登陆注册
2584000000009

第9章 宇宙的音乐(2)

地球上所发生的一切可能跟许多星球上的生物进化多少有些类似,但是就蛋白质的组成和化学性质或脑神经系统这样的细节而言,地球上的生物史在整个银河系里可能是独一无二的。地球是46亿年之前由星际气体和尘埃凝结而成的。根据化石所提供的证据,我们知道,没多久——大概40亿年之前,在原始地球的湖海里就产生了生命,最初的生物还没有单细胞生物体——这已经是一种相当高级的生物形态——那么复杂。最初的活动也简单得多。当时,闪电和太阳辐射的紫外线正在分解原始大气层中氢含量很高的简单分子,分解的碎片又自动结合成越来越复杂的分子。这种早期的化学物质溶解在海洋里,形成了一种逐渐复杂的有机液。最后,有一天,纯粹是出于偶然,出现了一种能够利用有机液里的其他分子作为预构件粗略地复制自己的分子。

这就是脱氧核糖核酸(DNA)——地球生命的基本分子——的最早祖先,它的状貌像螺旋状梯子,我们可以在分子的四个不同部位找到它的梯级。这些梯级称为核苷酸。它们构成了遗传密码的四个字母,扼要地发出生殖特定生物体的遗传指令。地球上的每一种生物都有各自不同的遗传指令,但是它们使用的书面语言基本上是一样的。生物体之所以不同是因为它们的核酸指令不同,突变就是核苷酸的变化,它会遗传给下一代,是一种真实遗传。因为突变是核苷酸的随机变化,所以大多数突变是有害的或致死的,它们的遗传密码会指令产生非官能酶。要通过突变改善一种生物体的功能,需要很长的时间,然而,正是因为这种不大可能发生的事情——百万分之十厘米宽的核苷酸的有益的小突变,带动了进化过程。

40亿年前。地球是一个分子的乐园,当时还没有捕食者。有些分子进行低效繁殖,它们竞争预制构件,粗略地复制自己。随着繁殖、突变和对最低效品系的选择性淘汰,进化不停地进行着,即便是在分子的位级也在不停地进行着。久而久之,分子的繁殖效能改善了,具有特别功能的分子终于结合在一起,形成一种分子集体——初始细胞。现今的植物细胞里含有微型的分子工厂,称为叶绿体,负责光合作用,将阳光、水和二氧化碳转化成碳水化合物和氧。血液里的细胞含有另一种不同的分子工厂,称为线粒体,其作用是使食物跟氧结合在一起。从而使食物释放出有用的能量。这些工厂现在仍然存在于动植物的细胞内,但是它们本身可能曾经是独立生存的细胞。

到30亿年前,若干单细胞植物已经组合在一起,也许是因为在细胞一分为二之后,突变阻止了它们的分离,初始的多细胞生物体产生了。人体内的每个细胞都是一种公社,由曾经独立生活的社员为了共同的利益而结合在一起,因此人是由100万亿个细胞组成的,我们每个人都是一个群体。

性大约是20亿年前产生的。在那之前,新的生物体只能从随机突变——逐字逐句对遗传指令变化的选择——的积累过程中产生。进化一定是一个极其缓慢的过程,随着性的产生,两个生物体就能够整段、整页和整本地交换它们的DNA遗传密码,繁殖出可供筛选的新品种。生物体有选择地进行性的活动,那些对性的活动不感兴趣的物体就迅速地绝灭。不仅20亿年前微生物的情况是如此,我们人类现在对DNA遗传密码的交换也有显着的兴趣。

到10亿年前,由于协作的结果,植物已经深刻地改变了地球的环境。绿色植物会制造分子氧。因为当时的海洋充满了简单的绿色植物。所以氧正在变成地球大气层的主要成分,结果以不可逆转之势改变了原来氢含量很大的大气层的性质,从而结束了生物是由非生物过程产生的地球历史时代。然而,轻而易举地使有机分子瓦解,虽然我们喜欢它,但从根本上说,氧对没有保护的有机物却是一种毒药。在生命的历史上,大气层的氧化造成了极大的危机,大量的生物体因为适应不了氧而灭亡,少数原始生物,例如肉毒杆菌和破伤风杆菌,即使现在也只能生活在厌氧环境条件下。地球大气层里的氮的化学性质很不活泼,因此氮比氧温和得多,但是氮也使生物付出了巨大的代价。总之,地球大气层的99%源自生物,我们的天空是用生命换来的。

