。系统具备组成单位所没有的整体性功能，例如意识。系统解体，功能也或快或慢随之消失。

地球上的五种生命形态

虽然地球生命都有共同的单细胞祖先，可以画出生命树，但这只是粗略的概括，实际情况要复杂得多，树干下面是杂乱交叉的树根，树干上面大体有（1969年美国学者Whitaker提出的五界分类法）：原核生物（无核单细胞生物体，如细菌）、真核生物（有核生物体，包括有核单细胞生物、真菌、植物和动物）。

45.5亿年前地球诞生之初，不时受到巨型陨石的撞击，最后一次撞击风暴发生在39亿年前。当地球不再因巨大撞击而熔化时，生命开始出现了。目前发现的最早的生命迹象是距今38.5亿年前的格陵兰的分子化石。

最迟35亿年前，一些靠近海洋表面的原始细菌（原核生物），从由深海化学物质获取能量改为依靠阳光获得能量，通过光合作用在体内储存能量，并为吞食它们的其它生物体提供能量。藻青菌是现代植物的鼻祖，南非和澳大利亚发现有这一时期藻青菌的化石。

长时间光合作用的后果是地球上氧气大幅增加，大气中的氧气含量由20亿年前的3%，升到10亿年前的21%。这让地球生命走出原核生物（简单的单细胞生物），在17亿年前出现真核细胞。这被认为是地球生命史上的重要跃迁，它使得后来动植物及人类的出现成为可能。

真核细胞比原核细胞更大更复杂，可以靠氧气获取能量，且DNA在细胞核里受到保护，具有更多的遗传信息。通过共生演化，真核细胞成为最早的多细胞生物体。

共生演化方式使生命形式越来越复杂。比如人类就是由动物细胞和细菌病毒聚集共生而成的集合体。大部分共生生物并不知道自己正在帮助另一种生物，它们只是本能地选择了对自身最有利的生存方式，却共同演化出了新的生命体。

包括植物、动物、人类，所有生物细胞中都带有一个"发电机"，叫线粒体，它能把氧气转化为能量。而在30亿年前，线粒体只是在海洋中浮游呼吸氧气的细菌，后来寄生在细胞体内，成为细胞的一部分。

还有一种没有生命但能自我复制的病毒，后来进入细胞发展成为DNA。对现在的动植物而言，没有线粒体就因不能利用氧气而无法生存，没有DNA就因信息缺失而无法繁衍。共生演化让生命形式越来越复杂。

真核生物繁殖方式也摆脱了原核生物的自我复制，向有性繁殖发展，这种演化方式使生命的环境适应能力大幅提高。

有性繁殖不仅比无性繁殖效率低（只有雌性可以生产），而且性行为还可能会带来风险，为什么要选择有性繁殖？因为有性繁殖可以混合雌雄双方的基因，不断演化，产生更有利于防御寄生生物或适应外部环境的能力，降低该物种突然灭绝的可能性。

6亿年前，地球上出现了寒武纪生命大爆发。新生物种突然间大量涌现。多细胞生物体演化成三类：通过光合作用获取能量的植物、通过吞食其它生物获取能量的动物、通过分解其它生物获取能量的霉菌。其中动物的多细胞程度和复杂程度最高。

生命的演化过程充满偶然性。过去6亿年中，地球至少经历了5个阶段出现生物多样性急剧减少，这是地球生态和气候变化的结果。6500万年前的恐龙灭绝事件，使得原本竞争力不如恐龙的哺乳动物有机会迅速发展，并演化出人类这个物种。

在过去6亿年的大部分时间里，多数物种的生存期介于100万年到1000万年之间，新物种出现的速率与旧物种消失的速率大致相同。旧物种的消失可以将生命资源让给新物种。

20世纪40年代英国博物学者菲利普斯（John.Phillips）按化石将地球历史分为古生代、中生代、新生代，三个时期均由生命大灭绝分隔。大灭绝有时会使地球上90%以上的物种消失。以前的大灭绝多认为是自然灾难的结果，当前的物种大灭绝则是人为的后果。

人为的物种灭绝主要有四种原因：人类猎杀、人类毁灭其栖息地、人类带入致命新物种、生物链传导。有科学家估算，未来100年内，地球上的已有物种还会消失一半。某些生命的衰亡会导致其他生命的兴盛，特定物种的兴盛也会改变地球的原有生态。生命演化同样在遵循平衡规律。

生命的演化由谁决定

生命演化过程中还有一种令人费解的现象：自杀。植物、动物、人类都存在自杀现象。人体内也存在类似现象：病毒入侵比较严重的情况下，正常细胞会"劝说"被感染细胞选择自杀，达到阻止病毒扩散的效果。

