诱发好奇心的科普书·读《生命的战争》

2023-01-16 07:57阅读：

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——读旭岽《生命的战争》一书有感

诱发好奇心的科普书·读《生命的战争》

这本书围绕人们普遍关心的几大问题，如宇宙的起源、生命的起源、人类的起源等，用风趣的语言，精美的插图，介绍了科学工作者试图回答着这些问题的方法和路径，以及目前所取得的相关成果和进展。
在这个人人都是麦克风的时代，总是盲目的跟着别人瞎吆喝是没有意义的。要想让自己的话语更具有说服力，需要提升自身的科学素养。多读一些类似这样的科普类图书，就是提升科学素养非常重要的途径。
（一）
地球已经有46亿年以上的历史。在漫长的演化过程中，逐渐形成了我们今天所能看到的自然环境和生命状态。每个生长在这个世界的人，都会对这神奇的地球充满好奇，想知道我们是否是这个宇宙中独一无二的存在，这样的生存环境是怎样形成的，生命究竟是怎样起源并演化过来的。尽管我们已经能够发射星际探索器，前往遥远的星球去一窥究竟；尽管我们已经知晓组成物质最基本的粒子，明晰了它们的工作机理，但面对宇宙起源、生命起源、人类起源这样一些对人类来说意义重大的问题，依然有很多盲点需要去探究，这些问题确切的答案依然还不清晰。
这样的重大问题，自古至今都是人类关注的热点，也是人类研究的焦点。就拿生命的起源来说，经大体经历

