1700271668
这些应用的进展都需要我们更好地理解生命及其运作方式。所有领域的生物学家们——分子和细胞生物学家、遗传学家、植物学家、动物学家、生态学家等——都该精诚合作，协力确保人类文明与生物圈的其他部分共同繁荣，而不是以牺牲其他部分为代价。要想取得任何成功，我们都必须正视自己的无知。尽管我们在理解生命运作的方面取得了很大进步，但目前的理解仍是不全面的，有时甚至是非常片面的。如果我们想建设性地并且安全地干预生命系统，以实现一些更宏伟的、切实的目标，我们仍有许多东西要学习。
1700271669
1700271670
开发新应用，和努力深入了解生命的运作方式，这两件事应该齐头并进。正如诺贝尔奖得主、化学家乔治·波特（George Porter）[1] 曾说过的：“为了养活应用科学就饿死基础科学，就好比在建筑物的地基上节省开支，以便把楼造得更高。整栋楼倒塌只是迟早的事。”但出于同样的原因，纵容自己的科学家们也没有认识到，有用的应用应该在任何可能发展的领域产生。只要我们发现有机会将知识用于共同利益，就必须付诸行动。
1700271671
1700271672
不过，这又带来了新的问题和进一步的质疑。我们该如何界定“共同利益”的含义，并达成一致？如果治疗癌症的新方法非常昂贵，那么，谁该得到治疗，谁不应该？在没有充分证据的情况下呼吁大家拒绝接种疫苗，或者滥用抗生素，是否该算刑事犯罪？如果某些人因受基因的强烈影响而做出犯罪行为，惩罚这个人是否正确？如果编辑生殖系统基因就可以让后代摆脱亨廷顿病，他们是否应该不加犹豫地使用基因改造工程？克隆一个成年人是可以被接受的做法吗？如果应对气候变化意味着要在海洋中散播数十亿株基因改造过的藻类，是否应该这样做？
1700271673
1700271674
随着对生命的理解不断深入，我们也不得不面对那些日益紧迫但往往很私人的问题，以上这些问号只是冰山一角。找到大家都能接受的答案的唯一途径就是持续而诚实的公开辩论。在这样的讨论中，科学家们承担着特殊的角色，因为他们必须清楚地解释每一种进展的好处、风险和危害。但在讨论中发挥主导作用的必须是整个社会。政治领导人必须参与，完全投入对这些问题的讨论中。而当今的政治领导人中，很少有人充分注意到科学和技术对我们的生活和经济产生的巨大影响。
1700271675
1700271676
但是，政治应该出现在科学之后，而不是科学之前。这个世界已经目睹过太多次悲剧，政治先于科学就会出现可怕的错误。冷战期间，苏联能够制造出核弹，并将第一个人类送入太空。但在遗传学和作物改良方面的工作却遭到严重破坏，因为出于意识形态的原因，斯大林支持李森科（Lysenko），而后者是个拒绝接受孟德尔遗传学说的冒牌货。结果就是苏联人民忍饥挨饿。最近，我们眼看着否认气候变化的人拖了后腿，他们无视科学，甚至蓄意破坏，导致挽回气候变化的行动被延怠了。关于共同利益的讨论需要由知识、证据和理性思维来推动，而非意识形态、不确凿的盲信、贪婪或走极端的政治。
1700271677
1700271678
但请你不要误解我的意思，科学本身的价值是不存在争议的。世界需要科学及其带来的进步。作为有自我意识、富有创造力和好奇心的人类，我们有独一无二的机会，可以利用我们对生命的理解去改变世界。我们应该尽一己之所能让生活变得更美好。这不仅是为了我们的家人和邻里，也是为了子孙后代，为了我们也身在其中、不可分割的整个生态系统。我们周围的生物世界不仅为人类提供了无穷无尽的奇迹，也维持着我们的生存。
1700271679
1700271680
注释：
1700271681
1700271682
[1] 乔治·波特（1920—2002），英国化学家，因发明测定快速化学反应的技术，于1967年获得诺贝尔化学奖。
1700271683
1700271684
1700271685
1700271686
1700271688
五堂极简生物课 生命是什么？What is Life
1700271689
1700271690
这是个大问题。我在学校得到的答案是生物必考题MRS GREN[1] 清单之类的东西——生物体会表现出如下特征：运动（movement）、呼吸（respiration）、应激反应（sensitivity）、生长（growth）、繁殖（reproduction）、排泄（excretion）和吸收营养（nutrition）。这番简洁明了的总结确实概括了生物体的行为表现，但对于“生命是什么”，却算不上令人满意的解释。我想换一种思路。根据我们已经逐步理解的五个生物学的重要概念，我将总结出一套可以用来定义生命的基本原则。这些原则将让我们更深入地了解生命是如何运作、如何开始的，以及将我们星球上的所有生命联系在一起的关系的本质。
1700271691
1700271692
当然，很多人都试图回答这个问题。薛定谔在1944年出版的极富先见之明的著作《生命是什么》中，阐述了他对遗传和信息的看法。他提出了“生命密码”的构想，现在，我们都知道那就是写在DNA中的信息。但在书的结尾，他暗示了一种近似活力论的结论：要真正解释生命是如何运作的，我们可能需要一种全新的、尚未被发现的物理法则。
1700271693
1700271694