对于自杀现象，有一种解释，认为是基因的控制。因为广布的基因并不关心个体的存活，它的任务是通过让某些个体自杀，保住基因的宿主不会集体灭绝，使基因可以继续复制。

大量植物自动枯萎，却使其它同类植物在干旱的条件下活下来。动物自杀减少数量后，生态链重新达到平衡，保存了该物种。人类在战场上通过牺牲自己，保护了所在集体的存活。人体部分细胞自杀，清除有害病毒入侵，维持人体正常机能。

按照这种说法，生命只是舞台上的木偶，基因才是幕后的操纵者。

所有生命在分子层面都有一个共同点：通过基因进行遗传繁殖，这是贯穿整个生物界的生命主线。

基因是生命遗传密码。遗传密码具有通用性。人类基因完全没有特殊性。

生命的物质基础是蛋白质，这种有机大分子的类型——从大脑到牙齿——由基因决定。

基因通常由数千个叫做"核苷酸"的小分子构成。

每个人体细胞内，约有30亿对相互匹配的核苷酸，它们可以构成无数种组合。

若干基因存在于一个长条形双链结构的DNA分子上。

基因是DNA片断，是遗传信息的基本单位。

DNA分子是基因的载体，染色体是DNA分子的载体。

一条染色体上只有一个DNA分子。

染色体由DNA与蛋白质构成，存在于细胞核中。

因此，每个细胞都自带基因。

基因决定了生命的形态、特征、功能和行为。植物开什么花、动物长什么样、人类能活多久……都离不开基因的信息指导。基因很大程度上在生命诞生之前就决定了生命的生老病死。——当然，基因是与环境交互作用的。

英国人理查德·道金斯在那本著名的《自私的基因》中提到，基因为达生存目的会不择手段。基因唯一感兴趣的就是不断复制自身，以便在演化过程中争取最大限度地生存和扩张。

动物或人类繁殖并照料后代，从生物个体的角度来看，这也许是一种利他行为。但是基因正是通过这种利他行为完成自身的复制，从而使其自身得以生存。

DNA的发现者之一詹姆斯.沃森说："以前我们觉得命运是上天安排的，但是现在我们知道，命运在很大程度上是由基因决定的。"

2003年，科学家们首次完成了完整的人类基因组计划，这意味着人类史无前例地掌握了人类自身的重要信息：我们可以直接观测自己的基因构成。

在语言和文字出现之前，地球生命的重要演化信息，都记录在这些基因中。

当人类可以阅读这部神秘的生命天书之后，会怎样面对和使用它？

闪耀着奇幻灿烂光芒的地球生命现象背后，谁是未来的魔术师？

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部分参考文献：

《生命简史》 著者：【英】理查德.福提 译者：高环宇 中信出版集团股份有限公司 2018年

《生命是什么》 著者：【奥地利】埃尔温.薛定谔 译者：罗来欧 罗辽复 湖南科学技术出版社 2005年

《小宇宙：细菌主演的地球生命史》 著者：【美】林恩.马古利斯 多里昂.萨根 译者：王文祥 漓江出版社 2017年

《看不见的世界：微生物与人类的博弈》 著者：【澳大利亚】依丹.本.巴拉克 译者：郭佳 王也 电子工业出版社 2017年

《缤纷的生命》 著者：【美】爱德华.威尔逊 译者：金恒镖 中信出版集团股份有限公司 2016年

《生命：进化生物学、遗传学、人类学和环境科学的黎明》 著者：【美】约翰.布罗克曼 译者：黄小骑 浙江人民出版社 2017年

《自私的基因》著者：【英】理查德.道金斯 译者：卢允中 等 中信出版集团股份有限公司 2018年

《基因机器：推动人类自我进化的生物科技》 著者：【美】邦妮.罗彻曼 译者：张宏翔 李越 中国人民大学出版社 2018年

《基因与命运：什么在影响我们的信念、行为和生活》著者：【加】斯蒂芬.J.海涅 译者：高见刘淑华 中信出版集团股份有限公司 2019年

《基因传》 著者：【美】悉达多.穆克吉 译者：马向涛 中信出版集团股份有限公司 2018年

作者简介：澳大利亚悉尼大学访问学者、中国社会科学院研究所主任、985高校教授/博导、企业首席经济学家。现为自由学者。喜求知旅行。出版10余本著作，多次在《人民日报》发表署名文章，足迹抵达7大洲和中国34省市区。