了如下几个发展的阶段：
首先是神创论。远古时期的人们，受限于自身的知识视野和认识水平，将很多自然现象看作是神的杰作。每个人小时候所阅读的各种神话传说中，就有不少生命起源的故事。
其次是自然发生论。脱离神的束缚，在自然现象中探索事物发展和变化的规律，是哲学诞生、成熟的重要标志。在古希腊时期，亚里士多德等人就已经明确提出，生命是从非生物环境中自然产生出来的。这样的观念对人们的影响是如此深刻，一直到19世纪，仍然被西方学术界的一些人士所支持。
第三是生生论。1861年，大名鼎鼎的巴斯德做了包括“鹅颈瓶肉汤实验”在内的一系列个非常知名的实验，由此证明了细菌和真菌等生物不会自发地在无菌的、富营养的媒介中产生，只能通过外源的侵入才能出现。巴斯德为此曾断言：“这个简单的实验将把无生源说打翻在地，绝无翻身的可能。”正是因为这样的实验，“自然发生论”被有力地证伪，生生论开始被人们所认可。但人们很快就意识到，既然非生命物质绝对不能随时自发地产生新生命，生物只能来源于生物，那么这最初的那个生物来自何处呢？
第四是化学进化学说。认为生命是由非生命物质在原始地球条件下通过漫长地化学途径进化而来。有机分子甚至是更特殊的生命分子，可以通过简单的无机原料经过简单的步骤合成。无生命的物质可以一个跳跃变成“几乎是生命”的物质。和“生生论”相比，这种学说最大的优点是解决了最初生命从何而来的问题，而且有一定的实验支撑。但尚未找到这种转变确切的证据。
第五是宇宙生命论。认为有一些物质地球上原本是不存在的，是其他小行星在撞击地球的过程中带过来的，其中包括组成生命的一些重要物质。几年前，日本曾发射“隼鸟2号”探测器，前往名为“龙宫”的小行星上进行探测，并成功采集了该行星的一些样本返回地球。科学家对这些样本的研究发现，其中就包含了构成生命的基础有机物“氨基酸”。这一探测成果去年引起了科学家的很大关注。
……
生命是如何起源的，目前看来“化学进化学说”和“宇宙生命论”都有可能。虽然答案依旧缥缈，但过程却十分重要。即便其中的一个假设最终被证明是错误的，但也好歹给我们做了一次排除。更何况，在探索过程中的一系列副产品，已经不止一次地改变，甚至颠覆了我们的生活和认知。
（二）
早期的地球可并不美丽，也不是生命星球，还没有液态水。彗星和小行星对地球的频繁撞击，不仅给地球带来了大量的液态水，让地球的生态系统有了初步的结构，也给地球带来了各种丰富的矿物质资源。经过数亿年的时间，太阳系稳定了下来，地球的生态环境也一步步完善，这个时候最早的单细胞生命出现了。
在寒武纪（距今约5.7亿年）之前，生命的发展处在一种非常缓慢的状态。但从寒武纪开始，生命的形态和样貌忽然变得丰富了起来。在两千多万年时间内，各种各样的动物迅速起源和出现。节肢、腕足、蠕形、海绵、脊索动物等一系列与现代动物形态基本相同的动物在地球上来了个“集体亮相”，形成了多种门类动物同时存在的繁荣景象。也是从寒武纪开始，另一个恐怖的阴影始终伴随着生命的发展，那就是“大灭绝事件”。科学家的研究表明，地球上的生物至少经历了5次大灭绝，今天我们所能见到的生物，是一次又一次劫后余生之后，剩下的很少一部分繁衍下来的。
第一次生物大灭绝发生在距今约4.5亿年前的奥陶纪末期。由于全球气候变冷进入大冰河时期，整个地球的温度下降，冰川锁住了水，海平面也下降了很多。当时的生物以海洋生物为主，而且大都生活在浅海，长时间的冷冻和海平面降低，导致全球约85%的物种灭绝。
第二次生物大灭绝发生在距今约3.5亿年前的泥盆纪末期。这个时期的陆地面积开始不断扩大，陆地生物也开始大量出现进化发展，特别是脊椎动物迎来了飞速发展的时期，爬行动物也开始出现。导致此次灭绝事件的原因现在还不清楚，有科学家认为是全球气候的急剧变化导致的，也有科学家认为是小行星撞击带来的超级火山爆发。此次灭绝事件导致地球70%的物种灭绝消失。
第三次生物大灭绝发生在距今约2.5亿年前的二叠纪末期。导致这次生物大灭绝的原因，有科学家认为可能是地球曾经发生海平面下降和大陆漂移，这时候所有的大陆聚集成了一个联合的古陆，很多生物失去了生存空间，而且大气层中的氧气也急剧减少，板块运动造成了气候突变、导致沙漠范围扩大和大规模火山爆发等现象；也有科学家认为可能和超新星爆发产生的伽马射线暴照射地球有关。这是地球历史上最严重的生物大灭绝事件，导致生物科的数量减少了52%，物种的数量减少了90%以上。其中96%的海洋物种灭绝，占据海洋近3亿年的主要生物数量减少和消失，其中包括三叶虫。
第四次生物大灭绝发生在距今约2亿年前的三叠纪末期。科学家们认为这次生物大灭绝可能和小行星撞击地球、超级火山爆发有关。这一次的灭绝规模相对较小，只有25%的物种濒临灭绝，主要还是海洋生物。这一次的生物大灭绝也为恐龙的统治创造了许多有利条件，从此恐龙开始了它漫长的统治大地的旅程。