几年后，激进的英裔印度籍生物学家J.B.S.哈尔丹也写了一本题为《生命是什么》的书，并在书中宣称：“我不会回答这个问题。事实上，我很怀疑这个问题会不会有完整的答案。”他把活着的感觉与我们对颜色、痛苦或努力的感知相比较，以示“我们无法用别的说法来描述它们”。我对哈尔丹的说法深有共鸣，但这也让我想起了美国最高法院法官波特在1964年定义色情时所说的话：“我看到就知道了。”
1700271695
1700271696
诺贝尔奖获得者、遗传学家赫尔曼·马勒（Hermann Muller）[2] 就没这么犹豫了。他在1966年用简单的一句话将生物单纯定义为“具有进化能力的东西”。马勒正确地指出了思考“生命是什么”的关键，就在于确立达尔文的通过自然选择进化的伟大思想。进化论是一套机制——事实上也是我们所知的唯一机制——能在不借助超自然的造物主的情况下，产生出多样的、有组织、有目的性的活的实体。
1700271697
1700271698
拥有通过自然选择进化的能力，这是我用来定义生命的第一个原则。正如我在自然选择那一章中所说的，它取决于三个基本特征。为了进化，生物体必须能够繁殖，必须有一套遗传系统，并且，遗传系统必须表现出变异性。任何具有这些特征的实体都可以且必将进化。
1700271699
1700271700
我的第二个原则是，生命形态是有边界的有形实体。它们与身外的环境分离，但又有互动沟通。这个原则来自细胞的概念，细胞是能清楚体现生命所有标志性特征的最简单的实体。这个原则强调了生命的实体性，将计算机程序和文化实体排除在了生命形式之外，哪怕它们似乎也可以进化。
1700271701
1700271702
我的第三个原则是，生命体是化学、物理和信息机器。它们构建自身的新陈代谢，并以此维持自身的存续、成长和繁殖。这些生命体通过管理信息来自我协调和调控，以让生命体作为有目的性的整体来运作。
1700271703
1700271704
这三个原则共同定义了生命。任何按照这三个原则运作的实体都可以被认为是有生命的。
1700271705
1700271706
要想充分了解生命体的运作方式，就要更详尽地阐述构成生命基础的非凡的化学形式。这一化学的一个主要特征是，它是围绕着主要由碳原子连接而成的大聚合物分子构建的。DNA就是其中一种，它的核心目的是作为一个高度可靠的、长期存储信息的载体。为此，DNA螺旋结构将含有信息的核心元素——核苷酸碱基——置于螺旋体的核心位置，让它们处于稳定且良好的保护之下。正因为有这样稳妥的保护，研究古代生物DNA的科学家们才能从生于远古、死于远古的生物体中获取DNA并对其进行测序，其中包括一匹在永冻层中冰冻了近百万年的马！
1700271707
1700271708
但是，储存在基因DNA序列中的信息不能一直处于隐藏状态而不发挥作用。信息必须转化为行动，以生成支撑生命的新陈代谢活动和实体结构。储存在化学性质稳定但相当无趣的DNA中的信息必须转化为有化学活性的分子：蛋白质。
1700271709
1700271710
蛋白质也是碳基聚合物，但与DNA不同的是，蛋白质上大部分化学性质可变的部分位于聚合物分子的外部。这就是说，它们会影响蛋白质的三维形态，也会影响它们与外部世界的相互作用。最终，这使它们能够发挥诸多功能，构建、维持和再造化学机器。与DNA不同的是，如果蛋白质受损或被破坏，细胞可以轻而易举地构建一个新的蛋白质分子来替代它们。
1700271711
1700271712
我想不出比这更优雅的解决方案了：这些线性碳基聚合物的多种布局既能生成化学性质稳定的信息储存装置，又能产生高度多样化的化学活动。我发现，生命的化学的这一面既极其简单，又卓越非凡。生命体将复杂的高分子化学与线性信息存储相结合的方式实在令人叹服，我推测，这个原理不仅是地球生命体的核心，也很可能是宇宙中任何地方的生命的核心构造。
1700271713
1700271714
尽管我们和所有已知的生命形式都依赖于碳基聚合物，但我们对生命的思考不应该受制于地球上的生物化学经验。我们可以天马行空地去想象，宇宙中其他地方的生命以别的方式运用碳，甚或压根就不是构建于碳基之上的生命体。比如说，英国化学家和分子生物学家格雷厄姆·凯恩斯-史密斯（Graham Cairns-Smith）[3] 就曾在20世纪60年代构想了一种原始的生命形式，它会基于结晶状黏土颗粒进行自我复制。
1700271715
1700271716
凯恩斯-史密斯想象中的黏土颗粒是以硅为基础的，科幻小说作家都很热衷于幻想硅基外星生物。和碳原子一样，硅原子最多可以组成四个化学键，我们已经知道它们可以形成聚合物：硅酮密封胶、黏合剂、润滑剂和厨具的主要成分都是硅。原则上，硅基聚合物可以很大，而且多样，足以包含生物信息。然而，尽管硅在地球上的含量远远高于碳，地球上的生命却是基于碳的。这或许是因为在地球表面的现成条件下，硅不像碳那么容易与其他原子形成化学键，因而不能为生命制造出足够的化学多样性。不过，如果在假想地外生命时彻底排除硅基生命，或完全基于其他化学成分的生命，觉得它们不可能在宇宙中其他地方的不同条件下茁壮生长成生命体，就太愚蠢了。
1700271717
[
上一页 ]
[ :1.700271668e+09 ]
[
下一页 ]