在生命起源之后40亿年的大部分时间里,主要的生物体是微小的深绿色的海藻,它们布满了整个海洋。接着,大约6亿年之前,海藻的垄断地位被打破了,新的生物急剧增加。这个事件称为“寒武纪爆炸”。地球产生之后几乎立即产生了生命,这说明生命在类似地球的行星上可能是一个不可避免的化学过程。但是,在30亿年的时间里,生命并没有从深绿色的海藻进化多少,这说明有特殊器官的大生物是很难形成的,甚至比生命的起源还难。也许现在许多其他的行星存在有大量的微生物,但是没有大型的动物和植物。

寒武纪爆炸之后不久,海洋里充满了许多不同形态的生物。到5亿年以前,已经有大量成群结伙的三叶虫,它们是体态漂亮的动物,有点像大昆虫,有些在海底成群猎食,它们的眼睛里有晶体,可以探测偏振光。但是现在三叶虫已经不复存在了,它们已经于亿年前消失了。地球一度有过的动植物,如今已无活着的迹象。当然,现在地球上的各种生物过去没有存在过。物种就是这样来去匆匆,一闪而过。

寒武纪爆炸之前,物种的演化似乎相当缓慢,这大概一方面是因为我们越深入审查过去,我们的资料就越不足。在我们行星的早期历史里,很少生物体有硬的部位,而软体生物则很少有化石残余。另一方面是因为寒武纪爆炸之前出现新生物体的节奏确实非常缓慢,细胞结构和细胞生化的艰苦进化过程并没有立即反映在我们从化石所看到的外部形态上。寒武纪爆炸之后。新的适应过程以相对惊人的速度接二连三地发生。在急速演化之中,原始鱼类和脊椎动物便应运而生;过去只生长在海里的植物开始移居到陆地上,原始昆虫产生了,它们的后代成了移居陆地的先锋动物;有翼的昆虫跟两栖动物(有点像肺鱼,能够同时生活在水里和陆地上)同时产生;初始的树和爬行动物出现了;恐龙产生了;哺乳动物出现了,接着又出现了初始的鸟类;初始的花也出现了;恐龙绝灭,初始的鲸目动物(海豚和鲸的祖先)产生了,灵长目(猴、类人猿和人类的祖先)也同时出现了。不到1000万年前,跟人类相当接近的动物产生了,它们的脑体积也惊人地增大。然后,只在几百万年之前,最初的真人出现了。

人类是在森林里成长起来的,我们与森林有着天然的联系。树木葱茏向上,蔚为壮观!它们的叶子需要捕获阳光来进行光合作用,因而它们用阴影遮蔽近邻,相互竞争。如果仔细观察的话,你经常会见到两棵树无可奈何地推推搡搡。树木是壮美的机器,它们以阳光为动力,以大地的水分和空气中的二氧化碳为食粮,同时也向我们提供了食粮。植物用自身制造的碳水化合物作为能源来从事各种活动,动物——从根本上说是植物的寄生虫——则靠盗取碳水化合物来从事各种活动。因为我们大量地呼吸空气,我们的血液里含有氧,当我们食用植物时,我们就将碳水化合物跟氧结合起来,从中提取人类机器运转所需要的能量。在上述这个过程中,我们呼出二氧化碳,然后这些二氧化碳又被植物吸收,用来创造更多的碳水化合物。两者之间协作得多好啊!动物和植物交互吸收对方的呼出物——一种全球性的口对口相互急救法。整个微妙的循环过程是以1.5亿公里外的一颗恒星为动力的。

已知的有机分子有好几百亿种,但是大约只有50种被用来进行生命的基本活动。同样的分子模式被稳健而又巧妙地反复用来行使各种不同的职能。控制细胞化学性质的蛋白质和携带遗传指令的核酸是地球生命的核心,我们发现所有动植物里的这些分子基本上是相同的。我和橡树都是由相同的物质组成的,如果你再往回追溯的话。你会发现我们有一个共同的老祖宗。

跟星系和恒星王国一样,活细胞是一个复杂而又完美的国家。巧妙的细胞机器是经过40亿年的时间精心制成的,它是由食物碎屑演化而成的。今天血液里的白细胞就是昨天的奶油。细胞是如何完成这项工作的呢?原来,细胞内是一个错综复杂的迷宫,它有独特的结构,它能够转化分子,储存能量,还能够为自我复制做准备工作。假如我们能够进入一个细胞的话,我们所能见到的许多细胞微粒就是蛋白质分子,它们有些积极地活动着,有些则消极等待。最重要的蛋白质是酶,即控制细胞化学反应的分子。酶就像装配线上的工人一样,各有各的分子工作,例如第四道工序负责核苷酸鸟苷磷酶的构造,又比如第十一道工序负责分解糖分子并从中提取能量——这是用来支付其他分子工作的货币。但是酶并不是老板,它们接受它者的指令——事实上,它们本身也是由它者构造的,它们按上司的命令办事。核酸是分子的老板,它们位于细胞核这样的紫禁城里,深居简出。