第五次生物大灭绝发生在距今约6500万年前的白垩纪时期。对于这场灾难也有多种解释，被科学界普遍接受的是小行星撞击说。一场或多场流星雨导致全球生态系统崩溃，大量的气体和尘埃进入大气层，阳光无法穿透，全球气温急剧下降，乌云覆盖地球好几年，植物不能从太阳获得能量，海洋藻类和陆地森林逐渐死亡，食物链的基础环节被破坏，许多动物死于饥饿，包括恐龙。
生物大灭绝的发生，基本上都是一些因素导致地球生态环境突然发生剧变。，如果未来发生第六次生物大灭绝事件，基本上还是这样的原因。从目前的情况看，再一次大灭绝事件似乎已经不可逆转地在孕育着，而助推这一事件进展速度的操盘手，正是人类自己。
在恐龙时代，哺乳动物只能苟且偷生。因为有了第五次生物大灭绝，导致了恐龙这种庞然大物的统治时代结束，才为哺乳动物和人类的出现打开了大门，从此哺乳动物迎来了大发展，人类的原始生命也出现了。
为什么像恐龙这样的庞然大物会在自然灾害到来之际全部灭绝？这与它们所处的生态位有很大的关系。每一个物种都有一个生态位，生态位是一个物种赖以生存和繁衍后代的栖息地需求和行为的总和。如果两个物种有着相同的生态位，相互之间必然就会互相竞争，并最终达到某种平衡。食物链就充分展示了动物和植物之间相对稳定的生态平衡状态。当大灭绝事件发生时，处于食物链顶端的生物，最容易导致食物链的断裂，所以总是最先遭殃。恐龙就是因为这个原因灭绝了，而那些长的小巧的、在恐龙的阴影下苟且偷生的哺乳类动物，有一些在大灭绝中辛存了下来，在缺少了天敌的情况下重新构建生态位，快速发展到了今天，这其中就包括处在食物链最上端的人类。当下一次大灭绝事件再次发生的时候，人类自然也会首当其中。我们必须要看到这一点，从现在开始就未雨绸缪。
（三）
生命是如何演化到今天的，因为缺少相关的化石证据以及演变过程中的一些特殊的证据，有不少机制到目前为止还是一个谜。
比如说繁殖，为什么会出现无性繁殖、有性繁殖两种形态？如果从自私的角度看，没有其他对象参与的繁衍，能完完全全保存自己的遗传信息，那该多好啊。而有性繁殖，却只能遗传自己一半的信息。虽说孩子是自己生命的延续，但毕竟只有一半自己的基因，已经和自己大不相同了！说到底，无性繁殖和有性繁殖各有优势，一个繁衍后代的能力极强，一个繁衍的后代适应不同环境的能力极强。早在1886年，德国演化生物学家奥古斯特·魏斯曼就提出，有性繁殖能对基因进行重组，创造出“个体差异”，而这正是自然选择起作用的地方。如果从生态位的角度来思考，或许更能理解有性繁殖的价值，因为基因多样性的后代可以增加其同时拥有的生态位数量，避免内耗，从而拥有更广阔的生存环境。
比如说为什么有的生物有性染色体，而有的却没有？乌龟和鳄鱼就没有所谓的性染色体。它们靠的是温度，确切地说是由卵的孵化温度决定其性别的。比如扬子鳄，人们发现，如果它们把巢穴建于潮湿阴暗的弱光处就会孵化出较多雌鳄；而建于阳光暴晒处，则可孵出较多的雄鳄。乌龟也有这样的特点。性逆转的例子也很普遍，黄鳝就是这样的，从幼鳝到成鳝，通常在两岁前全是雌性的，等它们在3岁左右产过一次卵后就开始变性，到了6岁左右，就成了彻彻底底的雄性。在海里，红鲷鱼过着群体生活，一群差不多二十多条，每个红鲷鱼群体中只有一条雄鱼，是群体的首领，组成一个一夫多妻制的家庭。一旦这条雄鱼不幸死亡，群体中最强壮的一条雌鱼就会变性，转变为一条雄性红鲷鱼，作为群体的新首领。而生物性别的差异是何时开始出现的？到目前也不得而知。
科学家在化石研究中发现，3.85亿年前，有一种盾皮鱼纲的原始鱼类，被称作“小肢鱼”。盾皮鱼纲是最早的有颔鱼类，是脊椎动物，在地球存活了近7000万年，在3.6亿年前灭绝。而这种“小肢鱼”之所以有趣，则在于他们的交配方式——在当时的海洋里看来，绝对算得上是非常另类。化石证据显示，这些鱼是已知最早通过体内受精进行繁殖的脊椎动物，与我们人类一样。科学家通过研究，已经在小肢鱼身上发现了许多个第一：已知第一种呈现雌雄二性的物种；已知第一种采用体内受精的物种；已知最早的有雄性生殖器的物种。我们已经知道，人类也是从鱼演化过来的，那与这种鱼会有什么关系吗？
……
还有很多问题。比如说最早的那批可以自我复制并且随机突变的复杂有机分子，是经历了怎样的发展，才最终造就了如今这个多姿多彩的生命世界？生命为什么要登上陆地？鸟类为什么要学会飞翔？鲸为什么会重返海洋？两性、胎生、毛发、直立……这些属于我们的似乎是天经地义的特征，究竟是如何发展出来的？
密歇根州立大学的一位计算生物学家克里斯·阿达米说过这样一段话：所谓信息，就是你需要知道的能够确保生存的东西。演化就是信息保存和信息获取——你知道得越多你就活得越好！这是一个“学习”的过程。一个生物会不断“学习”到新的信息，特别是在一个变化的环境中，它再将这些信息传递给下一代，帮助它们存活下来。
处于信息时代的我们，该如何发挥自己的好奇心，用自己的信息思维来了解这些悬而未决的问题，拓展自己的见识，厚实自己的精神底蕴，让自己在知道的更多的同时，生活的更加快乐呢？

《生命的战争》，旭岽著，北京联合出版公司2022年版

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