假如我们通过一个小孔闯入细胞核的话,我们会发现类似意大利面条厂里的爆炸现象——令人眼花缭乱的面团和面条,它们就是两种不同的核酸:DNA和RNA(RNA将DNA发出的指令传递给其他细胞)。这些核酸是40亿年进化的最佳产品,它们储存着如何指使细胞、树木和人类进行工作的全部信息。如果用一般的语言写出来的话,人类DNA的信息量足足可以写成100卷的巨着。此外,除了极少数例外,DNA分子还懂得如何复制自己。它们的学识不可谓不渊博。

DNA是一条复合螺旋线,南两条线绞合在一起,像一个螺旋形的梯子。在这两条线上的核苷酸的排列次序就是生命的语言。在繁殖的时候,这两条线借助一种特殊的松解蛋白质而分离,然后分别跟附近的另一条线的复制物(在细胞核沾滞流体里漂浮着的核苷酸预制构件所制造出来的复制物)相结合。松解程序一开始的时候,一种称为DNA聚合酶的特异功能酶就出来协助确保复制工作不出差错。如果出了差错,酶就会迅速加以纠正,用正确的核苷酸取代错误的核苷酸:这些酶是一部功能奇异的分子机器。

除了精确地复制自己(即遗传)之外,DNA还通过称作“信使RNA”的另一种核酸指挥细胞的活动(即新陈代谢)。RNA会跑到核外,每个RNA在适当的时间和适当的地点控制着一个酶的构造。酶细胞形成之后就开始发号施令。每个酶掌管着细胞生化过程的某一特定环节。

同类推荐
  • 青少年生活常识必读(青少年必读常识)

    青少年生活常识必读(青少年必读常识)

    每一朵花,都是一个春天,盛开馥郁芬芳;每一粒沙,都是一个世界,搭建小小天堂;每一颗心,都是一盏灯光,把地球村点亮!借助图书为你的生活添一丝色彩。这是一套包罗生活万象的、有趣的书,向读者介绍了不可不知的中的常识。包括文学常识、地理常识、历史常识、安全常识、文化常识、动物常识、植物常识、科技常识、天文常识、生活常识等。这些都是一些生活常识性的问题,说大不大,说小不小,因为零散,平时想了解又难以查找,我们将这些你们可能感兴趣的、富有趣味的日常生活中日积月累的宝贵经验搜集并编辑成册,以便您在遇到问题时随时查询,轻松解决生活中的问题。
  • 培养孩子乐观自信的幽默故事(青少年心灵成长直通车)

    培养孩子乐观自信的幽默故事(青少年心灵成长直通车)

    成长是每一个孩子必须经历的人生旅程。孩子的成长承载着生命的所有质量,少年时期是人生观、价值观形成的关键阶段。在这个阶段里,也许一件小事就能够改变命运,也许一个充满智慧的故事就能够改变人生。《国民阅读文库·青少年心灵成长直通车》系列从成长中可能遇到的问题出发,内容涵盖了勤奋、坚强、自信、乐观等诸多与孩子健康成长密切相关的方面,入选的故事通俗易懂,道理清晰明了,版式活泼多样,容易激发孩子强烈的阅读兴趣,能够起到极好的教育和熏陶作用,对于提高孩子的文化素养、拓展孩子的知识面大有帮助。就好未来,孩子从小养成良好的习惯,成就大事业将不再是遥不可及的梦想。
  • 木子悦己寓言

    木子悦己寓言

    是一本能让人观花看世界,睹木见浮生的好书!为什么这么说?佛曰,一花一世界,一木一浮生,寓言,正好比这花这木,看似志趣横生,枝繁交错,实则却有着深深的道理,这些道理既是对当代社会现状的犀利剖析,撕开一条条带血的皮肉,看人性的贪与痴,世间的冷与暖,一幕幕真实太过沉重,变成一个故事说与人听。
  • 宝藏新探(走进科学)

    宝藏新探(走进科学)

    随着现代科学技术的发展,人类在海洋探测、海洋潜水和海洋打捞方面的本领也在突飞猛进。这一方面可以使人类更有效地开发利用海洋资源,另一方面也为各种各样的海底沉宝寻找者提供了方便,使他们可以利用先进的水下技术去找到海底沉宝。
  • 让孩子受益一生的经典童话

    让孩子受益一生的经典童话

    爱听故事是每个孩子的天性,阅读已经被认定为人一生最重要的素养。阅读素养高的人,不仅求职的能力、转换行业的能力强,而且从心理学角度讲,也更容易拥有快乐、充实的人生。本书选取了中外经典童话,这些童话仿佛一滴滴甘露,滋润着孩子稚嫩的心灵;又好似一位循循善诱的智者,引导孩子变得聪明好学,让孩子更加求知若渴。相信有了这本书,孩子们的生活会变得更加丰富多彩。
热门推荐
  • 故事中的科学(人生解密)

    故事中的科学(人生解密)

    科学无处不在,在我们的周围,各类各样的事物中,都隐含着科学。一株花、一棵树、一滴水……一花一世界,一叶一菩提。无论是仰望星空、俯视大地,还是近观我们周遭咫尺器物,处处都可以发现科学原理蕴于其中。从生活中任何的小事物中都能发现科学的闪光。而现在,让我们在故事中去寻找科学。
  • 浴火重生之庶女璎珞

    浴火重生之庶女璎珞

    之后某一天,某滴仙美女手抱男婴一脸不解的问,太后所出。庶女璎珞天生病弱,我知你从未心系与我,小伤而已不必怜我。。其父府南宫云,聪明如你会不知道!五皇子南宫闵••••••分解如下:某女心里腹诽,明明知道我心里你是不同的,白衣胜雪天人之姿,倾世无双。某一天,身负重伤却一脸倔强道,稳稳立与南玄树大根生。太子才高八斗,你为何不喜宝宝?某女在心里默默的叹气,温稳尔雅貌无双。南宫离,皇后所出。某倾城傲娇男一脸委屈的说,我幸晓静,从来没有想过,有一天会死与车轮之下,满以为在你心里我是不同的,原开国皇后母家,看来我还不够好!某倾城傲娇男伸手紧紧搂住她的腰,送至庵堂自身自灭。又某一天,某倾城傲娇男白衣胜雪双眼含雾,虽冷心冷血却手握重兵。欲世子精才决绝,犹豫半天才道,你生产那天留下的阴影!本文男主女主一对一,重生与火海之中。雪贵妃所出。瑾亲王文武全才,拈酸吃醋成这样也行!南玄定国公府苏家,喜欢宠文的朋友欢迎入坑!
  • 极品纨绔妃

    极品纨绔妃

    她凶悍霸道,为夺家产直接PK掉柳家少爷,再赢光柳府所有产业,一跃成为陈州首富,却被皇帝下旨赐婚于病弱眼瞎的大皇子;因心中的爱情她与三皇子私奔!却不知某人早已设陷阱等她跳下……她被生擒泪奔,控诉道:“你不是瞎子吗?”“我眼瞎心不瞎。”“你不是病弱吗?”他邪魅一笑。“我是弱是强,你试过才知道!”
  • 爱如玫瑰次第开:索解传媒朝代中国文学精神

    爱如玫瑰次第开:索解传媒朝代中国文学精神

    ,贴近灵魂,没有生命的感同身受,必得贴近身心。屏息谛听。蜷缩在文红霞编著的《爱如玫瑰次第开:索解传媒时代中国文学精神》文字里,聆听玫瑰绽放的声音,体味揣摩,又怎能准确地把握作品微妙复杂的内核?又怎能将作家传神写照,描摹出其精魂?优秀作品正是作家的生命激情和人生体验的结晶,要想真切地了解你的研究对象,并让内心也呈现玫瑰的光芒
  • 凤华天下:倾城太子妃

    凤华天下:倾城太子妃

    一个错误,她从九天之上纨绔无情的小殿下变成了人间不受宠的叶家大小姐。没了权势?没关系,她依旧横行。没了身体?没关系,抢个就好。只是这个长相妖孽,性格暴虐的太子殿下,到底是不是九天之上出了名的废物?和心上人一模一样的祭祀大人,又是从哪来的?还有那个性格一言难尽的武林高手,你是武林高手,不是采花高手,啊!喂——你的手。
  • 孽缨园

    孽缨园

    做为第七代守护者,在妄想者不断训练之后,一个天地间最纯洁的地方。却有着最邪恶的植物——孽缨。不断地尝试与守护者对抗,孽缨园,哪怕最后尸骨无存也想创造奇迹。世人为了争夺孽缨,怎样守护孽缨园?
  • 后宫有个大姐大

    后宫有个大姐大

    穿越而来,却因着一张容颜,成了当今炫朝之后。*若干年后,斑驳城墙之上,那一袭水色飞舞,战鼓连天。硝烟起,八方玲珑。女子以双掌击响战鼓,势如破竹,助我夫君……一统天下。
  • 夙歌

    夙歌

    人前,她是随性淡然、嘴角永远挂着和煦微笑的医女。人后,她是叱咤风云、翻手为云覆手为雨的超级强者。当年的她懵懂无知,被父亲教唆成一个心狠手辣、妄作胡为的二世祖。凡事太尽,缘分势必早尽。本该在宠溺中的长大少女不得不成长在遍地毒虫猛兽的热带雨林,甚至为了活下去而筹谋怎么杀掉一个宗师——这需要的不仅仅是狠辣,更需要的是蚍蜉撼树的勇气……也许,连她自己都不知道,在将来的某一天,她,会站在这世界的顶端,俯视和打破这些令普通人望而生畏的规则!她,就是王夙!
  • 无敌大小姐

    无敌大小姐

    当现代阴狠毒辣,手段极多的火家大小姐火无情,穿越到一个好色如命,花痴草包大小姐身上,会发生怎样的化学反应?火无情一醒过来就发现,自己竟然在众目睽睽之下上演脱衣秀。周围还有一群围观者。这一发现,让她极为不爽。刚刚穿好衣服,便看到一个声称是自家老头的老不死气势汹汹的跑来问罪。刚上来,就要打她。这还得了?她火无情从生自死,都是王者。敢动她的人,都在和阎王喝茶。于是,她一怒之下,打了老爹。众人皆道:火家小姐阴狠毒辣,竟然连老爹都不放在眼里。就这样,她的罪名又多了一条。蛇蝎美人。穿越后,火无情的麻烦不断。第一天,打了爹。第二天,毁了姐姐的容。第三天,骂了二娘。第四天,当众轻薄了天下第一公子。第五天,火家贴出招亲启事:但凡愿意娶火家大小姐者,皆可去火府报名。来者不限。不怕死,不想活的,欢迎前来。警示:但凡来此,生死皆与火家无关。若有残病者火家一律不负法律责任。本以为无人敢到,岂料是桃花朵朵。美男个个很妖娆一号美人:火无炎。火家大少爷。为人不清楚,手段不清楚。容貌不清楚。唯一清楚的是,他有钱。有多多的钱。火无情语录:钱是好东西。娶了。(此美男,由美瞳掩饰不了你眼神的空洞领养。)火老爷一气之下,昏了过去。家门不幸,家门不幸啊。二号美人:竹清月。江湖人称天上神仙,地上无月。大国师一枚。美得惊天动地。火无情语录:美人好,尤其是自带嫁妆又会预测未来的美人,娶了。(此美男,由东de琳琳领养)三号美人:轩辕子玉。当朝七皇子,游历四国。一张可爱无敌的脸。单纯至极。火无情语录:可爱的孩子好,可爱又乖巧的孩子更好。可爱乖巧又不用给钱的孩子,娶了。(此美男,由刘千绮领养)皇帝听闻,两眼一抹黑。他的儿啊。怎么就这么不争气呢。四号美人:天下第一美男。性格不详,籍贯不详。火无情语录:谜一样的美人,她喜欢。每天都有新鲜感。娶了。(此美男,由告别的爱情li领养。)五号美人:天下第一名伶。火无情语录:解风情的美男,如果没钱花把他卖了都不用调教。娶了。(此美男由伊眸领养。)六号美男:解忧楼楼主。相貌不详,身世不详。爱好杀人。火无情语录:凶恶的美人,她喜欢。娶了。(此美男由陈铭铭领养)七号美男:琴圣。貌如谪仙,琴音杀人。冷清眸子中,百转千回,说尽风流。(此美男由伊眸领养)夜杀:天下第一杀手。(此美男由静寂之夜领养)
  • 中国现代作品

    中国现代作品

    我们中小学生必须要加强阅读量,以便提高自己的语文素养和写作能力,以便广开视野和见识,促进身心素质不断地健康成长。但是,现在各种各样的读物卷帙浩繁,而广大中小学生时间又十分有限,因此,找到适合自己阅读的读物,才能够轻松快速地达到阅读的效果。